* Giải thích xu hướng biến đổi tính chất vật lí của Hydrogen halide

– Hydrogen halide là hợp chất của hydrogen với halogen, công thức tổng quát là HX, với X là halogen. Hậu tố “ide” trong hydrogen halide được thay thế từ hậu tố “ine” của tên halogen.

Bảng 18.1. Bảng mô tả đặc điểm, tính chất vật lí của hydrogen halide (HX)

Hình 18.1.Tương tác Van der Waals giữa các phân tử HX

Hình 18.2. Liên kết hydrogen giữa các phân tử HF

– Nhiệt độ sôi của các hydrogen halide tăng dần từ HCl đến HI. Nguyên nhân là do khối lượng phân tử tăng, làm tăng năng lượng cần thiết cho quá trình sối; đồng thời, sự tăng kích thước và số electron trong phân tử, dẫn đến tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng. – Các phân tử hydrogen fluoride hình thành liên kết hydrogen liên phân tử, loại liên kết này bền hơn tương tác van der Waals, nên nhiệt độ sôi của hydrogen fluoride cao bất thường so với các hydrogen halide còn lại.

* Tìm hiểu tính acid của các Hydrohalic Acid

– Các hydrogen halide tan trong nước, tạo thành hydrohalic acid tương ứng. Hydrofluoric acid (HF) là acid yếu, nhưng có tính chất đặc biệt là ăn mòn thuỷ tinh, phương trình hoá học của phản ứng: SiO₂ + 4HF → SiF₄ + 2H₂O

– Các dung dịch HCl, HBr, HI là những acid mạnh, có đầy đủ tính chất hoá học chung của acid như làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ, tác dụng với kim loại đứng trước hydrogen trong dãy hoạt động hoá học, tác dụng với basic oxide, base và một số muối.

Tính acid của các hydrohalic acid tăng dần từ hydrofluoric acid đến hydroiodic acid.

– Trong dịch vị dạ dày của người có hydrochloric acid với nồng độ trong khoảng 10^-4 – 10^-3 mol/L, đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiêu hoá, cùng với enzyme và sự co bóp của cơ dạ dày nhằm chuyển hoá thức ăn thành chất dinh dưỡng cho cơ thể dễ hấp thụ.

* Tìm hiểu tính chất của các ion Halide

– Trong ion halide, các halogen có số oxi hoá thấp nhất là -1, do đó ion halide chỉ thể hiện tính khử trong phản ứng oxi hoá – khử.

Khi đun nóng các muối khan halide với chất oxi hoá mạnh, như dung dịch H,SO, đặc, ion chloride không khử được H2SO4 nên chỉ xảy ra phản ứng trao đổi (Hình 18.3a).

KCl + H₂SO₄ (đặc) → KHSO₄ + HCl

– Ion bromide khử H₂SO₄ đặc thành SO₂ và Br^– bị oxi hoá thành Br₂ sản phẩm có màu vàng đậm (Hình 18.3b).

\(2K\mathop {Br}\limits^{ – 1} \,\, + \,\,2{H_2}\mathop S\limits^{ + 6} {O_4}(dac) \to \mathop {B{r_2}}\limits^0  + \mathop S\limits^{ + 4} {O_2} + {K_2}S{O_4} + 2{H_2}O\)

– Ion iodide có thể khử H2SO4 đặc thành H2S, S, SO2 tùy vào điều kiện phản ứng và I- bị oxi hóa thành I₂ có màu đen tím (Hình 18.3c)

Hình 18.3. Các muối KCl (a), KBr (b), KI (c) phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc

Tính khử của các ion halide tăng theo chiều F– < Cl– < Br– < I–

* Thực hành thí nghiệm nhận biết ion halide trong dung dịch

– Hoá chất: các dung dịch NaF, NaCl, NaBr, Nal và AgNO₃ có cùng nồng độ 0,1 M.

– Dụng cụ: ống nghiệm, ống hút nhỏ giọt, giá để ống nghiệm. Tiến hành

– Tiến hành:

+ Bước 1: Lấy lần lượt khoảng 2 mL mỗi dung dịch NaF, NaCl, NaBr và NaI cho vào 4 ống nghiệm, được đánh số thứ tự từ 1 đến 4.

+ Bước 2: Thêm tiếp vào mỗi ống nghiệm vài giọt dung dịch AgNO₃. Phương trình hoá học của các phản ứng:

NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃

NaBr + AgNO3 → AgBr + + NaNO₃

Nal + AgNO₃ → AgI + NaNO₃

– Dung dịch NaF không phản ứng với dung dịch AgNO₃

Phân biệt các ion F–, Cl–, Br– và I– bằng cách cho dung dịch silver nitrate (AgNO3) vào dung dịch muối của chúng.

* Tìm hiểu các ứng dụng của hydrogen halide

– Hydrogen fluoride: Dùng để tẩy cặn trong các thiết bị trao đổi nhiệt; chất xúc tác trong nhà máy lọc dầu, công nghệ làm giàu uranium, sản xuất dược phẩm, …

– Hydrogen chloride: Dùng để loại bỏ gỉ thép; sản xuất chất tẩy rửa nhà vệ sinh, các hợp chất vô cơ và hữu cơ phục vụ đời sống, sản xuất, …

– Hydrogen bromide: Làm chất xúc tác cho các phản ứng hữu cơ, tổng hợp chất chống cháy chữa nguyên tố bromine như tetrabromobisphenol A, điều chế nhựa epoxy, sản xuất các vi mạch điện tử, …

– Hydrogen iodide: Dùng làm chất khử phổ biến trong các phản ứng hoá học; sản xuất iodine và alkyl iodide, …

Hydrogen halide có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất.