Vad är kloroxid 5? Kloroxider

19 augusti 2012

Oxider eller oxider är föreningar av olika grundämnen med syre. Nästan alla grundämnen bildar sådana föreningar. Klor, liksom andra halogener, kännetecknas i sådana föreningar av ett positivt oxidationstillstånd. Alla kloroxider är extremt instabila ämnen, vilket är typiskt för oxiderna av alla halogener. Det finns fyra kända ämnen vars molekyler innehåller klor och syre.

1. En gasformig förening från gul till rödaktig färg med en karakteristisk lukt (som påminner om lukten av Cl2-gas) är kloroxid (I). Kemisk formel Cl2O. Smältpunkt minus 116 °C, kokpunkt plus 2 °C. Under normala förhållanden är dess densitet 3,22 kg/m³.
2. En gul eller gul-orange gas med en karakteristisk lukt är kloroxid (IV). Kemisk formel ClO2. Smältpunkt minus 59 °C, kokpunkt plus 11 °C.
3. Den rödbruna vätskan är kloroxid (VI). Kemisk formel Cl2O6. Smältpunkt plus 3,5 °C, kokpunkt plus 203 °C.
4. Färglös oljig vätska - kloroxid (VII). Kemisk formel Cl2O7. Smältpunkt minus 91,5 °C, kokpunkt plus 80 °C.

Kloroxid med oxidationstillstånd +1 är anhydriden av svag envärd underklorsyra (HClO). Den erhålls med Pelouse-metoden genom att omsätta kvicksilveroxid med klorgas enligt en av reaktionsekvationerna: 2Cl2 + 2HgO → Cl2O + Hg2OCl2 eller 2Cl2 + HgO → Cl2O + HgCl2. Förutsättningarna för dessa reaktioner är olika. Kloroxid (I) kondenserar vid en temperatur på minus 60 oC, eftersom den vid högre temperaturer sönderdelas, exploderar och i koncentrerad form är explosiv. En vattenlösning av Cl2O erhålls genom att klorera jordalkali- eller alkalimetallkarbonater i vatten. Oxiden löser sig väl i vatten, och underklorsyrlighet bildas: Cl2O + H2O ↔ 2HClO. Dessutom är det också lösligt i koltetraklorid.

Kloroxid med ett oxidationstillstånd på +4 kallas annars dioxid. Detta ämne är lösligt i vatten, svavelsyra och ättiksyror, acetonitril, koltetraklorid, såväl som i andra organiska lösningsmedel, med ökande polaritet ökar dess löslighet. Under laboratorieförhållanden erhålls det genom att reagera kaliumklorat med oxalsyra: 2KClO3 + H2C2O4 → K2CO3 + 2ClO2 + CO2 + H2O. Eftersom kloroxid (IV) är ett explosivt ämne kan det inte förvaras i lösning. För dessa ändamål används silikagel, på vars yta ClO2 kan lagras i adsorberad form under lång tid, samtidigt som det är möjligt att bli av med klorföroreningar, eftersom det inte absorberas av silikagel. Under industriella förhållanden erhålls ClO2 genom reduktion med svaveldioxid, i närvaro av svavelsyra, natriumklorat: 2NaClO3 + SO2 + H2SO4 → 2NaHSO4 + 2ClO2. Det används som blekmedel, till exempel papper eller cellulosa, etc., samt för sterilisering och desinfektion av olika material.

Kloroxid med ett oxidationstillstånd på +6 sönderdelas vid smältning enligt reaktionsekvationen: Cl2O6 → 2ClO3. Kloroxid (VI) erhålls genom att oxidera dioxid med ozon: 2O3 + 2ClO2 → 2O2 + Cl2O6. Denna oxid kan interagera med alkalilösningar och vatten. I detta fall uppstår disproportioneringsreaktioner. Till exempel, när man reagerar med kaliumhydroxid: 2KOH + Cl2O6 → KClO3 + KClO4 + H2O, blir resultatet kaliumklorat och perklorat.

Högre kloroxid kallas också klorsyraanhydrid eller diklorheptaoxid och är ett starkt oxidationsmedel. Den kan explodera vid stötar eller när den värms upp. Detta ämne är dock mer stabilt än oxider med oxidationstillstånden +1 och +4. Dess sönderdelning till klor och syre accelererar på grund av närvaron av lägre oxider och med en ökning av temperaturen från 60 till 70 oC. Kloroxid (VII) kan långsamt lösas upp i kallt vatten; som ett resultat av reaktionen bildas perklorsyra: H2O + Cl2O7 → 2HClO4. Diklorheptaoxid erhålls genom att försiktigt värma upp perklorsyra med fosforanhydrid: P4O10 + 2HClO4 → Cl2O7 + H2P4O11. Cl2O7 kan också erhållas genom att använda oleum istället för fosforsyraanhydrid.

Grenen för oorganisk kemi, som studerar halogenoxider, inklusive kloroxider, har börjat utvecklas aktivt under senare år, eftersom dessa föreningar är energikrävande. De kan frigöra energi omedelbart i jetmotorers förbränningskammare, och i kemiska strömkällor kan hastigheten för dess frisättning regleras. En annan anledning till intresse är möjligheten att syntetisera nya grupper av oorganiska föreningar, till exempel är kloroxid (VII) perkloraternas förfader.

Källa: fb.ru

Nuvarande

Klor(I)oxid Cl2O- en endoterm instabil förening kan erhållas enligt följande: 2 Cl 2 + HgO = HgCl 2 + Cl 2 O.

Vid upphettning sönderdelas det: 2Cl 2 O = 2Cl 2 + O 2, med vatten ger det hypoklorsyra (har en mild karaktär): Cl 2 O + H 2 O = 2HOCl.

Oxidationstillståndet för klor är +4. ClO2- klor (IV) oxid, endotermisk med en stickande lukt, har en kantig form, så den är polär.

ClO 2 kännetecknas av disproportioneringsreaktioner: 6ClO 2 + 3H 2 O = 5HClO 3 + HCl,

2ClO 2 + 2KOH = KСlO 2 + KClO 3 + H 2 O. 2KClO 3 + H 2 C 2 O 4 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2CO 2 + 2ClO 2 + 2H 2 O,

Används främst för blekning eller sterilisering av olika material. Det har fastställts att det kan användas för att defenolera avloppsvatten från kemiska anläggningar.

Cl2O6 ger disproportioneringsreaktionen: 2ClO 2 + 2O 3 = Cl 2 O 6 + 2 O 2,

Cl2O6 + 2 KOH = KClO3 + KClO4 + H2O.

Klor(VII)oxid Cl2O7- perklorsyraanhydrid HClO 4 (ml polär), relativt stabil, vid upphettning (över 120 grader) sönderdelas den explosivt. 2 HClO4 + P2O5 = Cl2O7 + 2HPO3,

Cl2O7 + H2O = 2HClO4, 2Cl2O7 = 2Cl2 + 7O2,

Brom(I)oxid kan erhållas enligt följande: 2 Br 2 + HgO = HgBr 2 + Br2O, vid rumstemperatur

sönderdelas: 2Br 2 O = 2 Br 2 + O 2.

Brom(IV)oxid 4O 3 + 3Br 2 = 6BrO 2 är en ljusgul fast substans, stabil endast vid -40 grader. En av produkterna av dess termiska nedbrytning i vakuum är brun bromoxid.

Jodoxid (V) erhålls genom att dehydratisera jodsyra (med svavelsyra vid upphettning): 2 HIO 3 = I 2 O 5 + H 2 O, över 3000 C sönderdelas den: 2 I 2 O 5 = 2 I 2 + 5 O 2.

Fråga nr 20. Syrehaltiga syror av halogener som NHO och deras salter. Nomenklatur. Strukturen av ml. Hållbarhet. Oxidativa och sura egenskaper. Blekningspulver. Kvitto och ansökan.

Fluorsyra bildas delvis genom växelverkan av ett långsamt flöde av fluor under reducerat tryck med kylt vatten. Utsläppt endast i mycket små mängder, är det ett färglöst ämne med högt ångtryck, under normala förhållanden sönderdelas det ganska snabbt till HF och O 2 . M-la HOF har en vinkel = 97 grader. Den är tydligen stark, men den hydrolyseras snabbt av vatten, främst enligt ekvationen: HOF + HOH = HF + H 2 O 2. Dess salter har inte erhållits, men ämnen är kända, som kan betraktas som produkter av ersättning av dess väte med radikaler av metalloid karaktär.

Hypoklorsyra mycket svag, sönderdelas lätt i ljus med frigöring av atomärt syre, vilket bestämmer dess mycket starka oxiderande egenskaper.

HClO och hypokloriter kan erhållas enligt följande: Cl 2 + H 2 O = HCl + HClO, Cl 2 + 2KOH = KCl + KClO + H 2 O Spjutvatten, Cl 2 + Ca(OH) 2 = CaOCl 2 + H 2 O - klorkalk Cl 2 O + 2 KOH = 2KClO + H 2 O,

2HI + HClO = I2 + HCl + H2O. Cl2O + H2O = 2HOCl.

Hypoklorsyra och hypokloriter är ok. En jämförelse av standard redoxpotentialer visar att hypoklorsyra är ett starkare oxidationsmedel än fritt klor och hypokloriter. Den höga oxidativa kraften hos föreningen förklaras av protonens starka polariserbara effekt på klor-syrebindningen, i vilket fall bindningen deformeras och är en instabil formation jämfört med hypokloriter.

Spjutvatten används för att bleka tyger, och blekmedel används för desinfektion.

M-la har en vinkelstrukturvinkel = 103° d(OH) = 0,97, d(ОCl) = 1,69A°.

Hypobrom syra Br2 + H2O = HBr + HBrO, Br2 + KOH = KBr + KBrO + H2O, kaliumhypobromit Br2 + 5 Cl2 + 6 H2O = 2 HBrO + 10 HCl. Kaliumhypobromit sönderdelas lätt: 3 KBrO = 2 KBr + KBrO3 kaliumbromat.

Vattensyra: 2I 2 + HgO + H 2 O = HgI 2 + 2HIO, Salter kan erhållas genom att reagera syror med alkalier eller genom reaktioner:

De sista 2 föreningarna är inte isolerade i det individuella tillståndet, och salterna - hypobromider och hypojodider - är ganska stabila i frånvaro av oxidation. I denna rad minskar kraften.

Fråga nr 21. Syrehaltiga föreningar av halogener såsom HXO3 och deras salter. Nomenklatur. Strukturen av ml. Hållbarhet. Oxiderande och sura egenskaper. Kvitto och ansökan. Bertholets salt. Begreppet oscillerande tillstånd.

Hypoklorsyra HClO 3 är endast stabil i vattenlösningar - det är en stark syra och ett energiskt oxidationsmedel: Ba(ClO 3) 2 + H 2 SO 4 = 2 HClO 3 + BaSO 4, 6P + 5HClO 3 = 3 P 2 O 5 + 5 HCl,

HClO3 + NaOH = NaClO3 + H2O (natriumklorat).

När temperaturen ökar sker reaktionen: 3 Cl 2 + 6 KOH = 5 KCl + KClO 3 + 3 H 2 O, där KClO 3 är ett salt (kaliumklorat), även kallat Berthollet-salt för att hedra dess upptäckare, fransmännen kemist C. Berthollet. Det används som oxidationsmedel i pyroteknik, vid tillverkning av tändstickor och för att producera syre i laboratoriet. Vid upphettning sönderdelas det: 4 KClO 3 = KCl + 3 KClO 4, och i närvaro av en MnO 2-katalysator inträffar följande: 2 KClO 3 = 2 KCl + 3 O 2.

HBrO 3 - bromsyra (den finns endast i lösning) kan erhållas enligt följande: Ba(BrO 3) 2 + H 2 SO 4 = 2 HBrO 3 + BaSO 4.

Det är intressant att notera att jod kan ersätta brom från kaliumbromat 2 KBrO 3 + I 2 = 2 KIO 3 + Br 2

HIO 3 – jod (jodater) d(IO) = 1,8 A (två bindningar) och 1,9 (en bindning) och vinkel OIO = 98°

I2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl, 3I2 + 10HNO3 = 6HIO3 + 10NO + 2H2O,

I 2 + 2 HClO 3 = 2HIO 3 + Cl 2 (jod ersätter klor), IF 5 + 3 H 2 O = 5 HF + HIO 3

Salter kan erhållas genom att reagera syror med alkalier eller genom reaktioner:

3I2 + 6 NaOH = 5 NaI + NaIO3 + 3 H2O,

Syrors löslighet och syraegenskaper minskar och stabiliteten ökar

Författare: Chemical Encyclopedia N.S. Zefirov

KLOROXIDER. Alla KLOROXIDER o. har en stickande lukt, är termiskt och fotokemiskt instabila, benägna för explosiv nedbrytning, har en positiv Monoxid [Cl(I)-oxid, dikloroxid, hemioxid] Cl 2 O är en gul-orange gas med en svag grönaktig nyans, i flytande tillstånd är den rödbrun; Cl - O bindningslängd 0,1700 nm, vinkel OClO 111°, 2,60 x 10-30 Cl x m (tabell); ekvation för temperaturberoendet av ångtryck logp (mm Hg) = 7,87 - 1373/T (173-288 K); löslig i vatten för att bilda HNS, löslighet (g i 100 g H2O vid 0 °C): 33,6 (2,66 kPa), 52,4 (6,65 kPa). Vid 60-100 °C fullbordas den termodynamiska nedbrytningen av Cl2O på 12-24 timmar, över 110 °C inträffar en explosion efter några minuter, belysning påskyndar nedbrytningen och ökar sannolikheten för en explosion. Med klorider bildar det oxiklorider, till exempel med T1Cl 4, TaCl 5 och AsCl 3 ger det T1OCl 2, TaOCl 3 respektive AsO 2 Cl. Med NO 2 bildar den en blandning av NO 2 Cl och NO 3 Cl, med N 2 O 5 - ren NO 3 Cl. Fluorering av Cl 2 O med AgF 2 kan producera ClOF 3, och genom reaktion med AsF 5 eller SbF 5 - klorylsalter ClO + 2 MF - 6. ClO2 och Cl2O6 reagerar på liknande sätt med MF5 (där M är As och Sb). Med satt. organiska föreningar Cl 2 O beter sig som ett kloreringsmedel, liknande klor. Cl2O framställs genom att passera Cl2 utspädd med N2 över HgO eller genom att reagera Cl2 med våt Na2CO3.

EGENSKAPER HOS KLOROXIDER

Index
kokpunkt, °C
Densitet, g/cm 3				2,023 (3,5 °C)	1,805** (25 °C)
J/(mol x K)
KJ/mol
KJ/mol
J/(mol x K)

*Beräknad. **2,38 g/cm3 vid -160 °C.

Dioxid ClO 2 är en gul gas, i flytande tillstånd är den ljusröd, i fast tillstånd är den rödgul; C - O-bindningslängd 0,1475 nm, OClO-vinkel 117 °C; ekvation för temperaturberoendet av ångtryck logp (mm Hg) = 7,7427 - 1275,1/T (226-312 K); löslighet i vatten 26,1 g/l (25 °C, 20,68 kPa), löslig i CCl4, HClO4, CH3COOH. I det enskilda tillståndet är det explosivt, vid 30-50°C sker nedbrytningen i en mätbar hastighet, över 50°C exploderar den efter en induktionsperiod. I en alkalisk miljö är ClO2 oproportionerlig till och i närvaro. H 2 O 2 bildas och O 2 frisätts. Det reduceras av jodider, arsenider, PbO, H 2 SO 3, aminer till kloritjon. CNO 2 och N 2 O 5 bildar NO 3 Cl, med NOCl - NO 2 Cl. Fluorerad med AgF 2, BrF 3 eller utspädd F 2 till ClO 2 F. ClO 2 erhålls genom inverkan av reduktionsmedel (SO 2, NO 2, metanol, organiska peroxider) på en surgjord lösning av alkalimetallklorat, genom upphettning av en blandning av klorat med våt oxalsyra, verkan Cl 2 för klorit. Till skillnad från resten, kloroxider o. ClO 2 - industriprodukt. produktion används den istället för Cl 2 som en miljömässigt säkrare produkt för blekning av trämassa, cellulosa, syntet. fibrer, för beredning av dryck och teknik. vatten, avloppsvatten desinfektion. Irriterar slemhinnor, orsakar hosta, kräkningar etc.; MPC i luften i arbetsområdet 0,1 mg/m 3, LD 50 140 mg/kg (råttor, intragastrisk).
Klorperklorat (ciklorotetroxid) Cl 2 O 4, eller СlOClО 3 - ljusgul vätska, kristallin. tillståndet är nästan färglöst (se Perklorater).
Trioxid (diklorhexaoxid) Cl 2 O 6 är en klarröd vätska, i fast tillstånd är den orange, färgen försvagas när den kyls. I gaser och vätskor har molekyler strukturen O 2 Cl - O - ClO 3, i kristaller är de kristaller av det monokliniska systemet (rymdgrupp, z = 4); ångtryck 39,9 Pa (0 °C), 133 Pa (19 °C). Nedbryts långsamt redan vid 0-10 °C till ClO 2 och O 2, över 20 ° C Cl 2 uppstår i sönderdelningsprodukterna; reagerar med vatten med en blixt, hydrolysprodukterna är HClO 3 och HClO 4. Med klorider, bromider, nitrater bildar det perklorater, till exempel med NOCl ger det NOClO 4, med N 2 O 5 - NO 2 ClO 4, med AlCl 3 - ClO 2, med FeCl 3 - ClO 2. När de upphettas i vakuum spjälkas sådana komplex av Cl 2 O 6 och omvandlas till osolvatiserade perklorater Al(ClO 4) 3, Fe(ClO 4) 3. Cl 2 O 6 erhålls genom reaktion av ozon med ClO 2 eller verkan av F 2 på metallklorater. Används för syntes av vattenfria perklorater i laboratorieförhållanden.
Cl(VII)oxid (klorsyraanhydrid, diklorheptaoxid) Cl 2 O 7 - färglös. rörlig vätska, känslig för stötar och friktion. Molekylen har strukturen O 3 Cl - O - ClO 3, Cl - O-bindningslängden är 0,1709 nm, i ClO 3-grupper - 0,1405 nm, ClOCl-vinkel 118,6°, OClO 115,2°, 2,40 x 10 m -30 Kl; monokliniska kristaller (rymdgrupp C2/c); ekvation för temperaturberoendet av ångtrycket lgp (mm Hg) = 7,796-1770/T. Obegränsat lösligt i CCl 4, mycket lösligt i HClO 4, POCl 3, etc. Det blandas inte med vatten, det reagerar vid fasgränsen för att bilda HClO 4, reaktionen är mycket exoterm -211 kJ/mol); uppvärmning av Cl 2 O 7 skiktet kan leda till en explosion. Nedbrytningen av Cl 2 O 7 i gas till klor och syre sker med en mätbar hastighet vid 100-120 ° C, men vid ett tryck på Cl 2 O 7 över 13,3 kPa blir det explosivt. Flytande Cl 2 O 7 är stabil upp till 60-70 ° C, en blandning av lägre KLOROXIDER o. påskyndar dess förfall. Flytande Cl 2 O 7 kännetecknas av reaktioner med bildning av kovalenta föreningar med gruppen - ClO 3. Med NH 3 i CCl 4 bildar den NH 4 HNClO 3 och NH 4 ClO 4, med alkylaminer - RHNClO 3 respektive R 2 NClO 3, med SbF 5 - SbOF 3 och FClO 3, med N 2 O 5 i CCl 4 NO 2ClO4. Med Cl 2 Cirka 7 kan du syntetisera organiska perklorater från alkoholer. Cl 2 O 7 erhålls genom inverkan av P 2 O 5 eller oleum på perklorsyra eller genom elektrolys av en lösning av HClO 4 på Pt-elektroder under 0 ° C (Cl 2 O 7 ackumuleras i anodutrymmet). Ren Cl 2 O 7 kan också erhållas genom att värma några perklorater i vakuum, till exempel Nb(ClO 4) 5, MoO 2 (ClO 4) 2.
Ett antal fria klor-syreradikaler är kända, erhållna i olika lågtemperaturmatriser och studerade främst med EPR-metoden - ClO 3, ClOO, ClClO, samt den lågstabila seskvioxiden Cl 2 O 3, som sönderdelas vid - 50 - 0 ° C och har förmodligen strukturen av klorklorat СlOClO2. Termiskt stabil radikal ClO (Cl - O bindningslängd 0,1569 nm, 4,133 C x m, 101,6 kJ/mol) är en mellanprodukt av oxidation av kolväten med perklorsyra och KLOROXIDER o., nedbrytningen av alla KLOROXIDER o. och andra klor-syreföreningar, såväl som reaktionen av ozon med atomärt klor i stratosfären.

Litteratur: Nikitin I.V., Chemistry of oxygen compounds of halogens, M., 1986.

V.Ya.Rosolovsky.

Kemiskt uppslagsverk. Volym 5 >>