Tính oxi hóa và tính khử của các halogen

Tag: Oxi Có Tính Oxi Hóa Mạnh

Trong hóa học thì các nguyên tố hay hợp chất hóa học chỉ có một trong hay tính chất là tính khử hoặc tính oxi hóa. Tuy nhiên, có một vài các chất vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử, vậy đó là những chất gì? Hãy cùng thuvienhoidap.net tìm hiểu chủ đề hóa học thú vị này tính oxi hóa và tính khử nha.

Video chất nào vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử ?

Các chất vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử là chất gì?

Dưới đây là hợp chất vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa là : Có nhiều hợp chất vừa có tính khử mạnh và tính oxi hóa mạnh là H2O, H2O2 (oxy già), SO2 ( lưu huỳnh đioxit),  HNO2, H2SO3, NaNO2, Na2SO3…

a – Nước  – H2O

Nước là chất lưỡng tính vừa có tính oxi hóa và tính khử với nhiều hợp chất hóa học khác nhau.

Tính oxi hóa của nước

Nhiều nguyên tố hóa học có tính oxi hóa mạnh như Flo (F) có thể oxi hóa nước thành oxi nguyên tử và axit Flohydric.

Tính khử của nước

Các kim loại hoạt động mạnh như Liti(Li), Natri(Na), Kali (K) có thể khử nước thành hydro dễ dàng. Sản phẩm tạo thành là dung dịch bazơ và khí Hiđro

• 2Li + 2H2O → 2LiOH + H2
• 2Na + 2H2O  → 2NaOH + H2
• 2K + 2H2O → 2KOH + H2

Từ những phản ứng trên ta thấy nước hoạt động giống như trong các phản ứng axit-bazơ, nên nước là một chất lưỡng tính. Khi có mặt chất khử mạnh thì nước đóng vai trò là chất oxi hóa. Khi có mặt chất chất oxi hóa mạnh nước đóng vai trò là chất khử.

Tuy nhiên nước là một chất oxy hóa hoặc chất khử khá yếu, vì vậy không có nhiều chất khử hoặc oxi hóa nó. Do đó nó làm dung môi tốt cho các phản ứng oxi hóa khử. 

Và nước cũng là một axit rất yếu và một bazơ rất yếu, nước có thể tác dụng với axit và bazơ nên nó là chất lưỡng tính.

Chất chỉ có tính oxi hóa là : Đó là F2

Chất vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa là : Một số chất vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử: Cl2, SO2, Fe2+, Mn2+,…

Tính oxi hóa mạnh la gì : Là chất có độ oxi hóa cao ăn mòn cao.

b – H2O2

Hợp chất hydrogen peroxide hay còn gọi là nước oxy già cũng là một chất lưỡng tính vừa có tính oxi hóa và tính khử. Oxi tồn tại ở trạng thái oxi hóa -1 nên nó có thể đóng vai trò vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử.

Tính oxi hóa của H2O2

H2O2 có thể bị oxi hóa bởi hợp chất thuốc tím KMnO4 

• 2KMnO4 + H2O2 → 2MnO2 + 2O2 + 2KOH

Hoặc H2O2 có thể oxi hóa sắt II lên sắt II

• 2FeCl2 + H2O2 + 2HCl → 2FeCl3 + 2H2O

Tính khử của H2O2

H2O2 có thể bị khử thành O2 và nước 

H2O2 có tính oxi hóa mạnh hơn tính khử đặc biệt là trong các dung dịch axit.

• 4KMnO4 + 4H2O2 + 6H2SO4 → 3O2 + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 2H2O

c – SO2 (lưu huỳnh đioxit)

Trong hợp chất SO2, nguyên tố lưu huỳnh có số oxi hóa +4, là số oxi hóa trung gian giữa các số oxi hóa -2 và + 6. Do vậy, khi tham gia phản ứng oxi hóa khử SO2 có thể bị khử hoặc bị oxi hóa.

Tính khử của SO2

SO2 tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như nhóm halogen, thuốc tím KMnO4 

• SO2 + Br2 + 2H2O  → 2HBr + H2SO4
• 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O  → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4

Tính oxi hóa của SO2

Lưu huỳnh đioxit là chất oxi hóa khi tác dụng với các chất khử mạnh hơn như H2S, Mg…

• SO2 + H2S  → S + H2O
• SO2 + Mg  → S + MgO

d – Những hợp chất vừa có tính oxi hóa và tính khử khác

Ngoài 3 hợp chất phổ biến nhất là nước, H2O2, SO2 thì các hợp chất sau cũng vừa có tính khử và tính oxi hóa là: HNO2, H2SO3, NaNO2, Na2SO3…

Lưu ý: Nếu một nguyên tố ở trạng thái oxi hóa trung gian trong một hợp chất, thì hợp chất đó có thể vừa đóng vai trò là chất oxi hóa vừa là chất khử.

Kết luận: Đây là đáp án cho câu hỏi các chất vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử là những chất gì?

Từ khóa tìm kiếm : các chất có tính oxi hóa,các chất có tính oxi hóa là,chỉ có tính oxi hóa,các halogen vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử,vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa,hợp chất có tính khử mạnh,o2 có tính khử không,c vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử,hợp chất có tính oxi hóa mạnh nhất là,tính oxi hóa tính khử,h2o2 có tính khử,hợp chất nào có tính oxi hóa mạnh

Nguồn : thuvienhoidap.net

Nếu bài viết bị lỗi. Click vào đây để xem bài viết gốc.

Halogen là gì? Nó có đặc điểm về tích chất như thế nào? Các hợp chất của halogen là gì? Đây có lẽ là những câu hỏi được đặt ra không chỉ cho những người mới tiếp xúc với môn hóa học mà rất nhiều người cũng có cùng thắc mắc.Cùng đón đọc bài viết dưới đây để dần làm rõ nhóm chất này nhé.

Halogen là gì?

1. Định nghĩa Halogen là gì?

Halogen (theo tiếng Latinh có nghĩa là sinh ra muối) là những nguyên tố thuộc nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn hóa học, người ta thường gọi là nhóm Halogen hay các nguyên tố halogen. Nhóm này bao gồm các nguyên tố là Flo (F), Clo (Cl), Brôm (Br), Iốt (I), Astatin (ký hiệu At, đây là nguyên tố phóng xạ, hiếm gặp  tự nhiên trong lớp vỏ Trái Đất), Tennessine( có ký hiệu là Ts và là nguyên tố mới được phát hiện).  

Do chất Astatin là nguyên tố phóng xạ nên được xem xét chủ yếu trong nhóm các nguyên tố phóng xạ và Tennessinel là nguyên tố mới đang được nghiên cứu làm rõ vì vậy ở đây chúng ta chủ yếu sẽ tìm hiểu về flo, clo, brôm và Iốt.

Halogen là gì?

2. Cấu hình electron nguyên tử và cấu tạo phân tử nhóm halogen

• Các nguyên tố thuộc nhóm halogen đều có 7 lớp electron trong lớp electron ngoài cùng của nguyên tố và được phân thành hai phân lớp là phân lớp s gồm 2 e và lớp p có 5 e (ns2np5).
• Do chỉ thiếu 1 electron ở lớp ngoài cùng để được cấu hình electron bền như khí hiếm nên khi ở trạng thái tự do, hai nguyên tử halogen thường góp chung một đôi electron để tao ra phân tử có liên kết cộng hóa trị không phân cực.
• Liên kết phân tử (X2) không bền lắm và dễ bị tách thành 2 nguyên tử X.

>>> Bazơ là gì? Tính chất hóa học của Bazơ bạn cần biết

3. Tính chất vật lý và hóa học của nhóm halogen là gì?

3.1. Tính  chất vật lý

Trong nhóm halogen, tính chất vật lý biến đổi theo quy luật nhất định: từ trạng thái tập hợp, màu sắc, nhiệt độ sôi,... Cụ thể:

• Về trạng thái và màu sắc: chuyển từ khí sang lỏng và rắn với màu sắc đậm dần, Flo ở dạng khí và có màu lục nhạt, Clo trạng thái khí có màu vàng lục, Brom dạng lỏng với màu đỏ nâu và Iốt ở trạng thái rắn có màu đen tím cùng dễ thăng hoa.
• Nhiệt độ nóng chảy cùng nhiệt độ sôi tăng dần từ flo đến iốt.
• Trong nhóm halogen ngoài flo không tan trong nước, các chất còn lại tan tương đối ít và chủ yếu tan nhiều trong một số dung môi hữu cơ.
• Trong tự nhiên chỉ tồn tại ở dạng hợp chất: Clo chủ yếu ở dạng muối clorua, Flo thường ở trong khoáng vật florit và criolit, Brom chủ yếu trong muối bromua củ kali, natri và magie, iốt có trong mô một số loại rong biển và tuyến giáp con người,....

Các nguyên tố nhóm Halogen có sự biến đổi về màu sắc và trạng thái

3.2. Tính chất hóa học

• Đây là những phi kim điển hình. Có tính oxi hóa mạnh do đặc điểm của lớp electron ngoài cùng. Tính oxi hóa giảm dần theo chiều từ flo đến iốt.

4. Một số ví dụ cụ thể về tính chất hóa học của các đơn chất halogen

4.1. Tác dụng với kim loại

• Các nguyên tố halogen phản ứng hầu hết với các kim loại trừ Au và Pt (riêng với F2 có thể phản ứng với tất cả các kiếm loại) để tạo muối halogenua và thường xảy ra ở điều kiện nhiệt độ cao.

2M + nX2 →  2MXn

• Phản ứng với hidro để tạo nên hidro halogenua

H2 + X2  → 2HX

Trong đó để tạo thành phản ứng mỗi halogen lại có điều kiện khác nhau: 

F2: có thể xảy ra cả trong bóng tối

Cl2: hoạt động khi được chiếu sáng

Br2: ở điều kiện được đun nóng ở nhiệt độ cao

I2: phản ứng mang tính thuận nghịch và cần được đun nóng

4.2. Tác dụng với nước

• F2 tác dụng mãnh liệt với nước giải phóng oxy

2H2O  + 2F2 → 4HF + O2

• CònBr2 và Cl2 thì có phản ứng thuận nghịch với nước:

H2O + Cl2 ↔  HCl + HClO

• Riêng I2 không có phản ứng với nước

4.3. Phản ứng với dung dịch kiềm

• Đối với dung dịch kiềm loãng nguội

X2  + 2NaOH → NaX +  NaXO + H2O   

(Vd: Cl2 + 2NaOH  → NaCl + NaClO + H2O)

Riêng F2 : 2F2 + 2NaOH → 2NaF + H2O +  OF2

• Đối với dung dịch kiềm đặc

3X2 + 6KOH  → 5KX + KXO3 + 3H2O 

(Vd: 3Cl + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O ở điều kiện 100oC)

4.4. Tác dụng với dung dịch muối halogenua

• Tác dụng với các dung dịch muối halogenua của nhóm halogen có tính oxi hóa yếu hơn trừ F2 không có phản ứng.

X2 + 2NaX’  → 2NaX +  X’2

(trong đó X’ là halogen có tính oxy hóa yếu hơn tính oxy hóa của halogen X)

• Các cặp oxy hóa khử của nhóm halogen được xếp theo chiều giảm dần tính khử của các ion X-: I2/2I- đến Br2/2Br- và cuối cùng là Cl2/2Cl-

>>> Amino axit là gì? Các amino axit cần nhớ

5. Ứng dụng cơ bản của các nguyên tố halogen

5.1. Clo

• Dùng làm chất sát trùng trong hệ thống nước sạch và để xử lý nước thải
• Dùng trong tẩy trắng vải, sợi, giấy
• Là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ

Clo - Nguyên tố Halogen được ứng dụng trong xử lý nước

5.2. Flo

• Trong tên lửa: ứng dụng làm chất oxi hóa cho nhiên liệu lỏng
• Sử dụng trong công nghiệp sản xuất nhiên liệu hạt nhân
• Dùng ở dạng dẫn xuất

5.3. Brôm

• Là nguyên liệu trong dược phẩm, thuốc nhuộm,..
• Dùng để chế tạo AgBr trong ngành nhiếp ảnh

5.4. Iốt

• Ở dạng cồn là chất sát trùng
• Là thành phần của nhiều dược phẩm
• Là nguyên liệu tạo ra muối iot

>>> Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm

Các hợp chất của Halogen

1. Hidrohalogenua

Đặc điểm:

• Trong đó đều là chất khí với đặc trưng là tan nhiều trong nước, điện li hoàn toàn (trừ HF) tạo ra dung dịch axit mạnh
• Thứ tự tính axit và tính khử giảm dần: HI – HBr – HCl – HF
• HCl, HBr và HI có tinh axit mạnh: làm quỳ tím hóa đỏ, tác dụng với kim loại đứng trước H, oxit kim loại, bazơ và muối

Vd: Fe +  HCl →  FeCl2 + H2

• Có tính khử: tác dụng với các chất có tính oxi hóa mạnh
• Riêng HF có tính ăn mòn thủy tinh: 4HF + SiO → SiF4 + 2H2O

Điều chế:

• Trong phòng thí nghiệm (trừ HBr và HI):

NaCl (rắn) + H2SO4 (đặc) → NaHSO4 + HCl (ở nhiệt độ dưới 250oC)

Hoặc : 2NaCl (rắn) + H2SO4 (đặc) → Na2SO4 + 2HCl (nhiệt độ trên 400oC)

• Trong công nghiệp: sử dụng phương pháp tổng hợp

H2 + Cl2 → 2HCl (điều kiện: ánh sáng và nhiệt độ cao)

Ngoài ra có thể điều chế HF bằng: CaF2 + H2SO4  → CaSO4 + 2HF (ở 250oC)

2. Muối halogenua

• Là muối của axit halogen hidric
• Các muối clorua hầu hết đều tan trừ PbCl2, AgCl, Hg2Cl2, CuCl, muối bromua và iodua có tính tan tương tự.

3. Axit hipocloro (HClO)

• Là một axit rất yếu: CO2 + H2O + KClO  →   KHCO3 + HClO
• Kém bền, chỉ có thể tồn tại trong dung dịch nước: HClO → HCl  + O

4. Axit cloric (HClO3) và muối kali clorat

• Axit cloric là một axit khá mạnh, có tính oxi hóa mạnh và tan nhiều trong nước. Nó được điều chế bằng phương pháp nhiệt phân HClO: 3HClO → HClO3 + 2HCl
• Muối Kali clorat chủ yếu dùng làm thuốc nổ và diêm tiêu: 6P + 5KClO3 → 3P2O5 + 5KCl

5. Axit pecloric (HClO4)

• Đây là một axit rất mạnh và tan nhiều trong nước: 2HClO4 → Cl2O7 + H2O
• Được điều chế từ KClO4: KClO4 + H2SO4 → HClO4 + KHSO4

Trên đây là một số thông tin tham khảo về halogen là gì cũng như đặc điểm về hợp chất của nó. Hy vọng có thể giúp bạn đọc hiểu thêm một phần nào đó về nhóm chất này. Truy cập hoachat.com.vn để tìm giải mã thêm những bí ẩn khác của cuộc sống quanh ta.