Lý thuyết Hóa học 10 Cánh diều Bài 18: Hydrogen halide và hydrohalic acid

Với tóm tắt lý thuyết Hóa 10 Bài 18: Hydrogen halide và hydrohalic acid sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 10.

Lý thuyết Hóa học 10 Cánh diều Bài 18: Hydrogen halide và hydrohalic acid

I. Hydrogen halide và hydrohalic acid

1. Hydrogen halide

- Hợp chất gồm nguyên tố halogen và nguyên tố hydrogen, có dạng HX, được gọi chung là hydrogen halide. Đây là các hợp chất cộng hóa trị phân cực do sự chênh lệch độ âm điện giữa nguyên tử hydrogen với các nguyên tử halogen. Sự phân cực được biểu diễn như sau: H^$\delta$+   :X^$\delta$-.

- Xu hướng phân cực giảm dần từ HF đến HI.

- Nhiệt độ sôi tăng từ hydrogen chloride đến hydrogen iodide. Điều này được giải thích bởi hai nguyên nhân:

+ Thứ nhất, sự tăng khối lượng phân tử từ HCl đến HI làm tăng năng lượng cần thiết cho quá trình sôi của chất.

+ Thứ hai, sự tăng kích thước và số lượng electron trong các phân tử từ HCl đến HI làm tăng cường thêm khả năng xuất hiện các lưỡng cực tạm thời trong phân tử. Khi đó, làm tăng tương tác van der Waals giữa các phân tử.

Chú ý: Riêng hydrogen fluoride (HF) có nhiệt độ sôi bất thường so với các hydrogen halide khác. Điều này được giải thích chủ yếu là do giữa các phân tử hydrogen fluoride còn tạo liên kết hydrogen với nhau.

… F – H … F – H … $\to$ [HF]_n

2. Hydrohalic acid

- Các hydrogen halide dễ tan trong nước vì phân tử phân cực. Trong dung dịch, hydrogen halide đều phân li ra ion H⁺ nên được gọi là hydrohalic acid (hay các acid HX).

Ví dụ: Sự phân li của hydrogen chloride trong nước như sau:

HCl(aq) $\to$ H⁺(aq) + Cl^-(aq)

- Tính acid của các dung dịch HX tăng theo dãy từ HF đến HI. Trong đó, hydrofluoric acid (HF) là acid yếu do chỉ phân li một phần trong nước. Còn hydrochloric acid (HCl), hydrobromic acid (HBr) và hydroiodic acid (HI) được xếp vào loại acid mạnh do phân li hoàn toàn trong nước. Nguyên nhân chủ yếu làm tăng độ mạnh của các acid theo dãy trên là do sự giảm độ bền liên kết theo thứ tự HF, HCl, HBr, HI.

II. Tính khử của một số ion halide X^-

Các hợp chất chứa ion Cl^-, Br^-, I^- phản ứng được với sulfuric acid đặc tạo thành các sản phẩm không giống nhau.

Nhận xét:

- Khi phản ứng với sulfuric đặc thì:

+ Ion Cl^- không thể hiện tính khử.

+ Ion Br^- thể hiện tính khử và khử sulfur trong H₂SO₄ từ số oxi hóa +6 về số oxi hóa +4 trong SO₂.

+ Ion I^- thể hiện tính khử khử sulfur trong H₂SO₄ từ số oxi hóa +6 về số oxi hóa –2 trong H₂S.

Vì vậy, khi phản ứng với sulfuric acid đặc, Br^- có tính khử yếu hơn I^-.

-  Khi tiếp xúc với các chất oxi hóa khác nhau thì tính khử của ion X^- thường tăng từ Cl^- đến I^-.

III. Ứng dụng của một số hydrogen halide

Trong các hydrogen halide thì hydrogen fluoride và hydrogen chloride có nhiều ứng dụng phổ biến hơn.

1. Ứng dụng của hydrogen fluoride

- Từ hydrogen fluoride, người ta sản xuất hydrochlorofluorocarbon (HCFC) thay thế CFC (vì tác dụng phá hủy tần ozon nên bị cấm sản xuất), được sử dụng cho các hệ thống làm lạnh.

- Một lượng đáng kể hydrogen fluorine được dùng trong sản xuất cryolite (thành phần chính là Na₃AlF₆) đóng vai trò “chất chảy” trong quá trình sản xuất nhôm (aluminium) từ aluminium oxide.

- Hydrogen fluoride còn được sử dụng trong các quá trình chế biến dầu mỏ, trong công nghiệp hạt nhân, trong sản xuất các fluoride, …

- Dung dịch nước của hydrogen fluoride là hydrofluoric acid có khả năng hòa tan silicon dioxide nên được sử dụng để khắc các chi tiết lên thủy tinh theo phản ứng:

SiO₂ (s) + 4HF (aq) $\to$ SiF₄ (g) + 2H₂O (l)

2. Ứng dụng của hydrogen chloride

- Lượng lớn hydrogen chloride và hydrochloric acid được sử dụng để sản xuất vinyl chloride cung cấp cho ngành nhựa, ammonium chloride để cung cấp cho ngành sản xuất phân bón, các chloride kim loại để cung cấp cho ngành hóa chất, các hợp chất hữu cơ chứa chlorine để phục vụ sản xuất dược phẩm, thuốc nhuộm.

- Dung dịch nước của hydrogen chlorine là hydrochloric acid (HCl) được dùng để trung hòa môi trường base, hoặc thủy phân các chất trong quá trình sản xuất, tẩy rửa gỉ sắt (thành phần chính là các iron oxide) bám trên bề mặt của các loại thép.

Ví dụ: Fe₂O₃ (s) + 6HCl (aq)  $\to$ 2FeCl₃ (aq) + 3H₂O (l).

IV. Phân biệt các ion halide X^-

Khi nhỏ dung dịch silver nitrate vào dung dịch acid HX hoặc muối halide MX_n (M là kim loại hóa trị n), sẽ quan sát được các hiện tượng khác nhau, tùy thuộc vào ion halide X^-. Trong đó:

- Khi X^- là F^- thì không thấy sự biến đổi, do không có phản ứng hóa học xảy ra.

- Khi X^- là Cl^- thì xuất hiện kết tủa trắng silver chloride (AgCl).

- Khi X^- là Br^- thì xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt silver bromide (AgBr).

- Khi X^- là I^- thì xuất hiện kết tủa màu vàng silver iodide (AgI).

Như vậy, có thể dùng dung dịch silver nitrate để phân biệt các ion halide.

Ví dụ: Phân biệt các dung dịch: NaF, NaCl, NaBr, NaI.

$\to$ Dùng dung dịch AgNO₃.

+ Không có hiện tượng gì là dung dịch NaF.

+ Xuất hiện kết tủa màu trắng là dung dịch NaCl.

NaCl (aq) + AgNO₃ (aq) $\to$ NaNO₃ (aq) + AgCl (s)

+ Xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt là dung dịch NaBr.

NaBr (aq) + AgNO₃ (aq) $\to$ NaNO₃ (aq) + AgBr (s)

+ Xuất hiện kết tủa màu vàng là dung dịch NaI.

NaI (aq) + AgNO₃ (aq) $\to$ NaNO₃ (aq) + AgI (s)

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 10 Cánh diều hay khác:

• Lý thuyết Hóa 10 Bài 13: Phản ứng oxi hóa – khử
• Lý thuyết Hóa 10 Bài 14: Phản ứng hóa học và enthalpy
• Lý thuyết Hóa 10 Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học
• Lý thuyết Hóa 10 Bài 16: Tốc độ phản ứng hóa học
• Lý thuyết Hóa 10 Bài 17: Nguyên tố và đơn chất halogen

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Hóa học 10 Cánh diều
• Giải Chuyên đề Hóa học 10 Cánh diều
• Giải SBT Hóa học 10 Cánh diều
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---