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卤素氢化物的通称,化学式可表示为HX,因此俗称HX品,有HF、HCl、HBr、HI、HAt五种,除HF外在水溶液中都是强酸,可使用卤素氢气反应制得,或者卤化物与不挥发性酸反应制得。

中文名:卤化氢

化学式:HX

类 型:HF、HCl、HBr、HI、HAt

五种稳定性:HF>HCl>HBr>HI

制备方法:使用卤素与氢气反应制得

性质

常温常压下,卤化氢均为无色且具有强烈刺激性的气体,易与空气中水蒸气结合而形成白色酸雾。

卤化氢是极性较强的分子,因此在水中有很大的溶解度。卤化氢的水溶液称为氢卤酸,所以把HF、HCl、HBr和 HI分别称为氢氟酸氢氯酸氢溴酸氢碘酸。液态卤化氢不导电,这表明它们是共价型化合物而非离子型化合物。

卤化氢的极性按氟化氢氯化氢溴化氢碘化氢的顺序依次减弱,分子间作用力依HCl、HBr、HI顺序依次增强,因此,它们的熔、沸点依次升高。

唯 HF在许多性质上表现出例外,是由于HF分子间存在较强的氢键,所以在卤化氢中,它具有最大的熔热、 汽化热和最高的沸点,熔点也大于HCl和HBr。从化学性质来看,卤化氢和氢卤酸也表现出规律性的变化,同样HF也表现出一些特殊性。 [1]

稳定性

HF>HCl>HBr>HI。

HF:2000℃以上还不见分解迹象(一般认为氟化氢不会热分解)。

HCl:1000℃以上开始缓慢分解。

HBr:500℃开始分解。

HI:300℃开始分解。

氢卤酸的酸性

在氢卤酸中氢氯酸(盐酸)、氢溴酸和氢碘酸都是强酸,且酸性依次增强。氢氟酸是一种弱酸,但当其浓度大于 5 mol /L时则变成强酸。这一反常现象的原因是当HF浓度增大时,生成了缔合离子促使 HF进一步解离。

卤化氢和氢卤酸的还原性

卤化氢还原能力按 HF、HCl、HBr、HI顺序依次增强 ,HF不能被一般氧化剂所氧化;HCl需用强氧化剂才能氧化;HBr和HI还原性较强,空气中的氧就可以把HBr和HI氧化为单质。HBr溶液在日光、 空气中的氧作用下即可变为棕色;而HI溶液即使在暗处,也会逐渐变为棕色。

HF的特殊性

无论HF气体还是氢氟酸溶液都对玻璃有强的腐蚀作用。在分析化学中,氢氟酸被广泛用于测定矿物或钢样中二氧化硅的含量。用HF气体可在玻璃器皿上刻蚀标记和花纹。氢氟酸溶液刻蚀玻璃可得到平滑的刻痕,毛玻璃和灯泡的“磨砂”是用氢氟酸腐蚀的。无论是HF气体还是氢氟酸溶液均必须用塑料容器或内涂石蜡的容器保存。氟化氢有氟源之称,可利用它制取单质氟和许多氟化物。氟化氢对皮肤会造成难以治疗的灼伤,使用时要注意安全。

应用

氢卤酸中氡氟酸和盐酸有较大的实用价值。盐酸在工业上是除硫酸以外的最重要的酸 ,是重要的化工原料化学试剂。在人的胃中,盐酸的质量分数为 0.5 % ,它能促进食物的消化,并杀死病菌。 [2]

制备

金属卤化物与浓硫酸的置换反应

氟化氢的工业和实验室制备基于氟化钙(萤石)与浓硫酸反应。实验室制备少量氯化氢时可用NaCl与浓硫酸反应。制备溴化氢和HI则要用非氧化性的酸(如磷酸)代替浓硫酸。这是因为使用浓硫酸时得到的产物不是溴化氢和HI,而是

卤素与氢直接化合

由于氟和氢直接化合反应激烈而无法控制,故不能用于HF 的制备。溴与氢气化合反应缓慢,反应需在高温下进行,但HX在高温下分解, 影响其产率。工业上只有氯气和氢气直接化合制备HCl。氢气和氯气在合成炉中燃烧生成的氯化氢气体自炉内导出后,经冷却,用水或稀盐酸吸收,可以得到质量分数29% 〜 31%的浓盐酸。

卤化物水解法

实验室中制备溴化氢和碘化氢,常用非金属卤化物水解的方法。 如用水滴加到三溴化磷三碘化磷表面便可产生溴化氢和碘化氢。实际使用时,并不需要先制成非金属卤化物,而是把水逐滴加在磷和少许水的混合物上,即可不断产生溴化氢碘化氢

参考文献

  1. [王国清主编. 无机化学. 北京:中国医药科技出版社, 2008.08.]
  2. [无机化学第五版 高等教育出版社 大连理工大学无机化学教研室]