卤化氢

更新时间:2022-06-25

卤化氢是一种化合物,化学式可表示为HX,俗称HX品,有HF、HCl、HBr、HI、HAt五种,稳定性是HF\u003eHCl\u003eHBr\u003eHI,除HF外,在水溶液中都是强酸,可使用卤素氢气反应制得,或者卤化物与不挥发性酸反应制得,化学性质为无色且具有强烈刺激性的气体,易与空气中水蒸气结合而形成白色酸雾,在人的胃中,盐酸的质量分数为 0.5 % ,它能促进食物的消化,并杀死病菌,还可用于工业。

基本信息

中文名卤化氢
化学式HX
稳定性HF>HCl>HBr>HI
类型HF、HCl、HBr、HI、HAt五种
制备方法使用卤素与氢气反应制得

性质比较

常温常压下,卤化氢均为无色且具有强烈刺激性的气体,易与空气中水蒸气结合而形成白色酸雾。

卤化氢是极性较强的分子,因此在水中有很大的溶解度。卤化氢的水溶液称为氢卤酸,所以把HF、HCl、HBr和 HI分别称为氢氟酸、氢氯酸、氢溴酸氢碘酸。液态卤化氢不导电,这表明它们是共价型化合物而非离子型化合物。

卤化氢的极性按氟化氢氯化氢溴化氢碘化氢的顺序依次减弱,分子间作用力依HCl、HBr、HI顺序依次增强,因此,它们的熔、沸点依次升高。

唯 HF在许多性质上表现出例外,是由于HF分子间存在较强的氢键,所以在卤化氢中,它具有最大的熔热、 汽化热和最高的沸点,熔点也大于HCl和HBr。从化学性质来看,卤化氢和氢卤酸也表现出规律性的变化,同样HF也表现出一些特殊性。

1.稳定性

HF\u003eHCl\u003eHBr\u003eHI

HF:2000度以上还不见分解迹象(一般认为氟化氢不会热分解)。

HCl:1000度以上开始缓慢分解。

HBr:500度

HI:300度

2.酸性

HF(中强酸)\u003cHCl(强酸)\u003cHBr(强酸)\u003cHI(无氧酸最强酸)\u003cHAt

原因是:卤素原子原子核对其核外电子的吸电子性大小按照F,Cl,Br,I的顺序递减,使得氢卤键越来越易断裂,氢原子变得更易于解离,酸性增强。

3.还原性:

HF\u003cHCl\u003cHBr\u003cHI

原因:卤素单质的氧化性随着F2\u003eCl2\u003eBr2\u003eI2而减弱,所以他们对应的还原态物质如卤化氢,卤离子的还原性却逐渐增强。

具体的讲:HF不能被任何氧化剂所氧化!

HCl只能被强氧化剂氧化(KMnO4K2Cr2O7PbO2,NaBiO3,MnO2,KClO3,KClO等);而O2在常温下不能氧化HCl,450度在CuCl2催化剂条件下才可被O2氧化为Cl2。

HBr可以被强氧化剂(KMnO4,K2Cr2O7,PbO2,NaBiO3,MnO2,KClO3,KClO等)和一些中等强度氧化剂(O2等)所氧化,常温下HBr溶液露置于空气中会慢慢变黄而游离出Br2

HI可以被许多氧化剂所氧化,包括能被HCl和HBr氧化,另外有一些较弱的氧化剂也能氧化HI,如Cu2+,Fe3+等;露置于空气中的HI溶液会迅速变色。

HF

只有HF可以和硅酸盐或玻璃SiO2反应产生SiF4,其他卤化氢不反应。

氢氟酸虽为较弱的酸,但是腐蚀性和氧化性却比浓硫酸还强,属于一级腐蚀品,而其他氢卤酸则腐蚀性相对较弱,属于二级腐蚀品。

应用

氢卤酸中氡氟酸和盐酸有较大的实用价值。盐酸在工业上是除硫酸以外的最重要的酸,是重要的化工原料和化学试剂。在人的胃中,盐酸的质量分数为 0.5 % ,它能促进食物的消化,并杀死病菌。

制备

金属卤化物与浓硫酸的置换反应

氟化氢的工业和实验室制备基于氟化钙萤石)与浓硫酸反应。实验室制备少量氯化氢时可用NaCl与浓硫酸反应。制备溴化氢和HI则要用非氧化性的酸(如磷酸)代替浓硫酸。这是因为使用浓硫酸时得到的产物不是溴化氢和HI,而是溴和碘。 

卤素与氢直接化合

由于氟和氢直接化合反应激烈而无法控制,故不能用于HF 的制备。溴与氢气化合反应缓慢,反应需在高温下进行,但HX在高温下分解, 影响其产率。工业上只有氯气和氢气直接化合制备HCl。氢气和氯气在合成炉中燃烧生成的氯化氢气体自炉内导出后,经冷却,用水或稀盐酸吸收,可以得到质量分数29% 〜 31%的浓盐酸。 

卤化物水解法

实验室中制备溴化氢和碘化氢,常用非金属卤化物水解的方法。如用水滴加到三溴化磷三碘化磷表面便可产生溴化氢和碘化氢。实际使用时,并不需要先制成非金属卤化物,而是把水逐滴加在磷和少许水的混合物上,即可不断产生溴化氢或碘化氢。


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