Fluorowce

1. Fluorowce

Fluorowce (inaczej halogenki) to pierwiastki z 17. grupy. Ja zawsze lubię je zestawiać razem z litowcami i berylowcami, dlatego że masa związków chemicznych zawiera albo pierwiastek z I czy II grupy (jako kation) albo jakieś fluorowce (jako anion).

Fluorowce należy koniecznie potrafić rozpoznać po ich opisach, zatem możesz się tego spodziewać na maturze. Dodatkowo w dolnym wierszu tabeli podano typowe zastosowanie danego fluorowca. 

Fluor   (F2) Chlor  (Cl2)Brom   (Br2)Jod   (I2)
Bezbarwny gaz o ostrym (przenikliwym) zapachu : drażni nasze błony śluzowe (drogi oddechowe). Grubsze warstwy tego gazu mają słabą żółtozieloną barwę. Żółtozielony gaz, przenikliwy, duszący zapach, także drażni drogi oddechowe. Ciemnobrunatna ciecz, jego wodny roztwór nazywamy wodą bromową (ten sam kolor). Wdychanie grozi zapaleniem błon śluzowych. Szaroczarne ciało stałe(kryształy o metalicznym połysku), jego pary są fioletowe. Wodny roztwór jest brunatny. Istnieje wiele różnych ,,roztworów jodu” , o których więcej poniżej.
pasta do zębówwybielacz, jako środek odkażający w basenachfotografia, uniepalniaczleki na tarczycę, jodyna
Fluorowce – właściwości fziczyne

➦  fluorowce cechują się dużym wartościami elektroujemności (fluor ma największą z całego układu okresowego!) . Dlatego też fluor zawsze ma stopień utlenienia równy  −I, no nie ma innej opcji!

fluorowcebardzo reaktywne! Są to najbardziej aktywne pierwiastki, łączą się gwałtownie z wieloma innymi pierwiastkami : pamiętamy, że fluor jest najbardziej reaktywny, a jod najmniej. 

fluorowce najsilniejszymi utleniaczami! Fluor jest najmocniejszym utleniaczem z całego układu okresowego. Oznacza to, że czystego fluoru nie da się uzyskać poprzez utlenienie go z fluorków, bo nie ma czym! Czyli poniższa reakcja nie zajdzie :

2NaF  +  Cl2  ⟶  2NaCl  +  F2  (nie zachodzi)

➦ Wiemy z poprzedniego postu, że moc utleniająca rośnie w górę grupy, to znaczy fluor F2  jest najmocniejszym utleniaczem.

Zatem, która z reakcji przedstawionych poniżej zajdzie?

a)  2NaI  +  Br2   ⟶  2NaBr  +  I2       czy     2NaBr  +  I2   ⟶  2NaI  +  Br2  

b)  2NaCl  +  F2   ⟶  2NaF  +  Cl2     czy     2NaF  +  Cl2  ⟶  2NaCl  +  F2 

Wiemy już, że analizując tego typu reakcję, trzeba zidentyfikować mocniejszy utleniacz i szukać takiej reakcji, w której ten właśnie utleniacz pełni swoja rolę : utleniacza. W reakcji a) mocniejszym utleniaczem od jodu jest brom, zatem zajdzie reakcja z wytworzeniem NaBr + I2 , a w reakcji b) mocniejszym utleniaczem jest fluor, zatem zajdzie reakcja, w której wytworzy się NaF  +  Cl2 .

➦ halogenki (głównie chlor i brom) mają tendencję do reagowania na zasadzie reakcji dysproporcjonacji lub synproporcjonacji. Reakcje synproporcjonacji spotykamy w reakcji chloru czy bromu z wodą[1], a także reakcji chloru i bromu z wodorotlenkami litowców.

Cl2  +  2H2O   ⇄   HCl  +  HClO

Br2  +  2H2O   ⇄   HBr  +  HBrO

Cl2  +  2NaOH  ⟶  NaClO  +  NaCl  +  H2O

Br2  +  2NaOH  ⟶  NaBrO  +  NaBr  +  H2

W rzeczywistości ostatnie dwie reakcje mogą dać także chloran (V) sodu oraz bromian (V) sodu, ponieważ powstałe sole ulegają dalej dysproporcjonacji!

 3 NaBrO  ⟶  NaBrO3  +  2NaBr              

3Br2  +  6NaOH  ⟶  NaBrO3  +  5NaBr  +  3H2

Jak widzisz, powyżej mamy alternatywny zapis reakcji bromu z NaOH (dla chloru oczywiście jest analogicznie).

Co ciekawe, niektóre niemetale mogą reagować z kwasami, np. jod może reagować z kwasem azotowym. Zauważ, że jod będzie miał już najmniejsze właściwości niemetaliczne (czyli najbardziej metaliczny z fluorowców i faktycznie ma taki metaliczny połysk).

I2  +  10HNO3  ⟶  2HIO3  +  10NO2*  +  4H2

*ze stężonym, natomiast z rozcieńczonym powstawałby NO zamiast NO2

2. Jodyna i płyn Lugola

Rozpuszczalność jodu w wodzie jest mała, ale za to znacznie się polepsza w obecności jodku potasu, ponieważ tworzą się jony trijodkowe I3 . Płyn Lugola to właśnie roztwór jodu w jodku potasu i ma on barwę brązową (brunatną), a wykorzystuje się go do wykrywania skrobi (pojawia się wtedy zabarwienie niebieskoczarne / ciemnoniebieskie : im więcej jodu tym ciemniejszy kolor). Można się spotkać z zapisem KI3  =  KI • I2 .

KI  +  I2   ⟶   KI3       oraz w formie jonowej skróconej :      I  +  I2      ⟶   I3 

KI3 (brązowy)   +  skrobia    ⟶    niebieskoczarne/ciemnoniebieskie

Taka próba nazywa się także próbą jodową (jodoskrobiową).

Jodyna natomiast, to roztwór jodu w etanolu o zabarwieniu brązowym (brunatnym). Ma właściwości dezynfekujące. 

Zatem wodne i alkoholowe roztwory jodu są brunatne (brązowe), natomiast w niektórych rozpuszczalnikach organicznych (CS2 , benzen, chloroform) jod rozpuszcza się z zabarwieniem fiołkowym


[1] Reakcje dysproporcjonacji chloru i bromu w wodzie (woda chlorowa i bromowa) można sobie ,,wytłumaczyć” (w sposób brudnopisowy) zakładając, że Cl2 = Cl+ Cl  i zwyczajnie wymienić kationy z anionami (H2O = H+ OH)

Leave a Reply

%d bloggers like this: