close
The Wayback Machine - https://web.archive.org/web/20130216104703/http://www.chem.msu.su:80/rus/teaching/zlomanov/9.html
[���������� ������] [����������] [��������� ������]

9. �������� ���������� �����.

9.1. ����������� �������� � ��������� ����� Cl-O � �����������.

� ������ ��������� ����������� ����� ������������, ������ �� ��� �������� ������ � ��������, �������, �� ����������� ������ HClO, ����� ����� ���������� �������� (c������� ������������ HClO4����������� �������������������: ����� ��������� ����������� � �������� ����������� ���������) � �������� �����������. � ���� HClO-HClO2--HClO3-HClO4 ���������������� �������� ������� ���������� (����.7) �� ��������� � ������ Image �� ���������������� � Image.

������� 7.�������� � �������� ���������� �����.

������� �������

HClO

HClO2

HClO3

HClO4

����� ����� Cl-O, Image

1.69

1.64

1.57

1.45

����

fig9.gif (59 bytes) HOCl=103o

fig9.gif (59 bytes) O�lO=111o

fig9.gif (59 bytes) OClO=107o

fig9.gif (59 bytes) OClO=105.6o

E����� Cl-O, ���/����

209.0

244.5

243.7

363

��a 25

7.5

2.0

-1.2

-10

, B  Image

1.63

1.63

1.47

1.34

������� �������� ���������� ����������� ���������� � ���������� ������� ����� Cl-O � ������� �� ���� ���������� � ��� ����� ������ ���������. � ������� ������ �� ���� ��� ������� � ����������� ����� ���������� �� ����������� ������������ ���������. � ����� ������ ������ ��������� ������ (���), ��������� ��������� ����� Cl-O � ���� HClO-Image ����� ���� ������� � ����������� ���������� �� ���� ��������� Image, Image-��������� ����� � ���������� 2�- 2�y-��������� ���������, �� ����������� � ����������� Image-������.

[���������� ������] [����������] [��������� ������]

9.2. ��������� ��������. ������������ ������.

�� ������������� ������� ��a, ����������� � ����.7, �������, ��� �������� ���������� ������� � ������������ ����������� � ���� HClO4>HClO3>HClO2>HClO. �������, ��������������� ���� ����������, �������������� �.��������. ������ �������: �������� ������ ��������� ����������� ���������� (HO)nXOm ������������ ������ m ��������, ��������������� ������ ���������. �������� ��������� ����������� pK1 = = -lgK1 ��� ������ (HO)nXOm ����� ������� �� ��������� ��1 = 8-5m. ��� ������� ����������� ��������� ��� ���������� ������������ ��������. ������������ ������ ����������� � ���, ��� ����� �������������������� �������� (���������������) ���� ��������� ���������� �� ���� ����������� ��������� �� ����� �����. ���� ����� � ����������� ������������� �������, � ���� �������, ���������� ��������� �� ����� ��������� ������������� ������. ����� �������, �������� ���� ��������� �������� ����������� ��������� �� ����� �-�, ��������� �� �, ��� �����, ����������� �������� ���������� ������� ���������� ����.

�� ���� �������� �� HClO HClO4 ����� �������� ������ ��������� � ������������ ������ �������������, � ���� ������, ��������������, ����������.

������ ������� ������� �������� ������� �������� ����������� ������������� ������ (HO)nXOm, ��� n>1: ���������������� ��������� ����������� 1,2,3, � ��������� � ��������� 1: 10-5: 10-10. ��� ������� �������� ������������, � ���������� ������� �������� ����������� ����������� ����������� ������ ������.

[���������� ������] [����������] [��������� ������]

9.3. ������������ ���������� ����� � �� �����.

����������� ���������� ��������� ���������� ������ � ������ ���������. ���������� �������� ������ � �� ����� ������������ �������������, ��� �������������, ������� � ������, ����������� � �������� ������.

���������� ��� ������� � ����������� ������������ - ����������������� � ������������. ���������� �������� ���������������� ����������, ���� ��� ��������������� �� ����� ������������ � ������ ����������. ��� ����������� �������� �� ������� ������������� � ��������� � ���������� ���������� � ���������� ��� ������� ��� �����������. ����������������� ������ ������ � �������������� � ������ � ����� �������. �� ���������� ��������� ������� ����������� �������� ������� � ��������, �� ���� ��������� ���������� ����.. � ���� �������, �������� ����. ������� � ��������� ������� ������ �������� � �������� ������� ����������:

Image

��� ������ ������� Image rGo, ��� ������ ����, �, �������������, ���������� ���������������� ����� ��������� (���������) �� ��������� � ��������� �������.

���������� ��������� ����������� ����������, ���� ��� �� ���������� �� �������. ������������ ������ ������ � ��������� �������� ������������ ������������������ ����������, �� ���� � ���������� �������. ���� ����� ������������� ����������, �� ���� ����� ����������� ��� � �������� ����������, ���������� ������, ��������, ������ �������, ������� ���������� ��� ��� ������������� � ������� ��� ��� ���� ��������, ����� �������� � ������������ ������������ ������� ����������.

����� ���� ���� � ����������, �� ����� ������������ ������ ����������������� ������������, ��� ������ �����������. ��� �������������� ������������ ������������ ������������ ������ ����������, � ��� ������������ �������������� - ������ �����������.

fig1.gif (4505 bytes)

���.6. ��������� ������������� ��������� ����� ��� ��=0  (�������� �����) � ��=14 (���������� �����). ������� ������ ����������� ��������� = 1.23 � ������� 2+4H++4Image=2H2O.

� ��������� �������� ����������� ���������� ����� �������������� ���������� ������� ��������� (��) ����� �����. ������� ������������ � ������������� (��.11.4) �������� ���������� ����� ������ ��������, ��������� ��������� ������������� ��������� (���.6) (��������� ��-��)(c���������� ������������� ���������� � ������ ������������ ���������� �������� H++Image= 1/2H2. �������� ���������� �������� ��-�� � �� ������������ ������� � 4-� ������� ������������� ������� �� �������������� ����� ��� ��������� 1-�� �����. �., ���, 1993, �.24-30.), ������������ ������� (A.Frost. Oxidation Pot�ntial-Free Energy Diagrams. J.Am.Chem.Soc. 1951. V.73. P.2680-2682)

��������� ������������� ��������� (��) ����� (���.6) ������������ ����������� ����������� �����-����������� �� = nEo, ��� E - ����������� ��������� (�), n - ���������� (� �����) ����������, ���� ������, ��������, HClO� 1/2Cl2 , �� ������� ���������. �������� nEo ��������������� ����������� ������� ������ Image Go ������� ����������� ������ HClOCl2 : Image Go = -nEoF, ��� F = 96500 ���/���� - ����� �������. ������ �� ����� ��������� ��-�� ����� ������������� ��� ����������� ����������� ������� ����������� Image fGo ������ �� ������� ���������. �������� Image fGo ������������ �� ������ ��� ������� ���.6.

���������������� ���������� � ��������������������� �� ��������� ������������� ��������� ����� �������� (���), ������� ������ ������� (������ �������� �� ���.6) ����� ���� �����, ����������� ������� ������ ���� �������� ����. ��������, ��� �� = 0 ���� (Cl2) ����������� ���������������� ����������, ��� ����� Image+HClO. ���������������� ��� ��������, ��� ������� ������ Image fG o( C l 2) ������, ��� ����� Image fG o( C l -) Image fG o( HC l O). ��� ������������� � ���������� �����, ��� ���������� Cl2+H2O drarrow.gif (68 bytes) H++ Image+ HClO ��� ��=0 ������� �����, ��� ��� ����. = 4. 10-9.

������� ����������������� ������������ ���������� ����� ��� ��=0. ��� ������������� ������ ����������������� ����������� ���������� ���������

3HClO = HClO3 + 2HCl (1),
3HClO2 = 2HClO3 + HCl (2),
4HClO3 = 3 HClO4 + HCl (3),

��������� �������� ����������� ����������� �����������, ����������� � ����.7 � �� ����� ���.7.

fig10.gif (1134 bytes)

���.7. ������������� ��������� (��), ��� ��������� �������� (��=0).

�������.

����������������� �������� ���������� ������� � ����� ������ ������������� �������� Image rG<0, �� ���� Image. ��� ������� ������ ���������� �������� Image������� (1)-(3)

Image Image; Image.

�� �������� �������� (���.7) �������, ���

Image

Image

Image

Image

Image

Image

����� �������,

Image

Image

Image

�� ���� ������� � >�, �������������, Image rGo<�, � �������������, � ����������� ������� ����� HClO, HClO2, HClO3 ��� ��=0 ���������������� ����������� � ������������������ �� �������� (1)-(3). ��� ��� �3>�2>�1, �� ����������������� ������������ ����������� � ���� HClO - HClO2 - HClO3.

����������� ������� ����� �������� � ����������� ���������� �������

5HClO = 2Cl2� + HClO3 +2H2O (4)

7HClO3 = Cl2� + 5HClO4 + H2O (5).

����� ����, ��������� �������������� ���������

O2 + 4H+ + 4e = 2H2O (6)

(Image ��� �� = 0 � Image (��. ���.6)) ������, ��� ���������� ������� (1)-(5), ������� ��������, ���, ��������, HClO ����� �������� ���� � ����������

��������� ( ��������� ������� (7) �������� �������� ��������������� �������Image , � ������ �� ���������� �������� �����)

HClO = HCl + 1/2O2� (7).

�� ���.6 �������, ��� ��� ��=0 �������� ����������� ������� �������� HClO4 Cl2,��� ��� ��� ����������� ��������� ���������� ���� ������� ��������������������� (1-5) � ��������������� �������.

� �������� ����� ��������� � ������� ������ �����������, ���������� ���� ��������, ����������� (���.6). ���� ���������� ������� ����������� ����������, ��� ���� �������. ��������� ���������� ������� ����������� ������� � ����������.

���������� ������������ ������������ ���������� � �� �����, �� ���� �������� ������� (1-5, 7). ��� ������������ ����� ���������:

  1. ������ ������� ����� Cl-O � ���� HClO -HClO2 -Image -Image;
  2. ����������� ������������� ����� ����� ������� ���������, �� ���� ����������� ��� ����������� � �������������� � ������� ������� (��� �� �������������);
  3. ���������� ���������� ������� ���� � ������ ��������.

������� 1 � 2 �������� ������� ��������� � ��������� �������� ������� (1-3) � ���� HClO>HClO2>Image, ��� ��� �������� ��������� ����������� ������� (3). ����������� �������� ���������� (�������������) ����� ������� HClOHClO2, � �������� �������� - ����������� ������� HClO3. � ���������, �������� � �������� ������� ������� HClO4 ����� ��������������������� HClO3 ���������� ������ �� ������������ ��������. ������ 3 �������� � ����, ��� �������� (4,5,7) ����������� ��������������, ��� ��� ������������ �������, ���������������� ���������� ����� � ���������, ��������� ������� ���������, ��� ���������� ������� ���������������������.

� �����, ��� ����������� ����� ���������������� � ����������� �����������. ���� ���������� �����, ��������, ���������������� � ����������� ����� ���������. ��� ������� � ���, ��� ������� ���� ��������� �� �����, ������������������ �������������� ������� �������� ������� ��������������� ������� �, ��������������, ������������.

[���������� ������] [����������] [��������� ������]

9.4. ������������� ����������� ���������� �����.

������������� ����������� ���������� ����� ������� � ������������ ��������� ������� ��������� � ������ ������� HXOn, n = 1,2,3,4. � ����������������� ����� ������ �������������� ��������� ������������� �����������, ��� � ������������, ���������� ����� ������ ���������������� � ������� ��������� ������������� ��������� (���.6) .

1.��� o���������� �������� �������� ������������, � ��� ��������������� ������������� ������ �����, ����������� �����-����������� (������� ������) ���������� � ��������������� ���� �� ���.6.

2. �� ������������� ����������� ������������� ��������� ������������������: Cl2 <HClO Image HClO2 >HClO3 > HClO4, ��� �������� �������� ����� ��� ��� 1/2Image. ��������, ������� ���� NaClO �������� Image�� Br2 � ������, ����������� � �������� ������:

NaClO + 2KBr + H2O = NaCl +Br2 +2KOH (� �������� ����� ���������� ���������� ��������� Br2 �� Image).

C ������� NaClO3 Image ���������� ������ � ������ �����:

NaClO3+ 6KBr +3H2SO4 = 3Br2 + NaCl + 3K2SO4 + 3�2.

3. � ����������� �� = -lg[H+] ������������� ����������� �����������. ��������, ��� �������

ImageImage

� ������������ � ���������� �������

Image.

�������� ���������� ����������� �� = 1.02 � ��� �� = 0 �� = +0.37 ��� ��=14. ����� �������, ������������� ����������� ����� ����, ��� ��������������� ������.

� ����� ������ �������� ��� ������������� ������������� ����������� ������ � ����������� ����� ���������� ����������� ����������� ��������� �������. ��������� ������� ��������� ����� ����������� ����� ���������:

  1. ����� ������� �������� ���������� ����� ������������� ���������� ���������� � �������������� ��� ��������� � �������� �������;
  2. ����� �������� ��������� ������ ��� ����� ������.

��� �������� �������� �����������. � ����� ������ ������ ������������ ��������� (���) ��� ���� ����� ���� �������� ���������� � ������������� ��������� �� ����������� � �������� (� ������ ����������� ���������� ���������� �������� �������� ������� ���������� ����� �������������� ����������) . � ����� ������ ��� ������������� ������������-����������������� ������� ������� ������ ���� ���������� ������� ����� ��������� - �����, �� �������� ����� ��������� ������� ���������� �� �������������� �� ��������� ������������ �������� ����������.

� �������� ������� ������������� ������� �����������, ����������������� ��������� ���������� (������ 2), ���������� �������� ��������� �������-���� Image �������������� �������� HClO. ���������� (K.D.Fogelman, D.M.Walker, D.W.Margerum. Inorg.Chem, 1989, V.28, P.986-993) �������� �������� ������� ����������, ��� ������ ��������� ���� - ������������� (������������� (�� ���������� ����� "�������" - ����) ������� - ������� �� ��������� ����������� �����, ����������� � ������ (����) ������ �������, ������� ������ ��������)������������� � ����� ����� ���� Image, � ������� ������� ��� ��������� �� ������������ ��������. ��� ���� ���������� ������������-���Image:

Image (1)

� ������������� ��������� (������������) ���� ��������� ��� ������ ����� HO--Image. ������ ������ - �������� ������������� - ��������� ������:

Image (2).

�������� ������� (1) ������������ ������������ ����� ����� ��� ������������� �����. � ���� Cl2 Image HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 ������������� ������������� ����� ������� ���������, � ������, � ����������� �������� �������, ��� ��������� �������� ��� ���� ��������� ��� ����������. ��� ���������� ����, ��������� � ��������������� ���� ������������� ����������� ����������� ��� � ����� ������ �������������, ��� � � ������� ��������.

������� ����� ��������, ��� �������� �������, � ������� ���������� ��������� ��� ����������, ���������� ������ ��������. ��� ������� � ��������������� ������ ��������� � ���������� � ����������� ����� Cl-O, � ����� � ����������� ���������������� (�������������� ������� - ������� � ������ ���������, ������� ��������� � ������ ������ �������, ������� ��������� ����������� ����) ����� �� ��������� � ��������������, �������� ���������. �������������, ����������������� HClO4, �������� � ����� � H2SO4, ��������� ��� ������� ���������� � ���������� � ����������� ������ ������������ ���������� (��������, ��� ��������� ����).

[���������� ������] [����������] [��������� ������]