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本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目 审核 。
- 卤化氢
- HX
- 类 型
- HF、HCl、HBr、HI、HAt五种
- 稳定性
- HF>HCl>HBr>HI
- 制备方法
- 使用卤素与氢气反应制得
目录
常温常压下,卤骗祖化氢均为无色且具有强烈讲故乐刺激性的艰驼格气体,易与空气中水蒸气结合而形成白色酸雾。
卤化氢是极性较强的分子,因此在水中有很大的溶解度。卤化氢的水溶液称为氢卤酸,所以船户洒把HF、HCl、HBr和 HI分别称为氢氟酸、氢氯酸、氢溴酸和氢碘酸。液态卤化氢不导电,这表明它们是共价型化合物而非离子型化合物。
卤化氢的极性按氟化氢,氯化氢,溴化氢,碘化氢的顺序依次减弱,分子间作用力依HCl、HBr、HI顺序依次增强,因此,它们的熔、沸点依次升高。
唯 HF在许多性质上表现出例外,是由于HF分子间存在较强的氢键,所以在卤化氢中,它具有最大的熔热、 汽化热和最高的沸点,熔点也大于HCl和HBr。从化学性质来看,卤化氢和氢卤酸也表现出规律性的变化,同样HF也表现出一些特殊性。[1]
HF>HCl>HBr>HI。
HF:2000℃以上还不见分解迹象(一般认为氟化氢不会热分解)。
HCl:1000℃以上开始缓慢分渗举解。
HBr:500℃开始分解。
HI:300℃开始分解。[1]
在氢卤酸中氢氯酸(盐酸)、氢溴酸和氢碘酸都是强酸,且酸性依次增强。氢氟酸是一种弱酸,但当其浓度大于 5纹舟故 mol /L时则变成强酸。这一反常现象的原因是当HF浓度增大时,生成了热体叠缔合离子促使 HF进一步恋享再恋解离。[1]
卤化氢还原能力按 HF、HCl、HBr、HI顺序依次增强 ,HF不能被一般氧化剂所氧化;HCl需用强氧化剂才能氧化;HBr和HI还原性较强,空气中的氧就可以把HBr和HI氧化为单质。HBr溶液在日光、 空气中的氧作用下即可变为棕色;而HI溶液即使在暗处,也会逐渐变为棕色。[1]
无论HF气体还是氢氟酸溶液都对玻璃有强的腐蚀作用。在分析化学中,氢氟酸被广泛用于测定矿物或钢样中二氧化硅的含量。用HF气体可在玻璃器皿上刻蚀标记和花纹。氢氟酸溶液刻蚀玻璃可得到平滑的刻痕,毛玻璃和灯泡的“磨砂”是用氢氟酸腐蚀的。无论是HF气体还是氢氟酸溶液均必须用塑料容器或内涂石蜡的容器保存。氟化氢有氟源之称,可利用它制取单质氟和许多氟化物。氟化氢对皮肤会造成难以治疗的灼伤,使用时要注意安全。[1]
氟化氢的工业和实验室制备基于氟化钙(萤石)与浓硫酸反应。实验室制备少量氯化氢时可用NaCl与浓硫酸反应。制备溴化氢和HI则要用非氧化性的酸(如磷酸)代替浓硫酸。这是因为使用浓硫酸时得到的产物不是溴化氢和HI,而是溴和碘。[2]
由于氟和氢直接化合反应激烈而无法控制,故不能用于HF 的制备。溴与氢气化合反应缓慢,反应需在高温下进行,但HX在高温下分解, 影响其产率。工业上只有氯气和氢气直接化合制备HCl。氢气和氯气在合成炉中燃烧生成的氯化氢气体自炉内导出后,经冷却,用水或稀盐酸吸收,可以得到质量分数29% 〜 31%的浓盐酸。[2]
实验室中制备溴化氢和碘化氢,常用非金属卤化物水解的方法。 如用水滴加到三溴化磷和三碘化磷表面便可产生溴化氢和碘化氢。实际使用时,并不需要先制成非金属卤化物,而是把水逐滴加在磷和少许水的混合物上,即可不断产生溴化氢或碘化氢。[2]