📚 Bài học thuộc khóa: Hoá Học tổng hợpXem khóa học →

Hợp chất có oxi của halogen

Ngoài các axit không có oxi như $HCl$, $HBr$, $HI$, các halogen còn tạo ra nhiều hợp chất chứa oxi: oxit, axit có oxi và muối của chúng. Các hợp chất này có tính oxi hóa rất mạnh nên được dùng nhiều trong tẩy trắng, khử trùng.

I. Oxit của halogen

Các halogen tạo được nhiều oxit, ví dụ $Cl_2O$, $ClO_2$, $Cl_2O_6$, $Cl_2O_7$; $Br_2O$, $I_2O_5$... Chúng thường kém bền, dễ phân hủy, có tính oxi hóa mạnh và gây nổ khi tiếp xúc với chất dễ cháy.

II. Axit có oxi của halogen

Với clo, các axit có oxi được xếp theo chiều tăng số oxi hóa của clo:

Axit Công thức Số oxi hóa Cl Tên gọi
$HClO$+1Hipoclorơ
$HClO_2$+3Clorơ
$HClO_3$+5Cloric
$HClO_4$+7Pecloric

1. Tính axit

Khi số oxi hóa của clo tăng, tính axit tăng dần:

$HClO < HClO_2 < HClO_3 < HClO_4$

Trong đó $HClO$ là axit rất yếu (yếu hơn cả axit cacbonic), còn $HClO_4$ là một trong những axit mạnh nhất đã biết.

2. Tính oxi hóa

Ngược lại, tính oxi hóa giảm dần theo chiều tăng số oxi hóa:

$HClO > HClO_2 > HClO_3 > HClO_4$

Các axit giàu oxi kém bền, dễ phân hủy giải phóng oxi nguyên tử nên có tính tẩy màu, sát trùng mạnh.

Ví dụ 1: Axit hipoclorơ kém bền, dễ phân hủy dưới ánh sáng:
$2HClO \xrightarrow{\text{ánh sáng}} 2HCl + O_2$

III. Muối của axit hipoclorơ

Muối hipoclorit được điều chế khi cho halogen tác dụng với dung dịch kiềm.

1. Nước Gia-ven

Cho khí clo sục vào dung dịch $NaOH$ loãng, nguội:

$Cl_2 + 2NaOH \rightarrow NaCl + NaClO + H_2O$

Dung dịch thu được gọi là nước Gia-ven – hỗn hợp $NaCl$ và $NaClO$. Nhờ $NaClO$ có tính oxi hóa mạnh nên nước Gia-ven dùng để tẩy trắng vải, sợi và khử trùng.

2. Clorua vôi

Cho khí clo tác dụng với vôi tôi $Ca(OH)_2$ (huyền phù đặc):

$Cl_2 + Ca(OH)_2 \rightarrow CaOCl_2 + H_2O$

Clorua vôi $CaOCl_2$ là chất bột trắng, có công thức cấu tạo $Ca(OCl)Cl$, được dùng để tẩy trắng, khử trùng và xử lí nước thải. So với nước Gia-ven, clorua vôi rẻ hơn, dễ bảo quản và có hàm lượng hipoclorit cao hơn.

Lưu ý: Các hợp chất chứa $ClO^-$ đều có tính oxi hóa mạnh, làm mất màu quỳ tím ẩm, tẩy màu nhiều chất hữu cơ. Khi để lâu ngoài không khí, chúng tác dụng với $CO_2$ trong không khí: $NaClO + CO_2 + H_2O \rightarrow NaHCO_3 + HClO$.

IV. Ứng dụng thực tiễn

Câu hỏi củng cố

  1. Viết công thức của bốn axit có oxi của clo theo chiều tăng số oxi hóa của clo, gọi tên chúng.
  2. Cho biết chiều biến đổi tính axit và tính oxi hóa khi số oxi hóa của clo tăng dần.
  3. Viết hai phương trình điều chế nước Gia-ven và clorua vôi từ $Cl_2$.
  4. Vì sao nước Gia-ven và clorua vôi có thể dùng để tẩy trắng và khử trùng?
  5. Nêu một điểm khác biệt giữa clorua vôi và nước Gia-ven khi ứng dụng trong thực tế.
Bài học được chia sẻ trên Quản lý lớp học TDE (baitracnghiem.app). Xem thêm tại: Kho công khai · Ngân hàng đề thi