ЕXAMCHEMISTRY

Готовимся к сдаче ЕГЭ по химии

Физические свойства

Вr₂ при обычной температуре - буровато-коричневая тяжелая жидкость, образующая ядовитые пары красно-бурого цвета с резким запахом. Растворимость в воде брома выше, чем у хлора. Насыщенный раствор Вr₂ в воде называют «бромной водой».

Свободный I₂ при обычной температуре-черно-серое с фиолетовым оттенком твердое вещество, имеет заметный металлический блеск. Йод легко возгоняется, обладает своеобразным запахом (пары йода, как и брома, очень ядовиты). Растворимость I₂ в воде наименьшая среди всех галогенов, но он хорошо растворяется в спирте и других органических растворителях.

Способы получения

1. Бром и йод извлекают из морской воды, подземных рассолов и буровых вод, где они содержатся в виде анионов Вr^- и I^-. Выделение свободных галогенов осуществляют с помощью различных окислителей, чаще всего пропускают газообразный хлор:

2NaI + Cl₂ = I₂ + 2NaCl

2NaBr + Cl₂ = Br₂+ 2NaCI

2. В лабораторных условиях для получения Br₂ и I₂ используют, например, следующие реакции:

2NaBr + МnO₂ + 2H₂SO₄ = Br₂↓ + MnSO₄ + Na₂SO₄ + 2Н₂O

бНВг + 2H₂SO₄ = 3Br₂↓ + S↓ + 4Н₂O

2HI + H₂SO₄ = I₂↓ + SO₂↑ + 2Н₂O

Химические свойства

По химическим свойствам бром и йод сходны с хлором. Различия связаны, главным образом, с условиями протекания реакций. Отметим некоторые важные особенности химических реакций с участием Br₂ и I₂.

Br₂ - очень сильный окислитель

Бром - жидкость, в отличие от газообразного Cl₂, поэтому концентрация молекул в нем выше. Этим объясняется более сильное окисляющее действие жидкого брома. Например, при соприкосновении с ним железа и алюминия происходит возгорание даже при обычной температуре.

Бромная вода - реактив для проведения качественных реакций

Бромная вода имеет желто-бурую окраску, которая быстро исчезает, если растворенный Br₂ прореагирует с каким-либо веществом. «Обесцвечивание бромной воды» - тест на присутствие в растворе целого ряда неорганических и органических веществ.

1. Обнаружение в растворах восстановителей

Газообразные и растворенные в воде SO₂ и H₂S, а также растворимые сульфиты и сульфиды обесцвечивают бромную воду:

Br₂ + SO₂ + 2Н₂O = 2НВr + H₂SO₄

Br₂ + Na₂SO₃ + Н₂O = 2HBr + Na₂SO₄

Br₂ + H₂S = 2НВr + S↓

3Br₂ + Na₂S + ЗН₂O = 6HBr + Na₂SO₃

2. Обнаружение кратных углерод-углеродных связей

Качественная реакция на непредельные органические соединения - обесцвечивание бромной воды:

R-CH=CH-R' + Br₂ → R-CHBr-CHBr-R'

3. Обнаружение фенола и анилина в органических растворах

Фенол и анилин легко взаимодействуют с бромной водой, причем продукты реакций не растворяются в органических растворителях, поэтому образуют осадки:

С₆Н₅ОН + ЗBr₂ → С₆Н₂Вг₃ОН↓ + ЗНВr

С₆Н₅NH₂ + ЗВr₂ → С₆H₂Br₃NH₂↓ + ЗНВr

Йод-крахмальная реакция в качественном анализе

Анионы I^- очень легко окисляются как сильными, так и слабыми окислителями:

2I^--2e^- → I₂

Обнаружить выделяющийся I₂ даже в малых количествах можно с помощью крахмального раствора, который приобретает характерную грязно-синюю окраску в присутствии I₂. Иод-крахмальная реакция используется при проведении не только качественного анализа, но и количественного.

Реакции с участием I₂ в качестве восстановителя

Атомы иода имеют более низкие значения энергии сродства к электрону и ЭО по сравнению с другими галогенами. С другой стороны, проявление некоторой металличности у йода объясняется существенным снижением энергии ионизации, благодаря чему его атомы гораздо легче отдают электроны. В реакциях с сильными окислителями йод ведет себя как восстановитель, например:

I₂ + I0HNO₃ = 2НIO₃ + 10NO₂ + 4Н₂O

I₂ + 5Н₂O₂ = 2НIO₃ + 4Н₂O

I₂ + 5Cl₂ + 6Н₂O = 2НIO₃ + 10HCl

Бромоводород и йодоводород

НВr и HI по физическим и химическим свойствам очень сходны с HCl, поэтому следует обратить внимание только на практически важные отличия, которые необходимо учитывать при получении этих веществ.

Термическая неустойчивость НВr и HI

Молекулы НВr и HI менее устойчивы, чем HCl, поэтому синтез их из простых веществ затруднен вследствие обратимости реакции (особенно в случае HI).

Н₂ + I₂ → 2HI

Анионы Вr^- и I^- - более сильные восстановители, чем анионы Сl^-.

HCI получают действием конц. H₂SO₄ на хлориды (например, твердый NaCl). Бромоводород и йодоводород таким образом не удается получить, поскольку они окисляются конц. H₂SO₄ до свободных галогенов:

2КВг + 2H₂SO₄ = Вr₂↑ + SO₂↑ + 2Н₂O + K₂SO₄

6KI + 4H₂SO₄ = 3I₂ + S + 4Н₂O + 3K₂SO₄

Получение НВг и HI:

1) из бромидов и йодидов

Необходимо вытеснять НВr и HI из их солей нелетучей неокисляющей ортофосфорной кислотой

КВг + H₃PO₄ = НВr↑ + КН₂PO₄

2) гидролиз галогенидов неметаллов

KI + H₃PO₄ = HI↑ + КН₂PO₄

3) восстановление свободных галогенов в водных растворах

РВr₃ + ЗН₂O = H₃PO₃ + ЗНВr↑

РI₃ + ЗН₂O = H₃PO₃ + 3HI↑

Br₂ + SO₂ + 2Н₂O = 2НВr↑ + H₂SO₄

l₂ + H₂S = 2HI↑ + S↓

4Br₂ + BaS + 4Н₂O = 8HBr↑ + BaSO₄