39. Галогеноводороды. Галогениды. Особенности плавиковой кислоты. Соляная кислота. Роль соляной кислоты и хлоридов в живых организмах.

Галогеноводоро́ды — общее название соединений, образованных из водорода и галогенов (элементов подгруппы фтора):

• Плавиковая кислота — водный раствор фтороводорода

• Соляная кислота — водный раствор хлороводорода

• Бромоводородная кислота — водный раствор бромоводорода

• Иодоводородная кислота — водный раствор иодоводорода

• Астатоводородная кислота — водный раствор астатоводорода

Все галогеноводороды — бесцветные ядовитые газы с резким запахом, хорошо растворимые в воде. На воздухе их концентрированные растворы дымят вследствие выделения галогеноводородов.

Сокращённо галогеноводороды обозначают НГ.

Все галогеноводороды имеют степень окисления -1 и ковалентную полярную связь, когда находятся в газообразном состоянии.

В молекуле плавиковой кислоты радиус атома галогена (фтора) самый маленький, и самая маленькая длина ковалентной связи. По направлению к HI радиус атома галогена увеличивается, растет и длина связи, при этом полярность связи уменьшается, а кислотные свойства увеличиваются, что объясняется возрастанием поляризуемости связи под влиянием молекул растворителя, что приводит к тому, что диссоциация HI протекает легче, чем HF - с увеличением радиуса атома галогена связь между атомом галогена и атомом водорода ослабляется, поэтому, под действием диполей воды от молекулы HI легче всего отщепляются ионы водорода (от молекулы HF - труднее всего).

Галогени́ды (галоиды) — соединения галогенов с другими химическими элементами или радикалами. При этом галоген, входящий в соединение, должен быть электроотрицательным; так, оксид брома не является галогенидом.

По участвующему в соединении галогену галогениды также называются фторидами, хлоридами, бромидами, иодидами и астатидами. Наиболее известны под этим названием галогениды серебра благодаря массовому распространению плёночной галогеносеребряной фотографии.

Соединения галогенов между собой называются интергалогенидами, или межгалоидными соединениями (например, пентафторид иода IF5).

Галогенид-ион — отрицательно заряженный атом галогена.

В галогенидах галоген обычно имеет отрицательную степень окисления, равную −1, а элемент — положительную. Тем не менее, это не является аксиомой, и в межгалогенных соединениях у одного из галогенидов степень окисления оказывается положительной и равной +1, +3, +5 и в гептафториде иода IF7 степень окисления иода доходит до +7.

Гелий, неон и аргон не образуют галогенидов.

Пла́виковая кислота́[1] (фтороводоро́дная кислота́, фтористоводоро́дная кислота́, гидрофторидная кислота́) — водный раствор фтороводорода (HF). Промышленностью выпускается в виде 40 % (чаще), а также 50 % и 72 % растворов. Название «плавиковая кислота» происходит от плавикового шпата, из которого получают фтороводород. Соли плавиковой кислоты называют фторидами, все растворимые в воде фториды очень токсичны (в больших количествах). Сама кислота также очень токсична. Плавиковая кислота пожаро- и взрывобезопасна; чрезвычайно ядовита.

Свойства

Физические

Бесцветная легкоподвижная жидкость с резким запахом и обжигающим «уксусным» вкусом. Растворение фтористого водорода в воде сопровождается довольно значительным выделением тепла (59,1 кДж/моль). Для него характерно образование содержащей 38,6 % HF и кипящей при 114 °C азеотропной смеси (по другим данным 37,5 % и tкип 109 °C). Такая азеотропная смесь получается в конечном счёте при перегонке как концентрированной, так и разбавленной кислоты.

При низких температурах фтористый водород образует нестойкие соединения с водой состава Н2О·HF, Н2О·2HF и Н2О·4HF. Наиболее устойчиво из них первое (tпл −35 °C), которое следует рассматривать как фторид гидроксония — [Н3O]F. Второе является гидрофторидом гидроксония [Н3O][HF2].

Химические

Плавиковая кислота — кислота довольно слабая (средней силы) (константа диссоциации составляет 6,8⋅10−4, степень диссоциации 0,1 н. раствора 9 %), однако она разъедает стекло[2] и другие силикатные материалы, поэтому плавиковую кислоту хранят и транспортируют в полиэтиленовой таре.

Реагирует со многими металлами с образованием фторидов (свинец не растворяется в плавиковой кислоте, так как на его поверхности образуется нерастворимый фторид PbF2; платина, палладий и золото также не растворяются), не действует на парафин, который используют при хранении этой кислоты.

Соля́ная кислота́ (также хлороводоро́дная, хлористоводоро́дная кислота) — раствор хлороводорода (HCl) в воде, сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящаяся» на воздухе (техническая соляная кислота — желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.). В концентрации около 0,5 % присутствует в желудке человека. Соли соляной кислоты называются хлоридами.

Хлористоводородная кислота активно вступает в реакции с металлами, оксидами, гидроксидами, образуя соли — хлориды. HCl взаимодействует с солями более слабых кислот; с сильными окислителями и аммиаком.

Для определения соляной кислоты или хлоридов используют реакцию с нитратом серебра AgNO3, в результате которой выпадает белый творожистый осадок.

Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода в воде. Хлороводород получают сжиганием водорода в хлоре, полученная таким способом кислота называется синтетической. Также соляную кислоту получают из абгазов — побочных газов, образующихся при различных процессах, например, при хлорировании углеводородов. Хлороводород, содержащийся в этих газах, называется абгазным, а полученная таким образом кислота — абгазной. В последние десятилетия доля абгазной соляной кислоты в объёме производства постепенно увеличивается, вытесняя кислоту, полученную сжиганием водорода в хлоре. Но полученная методом сжигания водорода в хлоре соляная кислота содержит меньше примесей и применяется при необходимости высокой чистоты.

Хлор - один из важнейших биогенных макроэлементов, содержится во всех живых организмах. В организме взрослого человека содержание хлора составляет 50-60 г. Биологически активной формой хлора являются хлорид-ионы. Биологическая роль хлорид-ионов. в связи с тем, что хлорид-ионы способны проникать через мембрану клеток, они вместе с ионами натрия и калия поддерживают осмотическое давление и регулируют водно-солевой обмен.

Соляная кислота нужна для переваривания и продвижения пищевых компонентов по ЖКТ. Она убивает бактерии и другие болезнетворные агенты, выполняет роль своеобразного антисептика в пищеварительном тракте. Образование секрета происходит непрерывно. Поэтому концентрация соляной кислоты в желудке сохраняется на определенном уровне