Nội dung bài giảng
Vì sao người ta có thể điều chế \(Cl_2, Br_2, I_2\) bằng cách cho hỗn hợp dung dịch \(H_2SO_4\) đặc và \(MnO_2\) tác dụng với muối clorua, bromua, iotua nhưng không thể áp dụng phương pháp này để điều chế \(F_2\) ? Bằng cách nào có thể điều chế được \(F_2\) ? Viết PTHH của các phản ứng.
Lời giải:
Người ta có thể điều chế \(Cl_2 ; Br_2 ; I_2\) bằng oách cho hỗn hợp \(H_2SO_4\) và \(MnO_2\) tác dụng với muối clorua, bromua, iotua. Các sản phẩm trung gian là HCL, HBr, HI bị hỗn hợp (\(MnO_2 + H_2SO_4\)) oxi hoá thành \(Cl_2 ; Br_2 ; I_2\) .Các PTHH có thể viết như sau :
\(NaCl + H_2SO_4 →NaHSO_4 + HCL\)
\(MnO_2 + 4HCL →MnCl_2 + Cl_2↑ + 2H_2O\)
Các phản ứng cũng xảy ra tương tự đối với muối NaBr và NaI.
Không thể áp dụng phương pháp trên để điều chế \(F_2\) vì hỗn hợp oxi hoá (\(MnO_2 + H_2SO_4\)) không đủ mạnh để oxi hoá HF thành \(F_2\).
Cách duy nhất điều chế \(F_2\) là điện phân KF tan trong HF lỏng khan (không
có mặt \(H_2O\)). Dùng dòng điện một chiểu 8-12 von ; 4000 - 6000 ampe ; Bình điện phân có catôt làm bằng thép đặc biệt hoặc bằng đồng và anôt làm bằng than chì (graphit).
Ở catôt : \(2H^+ + 2e → H_2\)
ở anôt : \(2F^- → F_2 + 2e\)