Hóa học Lớp 10. Phản ứng với H2, nước và kiềm.
Kiến thức cần nhớ
**1. Halogen tác dụng với hydrogen**
Phản ứng tổng quát:
$H_2+X_2\rightarrow2HX$
Khả năng phản ứng nhìn chung giảm từ fluorine đến iodine:
- $F_2$ phản ứng rất mạnh.
- $Cl_2$ phản ứng khi có ánh sáng hoặc được khơi mào.
- $Br_2$ thường cần đun nóng.
- $I_2$ phản ứng khó hơn, thuận nghịch và cần điều kiện thích hợp.
Không nên dùng một điều kiện duy nhất cho mọi halogen.
**2. Chlorine tác dụng với nước**
Trong nước xảy ra cân bằng:
$Cl_2+H_2O\rightleftharpoons HCl+HClO$
Chlorine từ số oxi hóa 0 chuyển thành $-1$ trong HCl và $+1$ trong HClO. Đây là phản ứng tự oxi hóa–khử.
**3. Tính tẩy màu và sát khuẩn của nước chlorine**
$HClO$ là chất oxi hóa, có thể phá hủy nhiều chất màu và vi sinh vật. Tác dụng tẩy màu là do biến đổi hóa học, khác với việc chất màu chỉ bị che lấp.
Độ hiệu quả phụ thuộc điều kiện môi trường; không được hiểu rằng khí chlorine khô luôn tẩy màu mọi vật khô.
**4. Chlorine với kiềm lạnh, loãng**
Với dung dịch kiềm lạnh, loãng:
$Cl_2+2NaOH\rightarrow NaCl+NaClO+H_2O$
Chlorine tạo chloride có số oxi hóa $-1$ và hypochlorite có số oxi hóa $+1$. Sản phẩm chứa $ClO^-$ liên quan tác dụng oxi hóa và tẩy màu.
**5. Chlorine với kiềm nóng, đặc**
Với dung dịch kiềm nóng, đặc:
$3Cl_2+6NaOH\rightarrow5NaCl+NaClO_3+3H_2O$
Chlorine tạo chloride $Cl^-$ và chlorate $ClO_3^-$, trong đó chlorine có số oxi hóa $+5$. Điều kiện quyết định sản phẩm, nên không được dùng phương trình lạnh–loãng cho mọi trường hợp.
**6. Phản ứng tự oxi hóa–khử**
Một chất tự oxi hóa–khử khi cùng một nguyên tố từ một số oxi hóa ban đầu tạo ra hai mức số oxi hóa: một cao hơn và một thấp hơn.
Với $Cl_2$:
- $0\rightarrow-1$: chlorine bị khử.
- $0\rightarrow+1$ hoặc $+5$: chlorine bị oxi hóa.
Vì hai quá trình xảy ra đồng thời, $Cl_2$ vừa đóng vai trò chất oxi hóa vừa là chất khử.
**7. Cân bằng bằng electron**
- Xác định số oxi hóa chlorine trong từng sản phẩm.
- Viết số electron nhường và nhận.
- Chọn tỉ lệ sao cho tổng electron nhường bằng tổng electron nhận.
- Cân bằng các nguyên tố còn lại và kiểm tra điện tích nếu viết dạng ion.
Phương pháp này giúp tự suy hệ số thay vì học thuộc rời rạc.
**8. Ứng dụng và an toàn**
Chlorine và hợp chất hypochlorite được dùng khử trùng nước, tẩy trắng và sản xuất hóa chất. Chlorine là khí độc, gây kích ứng mạnh; không trộn tùy tiện chất tẩy chứa hypochlorite với acid vì có thể giải phóng khí chlorine nguy hiểm.
ezonthi