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鹵素氫化物的通稱,化學式可表示為HX,因此俗稱HX品,有HF、HCl、HBr、HI、HAt五種,除HF外在水溶液中都是強酸,可使用鹵素氫氣反應製得,或者鹵化物與不揮發性酸反應製得。

中文名:鹵化氫

化學式:HX

類 型:HF、HCl、HBr、HI、HAt

五種穩定性:HF>HCl>HBr>HI

製備方法:使用鹵素與氫氣反應製得

目錄

性質

常溫常壓下,鹵化氫均為無色且具有強烈刺激性的氣體,易與空氣中水蒸氣結合而形成白色酸霧。

鹵化氫是極性較強的分子,因此在水中有很大的溶解度。鹵化氫的水溶液稱為氫鹵酸,所以把HF、HCl、HBr和 HI分別稱為氫氟酸氫氯酸氫溴酸氫碘酸。液態鹵化氫不導電,這表明它們是共價型化合物而非離子型化合物。

鹵化氫的極性按氟化氫氯化氫溴化氫碘化氫的順序依次減弱,分子間作用力依HCl、HBr、HI順序依次增強,因此,它們的熔、沸點依次升高。

唯 HF在許多性質上表現出例外,是由於HF分子間存在較強的氫鍵,所以在鹵化氫中,它具有最大的熔熱、 汽化熱和最高的沸點,熔點也大於HCl和HBr。從化學性質來看,鹵化氫和氫鹵酸也表現出規律性的變化,同樣HF也表現出一些特殊性。 [1]

穩定性

HF>HCl>HBr>HI。

HF:2000℃以上還不見分解跡象(一般認為氟化氫不會熱分解)。

HCl:1000℃以上開始緩慢分解。

HBr:500℃開始分解。

HI:300℃開始分解。

氫鹵酸的酸性

在氫鹵酸中氫氯酸(鹽酸)、氫溴酸和氫碘酸都是強酸,且酸性依次增強。氫氟酸是一種弱酸,但當其濃度大於 5 mol /L時則變成強酸。這一反常現象的原因是當HF濃度增大時,生成了締合離子促使 HF進一步解離。

鹵化氫和氫鹵酸的還原性

鹵化氫還原能力按 HF、HCl、HBr、HI順序依次增強 ,HF不能被一般氧化劑所氧化;HCl需用強氧化劑才能氧化;HBr和HI還原性較強,空氣中的氧就可以把HBr和HI氧化為單質。HBr溶液在日光、 空氣中的氧作用下即可變為棕色;而HI溶液即使在暗處,也會逐漸變為棕色。

HF的特殊性

無論HF氣體還是氫氟酸溶液都對玻璃有強的腐蝕作用。在分析化學中,氫氟酸被廣泛用於測定礦物或鋼樣中二氧化硅的含量。用HF氣體可在玻璃器皿上刻蝕標記和花紋。氫氟酸溶液刻蝕玻璃可得到平滑的刻痕,毛玻璃和燈泡的「磨砂」是用氫氟酸腐蝕的。無論是HF氣體還是氫氟酸溶液均必須用塑料容器或內塗石蠟的容器保存。氟化氫有氟源之稱,可利用它製取單質氟和許多氟化物。氟化氫對皮膚會造成難以治療的灼傷,使用時要注意安全。

應用

氫鹵酸中氡氟酸和鹽酸有較大的實用價值。鹽酸在工業上是除硫酸以外的最重要的酸 ,是重要的化工原料化學試劑。在人的胃中,鹽酸的質量分數為 0.5 % ,它能促進食物的消化,並殺死病菌。 [2]

製備

金屬鹵化物與濃硫酸的置換反應

氟化氫的工業和實驗室製備基於氟化鈣(螢石)與濃硫酸反應。實驗室製備少量氯化氫時可用NaCl與濃硫酸反應。製備溴化氫和HI則要用非氧化性的酸(如磷酸)代替濃硫酸。這是因為使用濃硫酸時得到的產物不是溴化氫和HI,而是

鹵素與氫直接化合

由於氟和氫直接化合反應激烈而無法控制,故不能用於HF 的製備。溴與氫氣化合反應緩慢,反應需在高溫下進行,但HX在高溫下分解, 影響其產率。工業上只有氯氣和氫氣直接化合製備HCl。氫氣和氯氣在合成爐中燃燒生成的氯化氫氣體自爐內導出後,經冷卻,用水或稀鹽酸吸收,可以得到質量分數29% 〜 31%的濃鹽酸。

鹵化物水解法

實驗室中製備溴化氫和碘化氫,常用非金屬鹵化物水解的方法。 如用水滴加到三溴化磷三碘化磷表面便可產生溴化氫和碘化氫。實際使用時,並不需要先製成非金屬鹵化物,而是把水逐滴加在磷和少許水的混合物上,即可不斷產生溴化氫碘化氫

參考文獻

  1. [王國清主編. 無機化學. 北京:中國醫藥科技出版社, 2008.08.]
  2. [無機化學第五版 高等教育出版社 大連理工大學無機化學教研室]