VAK: CHEMIE
KLAS: SS 2
DATUM:
KWARTAAL: 2de KWARTAAL
VERWYSINGS
- Nuwe Skoolchemie vir Senior Sekondêre Skool deur OYAbabio (6de uitgawe )
- Berekeninge oor Chemie deur EU Akusoba en GO Ewelukwa
- WASSCE vorige vrae en antwoorde oor chemie
- UTME vorige vrae en antwoorde oor chemie
WEEK VYF
ONDERWERP: CHLOOR EN ANDER HALOGENE
INHOUD
- Elektroniese konfigurasie van halogene
- Fisiese en chemiese eienskappe van halogene.
- Laboratorium en industriële voorbereiding van chloor.
- Voorbereiding, eienskappe en gebruike.
- Verbinding van Chloor: Waterstofchloried.
- Toets vir chloried
HALOGENE
Halogene (soutvormers) word in groep VII van die periodieke tabel aangetref. Hulle is die mees reaktiewe nie-metale. Hulle het sewe valenselektrone, hulle bestaan as diatomiese molekules, en hulle is gekleur en ioniseer om eenwaardige negatiewe ione te vorm. Hulle vorm elektrovalente verbindings met metale. In die groep is chloor, fluoor, broom, jodium en astatien.
ELEKTRONIESE KONFIGURASIE VAN HALOGENE
Die halogene wat soutmakers beteken, word in groep VII van die periodieke tabel aangetref. Die
elektroniese konfigurasie van die halogene is een elektron kort van die edelgasstruktuur (dws bevat sewe elektrone op hul buitenste skulpe), en die chemie van die groep word oorheers deur die neiging om die oktetrangskikking te voltooi deur 'n elektron te ontvang. Die elektroniese konfigurasies van die halogene word hieronder getoon:
Fluoor = 9: 1s 2 2s 2 2p 5
Chloor = 17: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
Broom = 35: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5
Jodium = 53: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 5
FISIESE EIENSKAPPE VAN DIE HALOGENE
- Hulle is gewoonlik eenwaardig, en aanvaar maklik een elektron van ander atome om ioniese verbindings te vorm (veral van metale bv. Na & K). Hulle deel ook elektrone met hulself of met nie-metale om kovalente verbindings te vorm.
- Hulle bestaan in hul natuurlike toestande as nie-polêre diatomiese molekules.
- Fluoor en chloor is gasse, broom is 'n vloeistof en jodium is 'n vaste stof.
- Die halogene is gekleur, met tipiese deurdringende reuk. Die kleure verdiep die groep. Fluoor is liggeel, chloor is groengeel, broom is rooi en jodium is violet.
- Hulle is vlugtige stowwe. Hul wisselvalligheid verminder die groep af.
- Al die halogene behalwe fluoor, los tot 'n mate in water op, fluoor reageer met water om suurstof en waterstoffluoried te gee.
CHEMIESE EIENSKAPPE VAN DIE HALOGENE
Die halogene is baie reaktiewe elemente. Hul reaktiwiteit neem af in die groep. Fluoor is die mees reaktiewe halogeen. Hulle is ook sterk elektronegatief. Hulle Elektronegatiwiteit neem af in die groep.
- As oksideermiddels. Halogene is 'n sterk oksideermiddel. Hulle doen dit deur elektrone te aanvaar en haliedione te vorm veral in die reaksie met metale. Die oksidasiekrag neem af in 'n groep.
- Reaksie met metale: Halogene reageer met metale om ioniese verbindings te vorm. 2Na (s) + F 2(g) → 2NaF (s)
- Reaksie met waterstof: Fluoor ontplof met waterstof selfs in die donker, chloor reageer stadig in die donker maar ontplof in helder sonlig, broom reageer met waterstof in die teenwoordigheid van platinum katalisator; terwyl jodium by verhitting gedeeltelik met waterstof reageer. Voorbeeld
H 2(g) + Cl 2(g) → 2HCl (g)
Stabiliteit van die waterstofhaliede neem af in die groep. Waterstoffluoried is 'n vloeistof met 'n kookpunt van 19 O C. Die ander waterstofhaliede is gasse.
- Reaksie met water: Fluoor reageer kragtig met water om suurstofgas af te gee. Chloor reageer baie stadig met water om 'n mengsel van soutsuur en oksochloraat (I) suur te gee wat later ontbind om soutsuur en suurstofgas te gee. Die suurstofgas wat deur die oksochloraat (I) suur vrygestel word, is verantwoordelik vir die bleikaksie van klam chloorgas en chloorwater.
H 2 O (g) + Cl 2(g) → HCl (aq) + HOCl (aq)
EVALUERING
- Skryf die elektroniese konfigurasie van die volgende atome/ione: Cl, F - , Br.
- Gee drie fisiese eienskappe van die halogene
CHLOOR
Chloor is die belangrikste element in die halogeenfamilie. Dit kom nie as vry element in die natuur voor nie omdat dit te reaktief is. Dit word gewoonlik in gekombineerde toestand as chloriede aangetref.
LABORATORIUM VOORBEREIDING VAN CHLOOR
- Deur die oksidasie van gekonsentreerde HCl met sterk oksideermiddel soos MnO 2 of KMnO 4
MnO 2(s) + 4HCl (aq) → MnCl 2(aq) + 2H 2 O (l) + Cl 2(g)
- Deur gekonsentreerde H 2 SO 4 te verhit met 'n mengsel van NaCl en MnO 2
2NaCl (s) + MnO 2(s) + 2H 2 SO 4(aq) → Na 2 SO 4(aq) + MnSO 4(aq) + H 2 O (l) + Cl 2(g)
INDUSTRIËLE VOORBEREIDING
Chloor word industrieel vervaardig deur die elektrolise van pekelwater en gesmelte NaCl, MgCl 2 of CaCl 2.
EVALUERING
- Verduidelik een laboratoriumvoorbereiding van droë chloorgas.
- Noem die metode van versameling van chloorgas en verduidelik hoekom dit met die metode opgevang kan word.
FISIESE EIENSKAPPE
- Chloor is 'n groengeel gas met 'n onaangename verstikkende reuk.
- Dit is 'n giftige gas.
- Dit is ongeveer 2,5 keer digter as lug.
- Dit kan onder 'n druk van ongeveer 6 atm vloeibaar gemaak word.
- Dit is matig oplosbaar in water.
CHEMIESE EIENSKAPPE
- Dit is baie reaktief en is geneig om stabiliteit te bereik deur elektrovalente verbinding met metale en 'n enkel kovalente binding verbindings met nie-metale te vorm.
2Na (s) + Cl 2(g) → 2NaCl (s)
Cl 2(g) + H 2(g) → 2HCl (g)
- Dit verplaas ander halogene uit oplossing van hul sure en soute
Cl 2(g) + NaI (aq) → 2NaCl (aq) + I 2(g)
- Dit kombineer direk met ander elemente behalwe suurstof, stikstofkoolstof en die edelgasse; om chloriede te vorm
Ca (s) + Cl 2(g) → CaCl 2(s)
- Dit het 'n baie sterk affiniteit vir waterstof; dit verwyder waterstof uit sy verbindings.
C 10 H 12(l) + 8Cl 2(g) → 10C (s) + 16HCl (g)
- Dit is 'n kragtige oksideermiddel: dit oksideer groen Fe 2+ na geel Fe 3+
2FeCl 2(aq) + Cl 2 →2FeCl 3(aq)
- Dit het 'n bleikaksie: in die teenwoordigheid van water, bleik chloor die meeste kleurstowwe en ink behalwe drukkersink. Die bleikaksie van chloor is te danke aan sy vermoë om met water te reageer om oksochloraat (I) suur te vorm wat ontbind om suurstof vry te stel wat die kleurstof oksideer om 'n kleurlose verbinding te vorm.
H 2 O (l) + Cl 2(g) → HCl (aq) + HOCl (aq)
HOCl (aq) → HCl (aq) + [O]
Kleurstof + [O] → [Kerf + O]
Kleurloos Kleurloos
- Dit reageer met warm gekonsentreerde NaOH-oplossing om 'n mengsel van trioksochloraat (V) en chloried van die metaal te gee.
6NaOH + 3Cl 2(g) → NaClO3 (aq) + NaCl (aq) + H 2 O (l)
Natriumtrioksochloraat (V)
Met koue verdunde oplossing van NaOH word 'n bleekgeel mengsel van oksochloraat (I) en chloried van die metaal gevorm.
2NaOH (aq) + Cl 2(g) → NaOCl (aq) + NaCl (aq) + H 2 O (l)
- Dit reageer met gebluste kalkoplossings om bleikpoeier te produseer
Ca(OH) 2(aq) + Cl 2(g) → CaOCl 2 .H 2 O (s)
Bleikpoeier
TOETS VIR CHLOOR
- Dit word gedempte blou lakmoespapier pienk en bleik dit dan. Dit is suurgas.
- Dit word gedempte stysel-jodied donkerblou. Chloor word stysel-jodied papier blou omdat dit jodium van die jodied verplaas. Die jodium wat vrygestel word, word dan die stysel blou.
GEBRUIK VAN CHLOOR
- Dit is 'n kragtige kiemdoder [weens sy oksiderende aard].
- Dit word gebruik as 'n bleikmiddel vir katoen, wol, pulp ens.
- Dit word gebruik in die vervaardiging van polivinielchloried (PVC) en sintetiese rubber.
- Dit word gebruik in die vervaardiging van organiese verbindings, bv. CHCl 3 , CCl 4.
- Dit word gebruik in die vervaardiging van KClO 3 , vir die maak van vuurhoutjies en vuurwerke.
- Dit word gebruik vir die maak van NaClO 3, 'n onkruiddoder.
- Dit word gebruik vir die maak van huishoudelike antiseptika, bv. versuurde NaClO-oplossing.
EVALUERING
- Noem VIER fisiese eienskappe van chloor.
- Noem VYF chemiese eienskappe van chloor deur gebalanseerde vergelykings te gebruik.
VERBINDINGS VAN CHLOOR
WATERSTOF CHLORIDE
Waterstofchloried (mariensuurgas) bestaan as 'n gas by kamertemperatuur. Dit los in water op om soutsuur te vorm. Dit kom in spore in die lug voor as industriële neweproduk en word as lugbesoedeling beskou; maar dit kan maklik as suurreën afgespoel word aangesien dit baie is
oplosbaar in water.
LABORATORIUM VOORBEREIDING
Die gas word berei deur die werking van warm gekonsentreerde H 2 SO 4 op enige oplosbare chloried. Voorbeeld 2 NaCl (s) + H 2 SO 4(aq) → Na 2 SO 4 (aq) + 2HCl (g)
Let wel: NaHSO 4 word eers by 'n laer temperatuur gevorm en later by hoër temperatuur word HCl-gas gevorm. Die gas word gedroog deur dit deur gekonsentreerde H 2 SO 4 in 'n ander fles te stuur en versamel.
INDUSTRIËLE VOORBEREIDING
Suiwer HCl-gas kan op groot skaal geproduseer word deur direkte kombinasie van waterstof- en chloriedgas verkry uit die elektrolise van pekelwater.
H 2(g) + Cl 2(g) → 2HCl (g)
FISIESE EIENSKAPPE
- Suiwer HCl-gas is kleurloos en het 'n skerp irriterende reuk
- Dit word klam blou lakmoespapier rooi
- Dit is ongeveer 1,25 keer digter as lug
- Dit is baie oplosbaar in water en vorm waterige HCl-suur
- Dit word geredelik opgelos in nie-polêre oplosmiddel soos chloroform en tolueen; maar die oplossing gelei nie elektrisiteit nie en het geen suur eienskappe nie omdat waterstofchloried wat 'n kovalente molekule is nie ioniseer wanneer dit in nie-polêre oplosmiddels oplos nie. Maar dit los in water op en ioniseer. Die ione wat in waterige oplossing gevorm word, is verantwoordelik vir die suur eienskap en geleidingsvermoë van sy waterige oplossing.
- Dit vorm mistige dampe in klam lug omdat dit in die vog oplos om klein druppels HCl suur te vorm.
- Dit ondersteun nie verbranding nie.
CHEMIESE EIENSKAPPE
- Dit kombineer direk met NH 3 en produseer 'n wit dampe van ammoniumchloried
HCl (g) + NH 3(g) → NH 4 Cl (s)
- Dit reageer met verskeie verhitte metale om hul onderskeie chloried en waterstof te vorm
Zn (s) + 2HCl (g) → ZnCl 2(s) + H 2(g)
TOETS VIR CHLORIEDWATERSTOF
- 'n Gasstaaf wat in ammoniakoplossing gedoop is, word naby die gasfles gebring wat die onbekende gas bevat, as daar digte wit dampe op die glasstaaf is, dan is die gas waterstofchloriedgas.
- Paar druppels silwer trioksonitraat (V) word by die gasfles gevoeg wat die onbekende gas bevat en geskud. As wit neerslag van silwerchloried waargeneem word, is die gas waterstofchloriedgas.
EVALUERING
- Noem TWEE fisiese en TWEE chemiese eienskappe van waterstofchloriedgas
- 'n Onbekende gas is kleurloos, het 'n irriterende reuk, dampe in klam lug en word blou lakmoespapier rooi; beskryf hoe jy sal bevestig dat die gas waterstofchloriedgas is.
CHLORIEDE
Chloriede is normale soute wat gevorm word wanneer metaalioon die waterstofioon in soutsuur vervang. Chloriede word berei deur neutralisasiereaksie. Chloriede is oplosbaar in water met die uitsondering van min.
Oplosbare chloriede Onoplosbare chloriede
NaCl, NH4Cl , KCl CuCl2 , AgCl , PbCl2
CaCl 2 ens
EIENDOMME
- Chloriede word nie deur hitte ontbind nie. Hulle kan slegs uit oplossing herwin word deur verdamping tot droogheid of soms deur kristallisasie.
- Hulle reageer met warm gekonsentreerde tetraoksosulfaat (VI) suur om waterstofchloriedgas te produseer.
2NaCl (s) + H 2 SO 4(aq) → Na 2 SO 4(aq) + 2HCl (g)
Wanneer 'n chloried met gekonsentreerde tetraoksosulfaat (VI) in die teenwoordigheid van 'n sterk oksideermiddel verhit word, word chloor geproduseer.
ZnCl 2(s) + KMnO 4(s) + 2H 2 SO 4(aq) → ZnSO 4(aq) + K 2 SO 4(aq) + 2MnO 2(aq) + 2H 2 O (l) + Cl 2( g)
TOETS VIR CHLORIEDE
Die toetsoplossing word met verdunde trioksonitraat (V) suur aangesuur om presipitasie van ander soute te voorkom. 'n Paar druppels AgNO 3(aq) word dan in 'n proefbuis by die versuurde oplossing gevoeg, 'n wit neerslag van AgCl wat maklik in oormaat NH 3(aq) oplossing oplos, dui op die teenwoordigheid van 'n chloried.
ALGEMENE EVALUERING/HERSIENING
- Verduidelik waarom waterstofchloried in tolueen nie elektrisiteit gelei nie, maar sy waterige oplossing wel elektrisiteit gelei.
- Beskryf 'n toets vir 'n oplosbare chloried.
- Gee VIER gebruike van chloorgas.
- Definieer Ionisasie-energie en Elektronegatiwiteit.
- Noem die tweede wet van termodinamika.
LEESOPDRAG : Nuwe Skoolchemie vir Senior Sekondêre Skole deur OY Ababio (6de uitgawe ) bladsye 356-361
NAWEEKOPDRAG
AFDELING A: Skryf SLEGS die korrekte opsie neer
- Die gas wat vrygestel word wanneer chloor in die teenwoordigheid van sonlig met water reageer, is a. Cl 2 b. H 2 c. O 2 d. N 2
- 'n Mistige wit damp wat gevorm word wanneer HCl-gas met ammoniak reageer, is a. NH4OH b . NH 4 Cl c. NaCl d. ZnCl 2
- Die reaksie tussen gewone sout en gekonsentreerde tetraoksosulfaat (VI) suur maak a. SO 2 b. O 2 en Cl 2 c. HCl gas d. H 2
- Behalwe waterstofchloriedgas, watter ander gewone gas word gebruik in die demonstrasie van fonteineksperiment? a. H 2 S b. SO 2 c. NH 3 d. CH 4
- Watter eienskap maak waterstofchloried geskik vir die fonteineksperiment? a. Dit is baie oplosbaar in water b. Dit is effens oplosbaar in water c. Dit los in water op om 'n suur oplossing te gee d. Dit vorm suurreën
AFDELING B
- Verduidelik waarom waterstofchloried in tolueen nie elektrisiteit gelei nie, maar sy waterige oplossing wel elektrisiteit gelei.
- Beskryf 'n toets vir 'n oplosbare chloried.