هالیدهای هیدروژن

هالیدهای هیدروژن ، ترکیباتی هستند مرکب از هیدروژن و هالوژنها. با این ترکیبات و روشهای تهیه این مواد آشنا می‌شویم.

واکنش مستقیم هالوژنها و هیدروژن
هر یک از هالیدهای هیدروژن را می‌توان از واکنش مستقیم هیدروژن با هالوژن مربوط بدست آوردک



X2 + H2 -----> 2HX

شدت واکنش از فلوئور تا ید به‌طور محسوسی کاهش می‌یابد. این واکنشها منابع صنعتی مهمی برای HI , HBr , HCl به شمار می‌آیند.

اثر اسید سولفوریک بر هالیدهای طبیعی
HCl , HF در صنعت ، از تاثیر سولفوریک اسید گرم و غلیظ بر هالیدهای طبیعی مربوطه ، CaF2 , NaCl تهیه می‌شوند.



CaF2 + H2SO4 -----> CaSO4 + 2HF


NaCl + H2SO4 -----> NaHSO4 + HCl

همه هالیدهای هیدروژن در دمای معمولی ، گازهای بی‌رنگند، در صورتی که اسید سولفوریک ، مایعی با نقطه جوش بالاست. بنابراین واکنشهای بالا ، نمونه‌هایی از روش عمومی تهیه اسیدهای فرار از ترکیب نمکهای آنها و اسیدهای غیر فرار است. در دمای بالاتر (مثلا در 500 درجه سانتی گراد) ، NaCl و NaHSO4 نیز بر یکدیگر اثر می‌کنند.



NaCl + NaHSO4 -----> HCl + Na2SO4

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/i...up/7/7c/HF.jpg
عدم امکان تهیه HI و HBr با استفاده از این روش
هیدروژن برمید و هیدروژن یدید را نمی‌توان از تاثیر اسید سولفوریک غلیظ بر برمیدها یا یدیدها بدست آورد، زیرا این آنیون‌ها توسط اسیدسولفوریک گرم و غلیظ اکسید و به هالوژن ‌آزاد تبدیل می‌شوند. یونهای برمید یدید آسان‌تر از آنیونهای فلوئورید و کلرید ، اکسید می‌شوند.



2NaBr + 2H2SO4 ----> Br2 + SO2 + Na2SO4 + H2O

چون قدرت کاهندگی یون یدید بیش از یون برمید است (آسانتر اکسید می‌شود)، لذا ، در واکنش NaI با اسید سولفوریک گرم و غلیظ ، H2S ، S و همچنین SO2 به عنوان محصولات عمل کاهش ، حاصل می‌شوند.

تاثیر اسید سولفوریک بر هالیدها
HI و HBr خالص را می‌توان از تاثیر اسید فسفریک بر NaBr یا NaI بدست آورد. اسید فسفریک اساسا یک اسید غیر فرار و اکسنده ای ضعیف است:



NaBr + H3PO4 ----> HBr + NaH2PO4


NaI + H3PO4 ----> HI + NaH2PO4

هالیدهای هیدروژن را می‌توان از اثر آب بر تری‌هالیدهای فسفر (PX3) بدست آورد.



PX3 + 3H2O ----> 3HX + H3PO3
تهیه HI و HBr به روش آزمایشگاهی
برای تهیه HI و HBr روش آزمایشگاهی آسانی توسعه یافته است. در این روش ، از تاثیر فسفر قرمز ، برم ، ید و مقدار محدودی آب بر یکدیگر استفاده شده و جدا کردن تری‌هالید فسفر حد واسط ضرورتی ندارد.

خواص فیزیکی هالیدهای هیدروژن
مولکولهای هیدروژن فلوئورید از طریق تشکیل پیوند هیدروژنی به هم می‌پیوندند. بخار این اسید در نزدیکی نقطه جوش آن (19,4 درجه سانتی‌گراد) شامل مجموعه‌هایی تا 6(HF) است. ولی در دماهای بالاتر ، تعداد کمتری از مولکولها در این مجموعه شرکت می‌کنند. گازهای HI , HBr , HCl تک‌مولکولی هستند. تعداد پیوندهای هیدروژنی در HF مایع و جامد بیش از HF گازی است، به همین علت ، نقطه ذوب و نقطه جوش HF در مقایسه با نقطه ذوب و جوش سایر هالیدهای هیدروژن به‌طور غیرعادی بالا است.

تمام هالیدهای هیدرژن به مقدار زیاد در آب حل می‌شوند. محلول این اسیدها در آب ، هیدروهالیک اسید نامیده می‌شود. مثلا محلول HI در آب ، هیدرویدیک اسید نام دارد. پیوند H-F قوی تر از هر پیوند H-X دیگر است. HF در محلول آبی اسید ضعیفی است ، حال آنکه HI , HBr , HCl کاملا تفکیک می‌شوند. به همین علت ، هیدروفلوئوریک اسید را نمی‌توان در بطریهای شیشه‌ای نگهداری کرد، بلکه این منظور باید از ظروف پلاستیکی یا مومی استفاده شود.