Hydrogen Halide & Muối Halide
Cấu tạo HX · Tính acid – tính khử · Nhận biết ion halide · Điều chế & ứng dụng
Phân tử hydrogen halide gồm một liên kết cộng hoá trị giữa H và halogen X. Do chênh lệch độ âm điện (X âm hơn H) → các phân tử HX đều phân cực.
| HX | Tên | Độ dài liên kết (pm) | $E_b$ (kJ/mol) |
|---|---|---|---|
| HF | Hydrogen fluoride | 92 | 569 |
| HCl | Hydrogen chloride | 127 | 432 |
| HBr | Hydrogen bromide | 141 | 366 |
| HI | Hydrogen iodide | 160 | 299 |
▸ Xu hướng từ HF đến HI
- Bán kính halogen tăng → độ dài liên kết H–X tăng dần.
- Năng lượng liên kết giảm dần ($569 \to 299$ kJ/mol) → liên kết H–X yếu dần → dễ phân li trong nước → tính acid tăng dần.
▸ Tính chất vật lí
Ở điều kiện thường, các HX đều ở thể khí và tan tốt trong nước tạo dung dịch hydrohalic acid.
| Hydrogen halide | HF | HCl | HBr | HI |
|---|---|---|---|---|
| $t_s$ (°C) | $+19{,}5$ | $-84{,}9$ | $-66{,}7$ | $-35{,}8$ |
Phân tử HF phân cực rất mạnh, F có độ âm điện lớn và bán kính nhỏ → các phân tử HF tạo được liên kết hydrogen giữa nhau ($\text{H–F} \cdots \text{H–F} \cdots$) → cần năng lượng lớn để phá → $t_s$ cao bất thường.
HCl, HBr, HI KHÔNG tạo liên kết hydrogen với nhau. Từ HCl → HI, $t_s$ tăng do tương tác van der Waals tăng (khối lượng phân tử tăng).
Trong dãy hydrohalic acid, tính acid tăng dần:
Trong khi HCl, HBr, HI là acid mạnh, phân li hoàn toàn trong nước.
▸ HCl — đầy đủ tính chất của một acid mạnh
Ứng dụng tính acid: tẩy lớp oxide, gỉ sét, muối carbonate bám trên bề mặt sắt thép trước khi sơn, mạ, hàn (bể Pickling).
▸ Tính chất đặc biệt của HF — ăn mòn thuỷ tinh
$\Rightarrow$ Không dùng lọ thuỷ tinh đựng dung dịch HF; được ứng dụng để khắc chữ trên thuỷ tinh. HCl, HBr, HI không ăn mòn thuỷ tinh.
▸ a) HCl đặc thể hiện tính khử
Khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh ($\text{KMnO}_4$, $\text{MnO}_2$,…), HCl đặc thể hiện tính khử ($\text{Cl}^{-1} \to \text{Cl}^0$):
$\Rightarrow$ HCl thể hiện tính khử (KHÔNG phải tính oxi hoá).
▸ b) Tính khử của ion halide
| Ion | Phản ứng với $\text{H}_2\text{SO}_4$ đặc | Sản phẩm khử của $\text{H}_2\text{SO}_4$ |
|---|---|---|
| $\text{F}^-, \text{Cl}^-$ | Chỉ trao đổi | Không bị khử |
| $\text{Br}^-$ | Khử | $\text{SO}_2$ (S: $+6 \to +4$) |
| $\text{I}^-$ | Khử mạnh | $\text{H}_2\text{S}$ (S: $+6 \to -2$) |
Hầu hết muối halide tan tốt trong nước. Ngoại lệ quan trọng — kết tủa với $\text{Ag}^+$:
▸ Nhận biết ion halide bằng dung dịch $\text{AgNO}_3$
Mẹo: Hồ tinh bột + $\text{I}_2$ → màu xanh tím → dùng để xác nhận sự có mặt của $\text{I}_2$ (sinh ra trong phản ứng thế).
▸ a) Điều chế hydrogen halide
| Phương pháp | Phương trình | Ghi chú |
|---|---|---|
| CN — HF | $\text{CaF}_2 + \text{H}_2\text{SO}_{4(\text{đ})} \to \text{CaSO}_4 + 2\text{HF}$ | Từ quặng fluorite |
| CN — HCl | $\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{HCl}$ | Từ đơn chất |
| PTN — HCl | $\text{NaCl}_{(r)} + \text{H}_2\text{SO}_{4(\text{đ})} \to \text{NaHSO}_4 + \text{HCl}\uparrow$ | Phản ứng trao đổi |
▸ b) Ứng dụng
- HF: sản xuất teflon (chất chống dính nồi, chảo); khắc chữ trên thuỷ tinh; điện phân nóng chảy $\text{KF} \cdot 3\text{HF}$ → sản xuất $\text{F}_2$.
- HCl: tẩy gỉ sắt thép (bể Pickling); sản xuất $\text{AlCl}_3, \text{NiCl}_2, \text{ZnCl}_2$, vinyl chloride (sản xuất PVC); xử lí nước.
▸ c) Muối ăn (NaCl)
- Cơ thể sống: cân bằng điện giải, truyền dẫn xung thần kinh.
- Đời sống: bảo quản, chế biến thực phẩm.
- Y học: sản xuất nước muối sinh lí, nước nhỏ mắt, dịch tiêm truyền.
- Công nghiệp: nguyên liệu sản xuất NaOH, $\text{Cl}_2$, nước Javel (điện phân dung dịch NaCl).
Để xem lý thuyết đầy đủ kèm phương pháp giải các dạng bài tập (bài toán HCl + kim loại / oxide / muối; nhận biết ion halide; tính khử của HCl đặc với $\text{KMnO}_4$; hỗn hợp muối halide…) cùng sơ đồ tư duy và bảng sai lầm thường gặp, hãy đọc bài viết bên dưới:
Bao gồm cấu tạo HX, tính acid – tính khử, nhận biết ion halide, điều chế và đầy đủ các dạng bài tập kèm sơ đồ tư duy.
Sau khi đã nắm vững lý thuyết, các em hãy chuyển sang tab Bài Tập để luyện 25 câu bám sát chương trình SGK Hoá Học 10!
Cùng luyện Bài 22 – Hydrogen halide & Muối halide!
25 câu: 20 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 3 tự luận
Tuyệt vời!
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ