CLO

Tính chất vật lý

Clo là khí có mùi sốc rất độc, tan nhiều trong dung môi hữu cơ.Clo, khí hóa lỏng dưới áp suất 8 bar ở nhiệt độ phòng. Kích thước cột chất lỏng là ca. 0.3x 3 cm. Ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn, hai nguyên tử clo hình thành các phân tử có hai nguyên từ Cl2. Đây là một chất khí màu vàng xanh có mùi đặc biệt mạnh mẽ của nó, mùi thuốc tẩy. Sự gắn kết giữa hai nguyên tử là tương đối yếu (chỉ 242,58 ± 0,004 kJ/ mol), mà làm cho phân tử Cl2 phản ứng cao. Điểm sôi bầu không khí thường xuyên là khoảng -34˚C, nhưng nó có thể được hóa lỏng ở nhiệt độ phòng với áp lực trên 8 atm. Nguyên tố này là thành viên của nhóm halôgen tạo ra một loạt các muối và được tách ra từ các clorua thông qua quá trình ôxi hóa hay phổ biến hơn là điện phân. Clo là một khí có khả năng phản ứng ngay lập tức gần như với mọi nguyên tố. Ở 10 °C một lít nước hòa tan 3,10 lít clo và ở 30 °C chỉ là 1,77 lít.

Tính chất hóa học

Ngoài những tính chất hóa học của một phi kim như tác dụng với hầu hết kim loại tạo thành muối Clorua, tác dụng với Hiđro tạo khí hiđro clorua (Phản ứng này cần ánh sánh mặt trời hoặc Mg cháy, ở nhiệt độ thường trong bóng tối không xảy ra, tỉ lệ mol 1:1 là hỗn hợp nổ).Phương pháp Clo hóa là sử dụng khí Clo mới sinh (khí Clo mới sinh có khả năng hoạt hóa rất cao hơn hẳn khí Clo đã được cất giữ trong các bình chứa một thời gian) tác dụng trực tiếp với đối tượng cần Clo hóa như các kim loại, oxit kim loại hoặc các hợp chất hữu cơ (benzen, toluen...), với nước, bazơ,...

Clo thể hiện một số hóa tính trong phản ứng Clo hóa như sau:

a)Tác dụng với nước tạo dung dịch nước clo:

Cl₂ (k) + H₂O (l) ↔ HCl (dd) + HClO (dd)

Dung dịch nước Clo là dung dịch hỗn hợp giữa Cl₂, HCl và HClO nên có màu vàng lục, mùi hắc của Clo; dung dịch axit lúc đầu làm giấy quỳ chuyển sang màu đỏ nhưng nhanh chóng bị mất màu ngay sau đó do tác dụng oxi hóa mạnh của Axit Hipoclorơ HClO.

b)Tác dụng với dung dịch Natri Hiđroxit NaOH tạo dung dịch nước Giaven:

Cl₂ (k) + 2NaOH (dd) → NaCl (dd) + NaClO (dd) + H₂O (l)

Dung dịch nước Javen là hỗn hợp hai muối Natri Clorua NaCl và Natri Hipoclorit NaClO, có tính tẩy màu vì tương tự như Axit Hipoclorơ HClO, Natri Hipoclorit NaClO là chất oxi hóa mạnh.

c)Tác dụng với kim loại tạo muối Clorua (trừ Au, Pt,..)

Cu + Cl₂ -> CuCl₂ (Cần nhiệt độ)

2Fe + 3Cl_{2 ->} 2FeCl₃

d)Ngoài ra, Cl₂ còn có thể tác dụng với kiềm dạng rắn ở nhiệt độ cao:

3Cl₂(k) + 6KOH (r) −(t°)-> 5KCl (dd) + KClO₃ (dd) + 3H₂O (l)

Ứng dụng

Clo là một hóa chất quan trọng trong làm tinh khiết nước, trong việc khử trùng hay tẩy trắng và là khí gây ngạt (mù tạc).

Clo được sử dụng rộng rãi trong sản xuất của nhiều đồ vật sử dụng hàng ngày.

• Sử dụng (trong dạng axít hipoclorơ HClO) để diệt khuẩn từ nước uống và trong các bể bơi. Thậm chí một lượng nhỏ nước uống hiện nay cũng là được xử lý với clo.
• Sử dụng rộng rãi trong sản xuất giấy, khử trùng, thuốc nhuộm, thực phẩm, thuốc trừ sâu, sơn, sản phẩm hóa dầu, chất dẻo, dược phẩm, dệt may, dung môi và nhiều sản phẩm tiêu dùng khác.

Trong hóa hữu cơ chất này được sử dụng rộng rãi như là chất ôxi hóa và chất thế vì clo thông thường tạo ra nhiều thuộc tính có ý nghĩa trong các hợp chất hữu cơ khi nó thây thế hiđrô (chẳng hạn như trong sản xuất cao su tổng hợp).

Clo cũng được sử dụng trong sản xuất các muối clorat, clorofom, cacbon tetraclorua và trong việc chiết xuất brôm.

BROM

trạng thái tự nhiên

Brom tồn tại trong tự nhiên chủ yếu ở dạng hợp chất, màu đỏ nâu, hầu hết là muối bromua của kali, natri và magie. Hàm lượng brom trong tự nhiên ít hơn so với clo và flo. Bromua kim loại có trong nước biển và nước hồ. Brom và hơi brom rất độc. Brom rơi vào da gây bỏng nặng.

tính chất hóa học

Brom là chất oxy hóa mạnh nhưng kém clo. Brom phản ứng với hydro khi đun nóng (không gây nổ như clo)

• H₂(k) + Br₂(l) → 2HBr(k)

Brom oxy hoá được ion I^-:

• Br₂ + 2NaI → 2NaBr + I₂

Brom tác dụng được với nước nhưng khó khăn hơn Clo:

• Br₂ + H₂O → HBr + HBrO

Brom còn thể hiện tính khử khi tác dụng với chất oxy hóa mạnh:

• Br₂ + 5Cl₂ + 6H₂O → 2HBrO₃ + 10HCl

ứng dụng

Brom dùng để chế tạo một số dược phẩm, phẩm nhuộm,.... Nó cũng được dùng chế tạo AgBr (bromua bạc) là chất nhạy với ánh sáng để tráng lên phim ảnh, chế tạo Sky-er

điều chế

Nguồn chính điều chế brom là nước biển. Sau khi đã lấy muối ăn (NaCl) ra khỏi nước biển, phần còn lại chứa nhiều muối bromua của kali và natri. Sau đó, sục khí clo qua dung dịch, ta có phản ứng hóa học sau:

• 2NaBr + Cl₂ → 2NaCl+ Br₂

Sau đó, chưng cất dung dịch, brom sẽ bay hơi rồi ngưng tụ lại.

IỐT

tính chất vật lí

Iốt là chất rắn có màu tím thẫm/xám có thể thăng hoa tại nhiệt độ thường tạo ra chất khí màu tím hồng có mùi khó chịu

tính chất hóa học

Chất halogen này có thể tạo thành hợp chất với nhiều nguyên tố hóa học khác, nhưng nó ít hoạt động hơn so với các nguyên tố khác trong nhóm nguyên tố VII và nó có thêm một số tính chất hơi giống kim loại. Iốt có thể hòa tan trong cloroform, cacbon têtraclorua(CCl4), hay carbon đisulfua(CS2) để tạo thành dung dịch màu tím. Nó tan nhẹ trong nước tạo ra dung dịch màu vàng. Màu xanh lam của một chất gây ra khi tương tác với tinh bột chỉ là đặc điểm của nguyên tố tự do.

Iốt có thể oxi hoá được với H₂ ở nhiệt độ cao và có mặt chất xúc tác tạo ra khí hidro iotua theo một phản ứng thuận nghịch:

H₂ + I₂ <-> 2HI

Iốt oxi hóa được nhiều kim loại nhưng phản ứng chỉ xảy ra khi đun nóng hoặc có chất xúc tác.

ứng dụng

Iốt là nguyên tố vi lượng cần thiết cho dinh dưỡng của loài người. Tại những vùng đất xa biển hoặc thiếu thức ăn có nguồn gốc từ đại dương; tình trạng thiếu iốt có thể xảy ra và gây nên những tác hại cho sức khỏe, như sinh bệnh bướu cổ hay thiểu năng trí tuệ. Đây là tình trạng xảy ra tại nhiều nơi trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Việc dùng muối iốt như muối ăn hằng ngày (có chứa nhiều hợp chất iốt có thể hấp thụ được) có thể giúp chống lại tình trạng này.

Các ứng dụng khác của iốt là:

• Là một trong các halogen, nó là vi lượng tố không thể thiếu để hình thành hormone tuyến giáp, thyroxine và triiodothyronine, trong cơ thể sinh vật.
• Thuốc bôi iốt (5% iốt trong nước/êtanol) dùng trong tủ thuốc gia đình, để khử trùng vết thương, khử trùng bề mặt chứa nước uống
• Hợp chất iốt thường hữu ích trong hóa hữu cơ và y khoa.
• Muối Iốđua bạc dùng trong nhiếp ảnh.
• Iốtua kali (KI) có thể dùng để điều trị bệnh nhân bị ảnh hưởng của thảm họa hạt nhân để rửa trôi đồng vị phóng xạ Iốt-131, kết quả của phản ứng phân hạch hạt nhân. Chu kỳ bán rã của iốt-131 chỉ là 8 ngày, do đó thời gian điều trị chỉ kéo dài vài tuần, trong thời gian để bán rã hết cần phải có sự hướng dẫn cụ thể của bác sĩ để tránh ảnh hưởng đến sức khỏe. Trong trường hợp nguy cơ phóng xạ không có phản ứng phân hạch hạt nhân, như bom bẩn, không cần dùng phương pháp này. KI cũng có thể rửa xêzi-137, một sản phẩm khác của phản ứng phân hạch hạt nhân, vì xêzi có quan hệ hóa học với kali, nhưng NaI cũng có tác dụng như vậy. NaI hay có trong muối ăn ít natri. Tuy nhiên xêzi-137 có chu kỳ bán rã kéo dài tới 30 năm, đòi hỏi thời gian điều trị quá dài.
• Iốđua vonfram được dùng để làm ổn định dây tóc của bóng đèn dây tóc.
• Nitơ triiôđua là chất gây nổ không bền.
• Iốt-123 dùng trong y khoa để tạo ảnh và xét nghiệm hoạt động của tuyến giáp.
• Iốt-131 dùng trong y khoa để trị ung thư tuyến giáp và bệnh Grave và cũng dùng trong chụp ảnh tuyến giáp.
• Nguyên tố iốt (không nằm trong hợp chất với các nguyên tố khác) tương đối độc đối với mọi sinh vật.

điều chế

Iốt có thể thu được ở dạng rất tinh khiết bằng phản ứng giữa KI với sunfat đồng (II). Cũng có vài cách khác để tách nguyên tố hóa học này. Mặc dù nguyên tố này khá hiếm, tảo bẹ và một số loài cây khác có khả năng hấp thụ và tập trung iốt trong cơ thể chúng, dẫn đến việc mang iốt vào dây chuyền thức ăn tự nhiên và giúp việc điều chế iốt có giá thành thấp.

Cho tác dụng dung dịch với chất oxi hoá để oxi hoá I^- thành I₂.

Thí dụ phương trình: 2NaI + Cl₂ -> 2NaCl + I₂