Номер 7, страница 51 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 6. Галогены и их соединения - номер 7, страница 51.

Условие.

7. Объясните, почему возможно получить хлорную и бромную воду, но невозможно получить фторную воду. Подтвердите свой ответ уравнениями реакций.

Решение.

Решение 2.

Решение

Возможность получения хлорной и бромной воды и невозможность получения фторной воды объясняются различной химической активностью этих галогенов и характером их взаимодействия с водой. Активность галогенов как окислителей уменьшается в ряду $F_2 > Cl_2 > Br_2 > I_2$.

Хлор и бром при растворении в воде частично и обратимо реагируют с ней. Этот процесс является реакцией диспропорционирования, так как один и тот же элемент (хлор или бром в степени окисления 0) одновременно и повышает, и понижает свою степень окисления. В результате устанавливается химическое равновесие, и в растворе сосуществуют как молекулы галогена, так и продукты его взаимодействия с водой.

Уравнение реакции для хлора:

$Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$

В полученном растворе, который называют хлорной водой, содержатся молекулы хлора $Cl_2$, соляная кислота $HCl$ и хлорноватистая кислота $HClO$. Именно наличие молекулярного хлора придает раствору желтовато-зеленый цвет.

Уравнение реакции для брома:

$Br_2 + H_2O \rightleftharpoons HBr + HBrO$

Аналогично, бромная вода — это водный раствор, содержащий молекулярный бром $Br_2$ (придающий раствору красно-бурый цвет), бромоводородную кислоту $HBr$ и бромноватистую кислоту $HBrO$. Равновесие в этой реакции еще сильнее смещено влево, чем в реакции с хлором.

Фтор является самым электроотрицательным элементом и самым сильным химическим окислителем. В отличие от хлора и брома, он не диспропорционирует в воде, а необратимо и очень бурно окисляет кислород, входящий в состав молекул воды, от степени окисления -2 до 0. Реакция протекает со взрывом и идет до конца.

Уравнение реакции для фтора:

$2F_2 + 2H_2O \rightarrow 4HF + O_2 \uparrow$

Поскольку фтор мгновенно и полностью реагирует с водой, разрушая ее молекулы, создать устойчивый водный раствор молекулярного фтора, то есть "фторную воду", невозможно. Любая попытка растворить фтор в воде приведет к этой бурной химической реакции с образованием плавиковой кислоты и выделением кислорода.

Ответ:

Хлорную и бромную воду можно получить, так как хлор и бром вступают с водой в обратимую реакцию диспропорционирования ($Cl_2 + H_2O \rightleftharpoons HCl + HClO$; $Br_2 + H_2O \rightleftharpoons HBr + HBrO$), в результате чего в растворе сохраняется значительное количество молекулярного галогена. Фтор же является настолько сильным окислителем, что он не вступает в обратимую реакцию, а необратимо и бурно окисляет воду с выделением кислорода по уравнению $2F_2 + 2H_2O \rightarrow 4HF + O_2 \uparrow$. Из-за этой необратимой и полной реакции фтор не может существовать в виде раствора в воде, поэтому "фторную воду" получить невозможно.