Номер 2, страница 267 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 37. Кислородные соединения хлора - номер 2, страница 267.

Условие.

2. Сравните свойства кислородных кислот хлора.

Решение.

Решение 2.

Решение

Хлор образует ряд кислородсодержащих кислот, в которых он проявляет различные степени окисления: от +1 до +7. К ним относятся:

• $HClO$ — хлорноватистая кислота (степень окисления $Cl^{+1}$)
• $HClO_2$ — хлористая кислота (степень окисления $Cl^{+3}$)
• $HClO_3$ — хлорноватая кислота (степень окисления $Cl^{+5}$)
• $HClO_4$ — хлорная кислота (степень окисления $Cl^{+7}$)

Свойства этих кислот закономерно изменяются в указанном ряду при переходе от $HClO$ к $HClO_4$.

Сила кислот

Сила кислородсодержащих кислот одного и того же элемента возрастает с увеличением его степени окисления (или с увеличением числа атомов кислорода в молекуле). Это объясняется тем, что с ростом числа электроотрицательных атомов кислорода происходит смещение электронной плотности от связи $O-H$. В результате эта связь становится более полярной, и отщепление протона ($H^+$) облегчается.

Таким образом, сила кислот хлора увеличивается в ряду:

$HClO < HClO_2 < HClO_3 < HClO_4$

• Хлорноватистая кислота ($HClO$) — очень слабая кислота.
• Хлористая кислота ($HClO_2$) — слабая кислота.
• Хлорноватая кислота ($HClO_3$) — сильная кислота.
• Хлорная кислота ($HClO_4$) — одна из самых сильных неорганических кислот.

Ответ: Сила кислот увеличивается с ростом степени окисления хлора в ряду $HClO < HClO_2 < HClO_3 < HClO_4$.

Устойчивость

Термическая устойчивость кислородных кислот хлора и их солей (анионов) в целом возрастает с увеличением степени окисления хлора. Кислоты с низкими степенями окисления хлора существуют только в разбавленных водных растворах и легко разлагаются.

• Хлорноватистая ($HClO$) и особенно хлористая ($HClO_2$) кислоты очень неустойчивы. Хлористая кислота является наименее устойчивой и быстро диспропорционирует.
• Хлорноватая кислота ($HClO_3$) более устойчива, может существовать в растворах с концентрацией до 40–50%.
• Хлорная кислота ($HClO_4$) — самая устойчивая. Она может быть выделена в чистом виде (безводная $HClO_4$ — маслянистая жидкость), хотя при нагревании или контакте с восстановителями может разлагаться со взрывом.

Ряд устойчивости кислот выглядит следующим образом:

$HClO_2 < HClO < HClO_3 < HClO_4$

Ответ: Устойчивость кислот в целом возрастает с увеличением степени окисления хлора: $HClO_2 < HClO < HClO_3 < HClO_4$.

Окислительные свойства

Окислительная способность кислородных кислот хлора, наоборот, уменьшается с ростом степени окисления хлора и увеличением их устойчивости. Наиболее сильными окислителями являются неустойчивые кислоты, в которых хлор находится в низших положительных степенях окисления, так как они стремятся перейти в более устойчивую степень окисления (-1).

Ряд окислительной активности (в стандартных условиях):

$HClO > HClO_2 > HClO_3 > HClO_4$

• Хлорноватистая кислота ($HClO$) и её соли (гипохлориты) — очень сильные окислители. Например, гипохлорит натрия ($NaClO$) является действующим веществом отбеливателей.
• Хлористая кислота ($HClO_2$) и её соли (хлориты) также являются сильными окислителями.
• Хлорноватая кислота ($HClO_3$) и её соли (хлораты) — сильные окислители, особенно при нагревании (например, бертолетова соль $KClO_3$).
• Хлорная кислота ($HClO_4$) в разбавленных холодных растворах проявляет слабую окислительную активность из-за высокой устойчивости перхлорат-иона ($ClO_4^{-}$). Однако концентрированная и особенно горячая хлорная кислота является одним из самых мощных окислителей.

Ответ: Окислительная способность уменьшается с ростом степени окисления хлора и устойчивости кислоты: $HClO > HClO_2 > HClO_3 > HClO_4$ (для разбавленных растворов при стандартных условиях).