Получение водорода в промышленности

промышленное получение водорода

C + H2O=(t) CO + H2

CH4 + H2O=(t,кат) CO + 3H2

2CH4 + O2 =(t,кат) 2CO + 4H2

2H2O=(эл.ток) 2H2 + O2

14.* Общая характеристика и химические свойства галогенов.

**Получение хлора, брома и хлората калия в промышленности.

***Водородные соединения галогенов: получение и свойства.

****Ассоциация молекул фтороводорода. Дифторид калия.

*****Окислительное действие хлора и брома в щелочной среде.

******Оксиды хлора и иода: получение и свойства.

*******Сопоставление кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств кислородсодержащих кислот галогенов.

********Получение и гидролиз галогенангидридов.

В природе галогены встречаются в виде соединений с металлами. При комн температуре F2 и Cl2 – газы, Br2 – жидкость , I2 – кристаллическое вещество

Химические свойства: валентные возможности атомов: у фтора – 1, у остальных – 1,3,5,7. ст ок: у фтора только -1, у остальных -1, +1, +3, +5, +7. В случае брома, хлора и йода возможны другие степ ок

Фтор- самый реакционноспособный элем. т. к. у него самая высокая электроотрицательность, маленький размер атома, отсутствие d-орбитали. при комнатной температуре фтор реагирует со всеми простыми веществами, кроме O2, N2, He, Ne и Ar. в атмосфере фтора воспламеняется большинство порошкообразных металлов и немет, например

Ag + F2 = AgF2 ;

2Fe + F2 = 2FeF3 ;

P4 + 10F2 = 4PF5

Легко реагирует фтор со сложными веществами, простым и кварцевым стеклом:

SiO2 + 2F2 = SiF4 + O2

Если остальные галогены растворяются в воде и слабо взаимодействуют с ней, то фтор энергично реагирует с водой

2F2 + H2O =OF2 + 2HF

2F2 + 2H2O = 4HF + O2

Как уже отмечалось, остальные галогены растворяются в воде, их растворимость понижается в ряду Cl2-Br2-I2. в этом же ряду ослабевает взаимодействие Г2 с молекулами воды по уравнению:

Г2 (р-р) + H2O = H(+)+ Г(-) + HOГ

При растворении Г2 в растворах щелочей указанное равновесие смещается вправо:

Г2 + 2NaOH = NaOГ + H2O

в горячей воде молекулы HOГ, получающиеся за счет взаимодействия Г2 с холодной водой, диспропорционируют, и суммарный процесс описывает уравнение:

3Г2 + 3H2O=(t, обратимо) HГO3+5HГ

3Г2 + 6KOH =(t) KГO3 + 5KГ + 3H2O

Реакционная способность галогенов резко ослабев от фтора к йоду. в реаль практике несмотря на то, что термодинамически хлор более сильный окислитель, чем бром, химики предпочитают использовать именно бром в качестве окислителя, т к Br2 – жидкий, а Cl2- газ.

**Получение хлора, брома и хлората калия в промышл:

2KCl + 2H2O =(эл.ток) 2KOH + H2 + Cl2

2NaBr + Cl2 = Br2 + 2KCl

2KI+Cl2=I2+2KCl

хлорат калия - Cl₂ + 2KOH = KClO + KCl + H₂O, затем 3KClO = KClO₃ + 2KCl

***Водородные соединения галогенов: получение и св-ва:

фтороводод и хлороводород получают действуя на кристаллические фториды и хлориды конц серной :

CaF2 кр + H2SO4 конц = CaSO4 + 2HF,

NaCl кр+ H2SO4к = NaHSO4 + HCl

получение HBr(г) и HI(г) в подоб усл невозм из-за окисления получающихся галогенводородов конц серной, наиболее распростр способы получения бромоводорода, йодоводорода – гидролиз галогенангидридов, например:

PBr3 + 3H2O = H3PO4 + 3HBr

I2 + H2S = S + 2HI

BaI2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HI

HF – газ, наименее приближенный к инеальному; HF (ж) похож на воду (имеет электропроводность близкую к электропр воды)

в ряду HF – HCl - HBr – HI снижается термодинамическая устойчивость соединений, резко уменьшается термическая устойчивость, возрастает восстановительная активность и увеличивается сила кислот в водн р-ре

****Ассоциация молекул фтороводорода:

в водном растворе HF, наз плавиковой к-ой, отмечается сильная межмолекулярная ассоциация, приводящая к тому, что основная форма существования частиц в растворе – димеры (HF)2. при нейтрализации плавиковой кислоты щелочью образуются гидрофториды:

2HF + KOH = KHF2 + H2O,

и лишь при избытке щелочи достигается полная нейтрализация

Бифторид (дифторид наверное тоже самое)

Получение:

2HF + KOH = KHF2 + H2O

HF + KF = KHF2

*****Окислительное действие хлора и брома в щелочной среде:

При взаимодействии хлора с холодными растворами щелочей образуются соответствующие соли этих кислот:

С1₂ + 2 NaOН = NaС1 + NaClО + Н₂О

Полученные растворы называются жавелевой водой, которая, как и хлорная вода, обладает сильными окислительными свойствами благодаря наличию иона ClO и применяется для отбеливания тканей и бумаги. С горячими растворами щелочей хлор образует соответствующие соли соляной и хлорноватой кислот:

3 С1₂ + 6 NаОН = 5 NаСl + NаС1O₃ + 3 Н₂О

3 С1₂ + 6 КОН = 5 КСl + КС1O₃ + 3 Н₂О

Образовавшийся хлорат калия называется бертолетовой солью.

При растворении брома в растворе щелочи на холоду образуются соли кислот:

Вr₂ + 2 NаОН = NaBr + NаВrО + Н₂О

оксиды хлора и йода: получение и св-ва:

удобным лабор методом получения Cl2O явл реакция:

2HgO+2Cl2=HgO*HgCl2 + Cl2O

при комн темп Cl2O – красновато-желтый газ, молекула полярна и имеет уголковое строение

Cl2O + H2O = 2HOCl

больший интерес представляет ClO2, можно получить:

3KClO3+3H2SO4=3KhSO4 + 2ClO2 + HClO4 + H2O

2NaClO3 + SO2 + H2SO4 = 2ClO2 + 2NaHSO4 (промыш)

2KClO3 + H2C2O4 + H2SO4 = K2SO4 +2CO2 + 2ClO2 + 2H2O

******Оксиды хлора и йода:

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 214; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!