Tại sao người ta điều chế được nước clo mà không điều chế được nước flo?

Khí clo là chất khí mùi hắc, có màu vàng lục, nặng gấp 2,5 lần không khí và tan được trong nước. Flo là chất khí, màu lục nhạt, độc. Vậy Tại sao người ta điều chế được nước clo mà không điều chế được nước flo? Hãy cùng Toploigiai tìm hiểu qua bài viết dưới đây!

Một số kiến thức cơ bản về Clo

a. Tính chất vật lý của clo

- Khí clo là chất khí mùi hắc, có màu vàng lục, nặng gấp 2,5 lần không khí và tan được trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ. Nó là một chất phổ biến trong tự nhiên và là chất cần thiết để tạo ra phần lớn các loại hình sống, trong đó có cả con người.

+ Ở 20°C, 1 thể tích nước hòa tan được 2,5 thể tích khí clo.

+ Tỉ khối của oxi đối với không khí: dCl₂/kk = 71/29.

+ Clo có nhiệt độ nóng chảy là -101,5°C và nhiệt độ sôi là -34,04°C.

+ Clo hóa lỏng dưới áp suất 8 bar ở nhiệt độ phòng.

+ Clo là một halogen và có độ âm điện đứng thứ 3 trong tất cả các nguyên tố.

b. Tính chất hóa học

* Clo tác dụng với kim loại:

- Giống như những phi kim khác, clo sẽ tác dụng với kim loại để tạo ra muối. Người ta gọi muối này là halogenua. Tức là chúng sẽ được đọc bằng việc ghép tên của halogen với đuôi ua.

- Clo sẽ tác dụng với hầu hết các kim loại chỉ trừ Au và Pt.

Ví dụ:

2Na+Cl₂→2NaCl

2Fe+3Cl₂→2FeCl₃

* Clo tác dụng hidro:

- Clo sẽ tác dụng với hidro để tạo ra một hợp chất khí.

H2+Cl₂→2HCl

- HCl khi được hòa tan vào nước sẽ tạo ra một axit. Vậy tính chất hóa học của HCl là gì? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu ở những bài viết sau nhé.

* Clo tác dụng với nước:

Cl2 (khí)+ H₂O (lỏng) ⇌ HCl (dd) + HClO (dd) (phản ứng xảy ra theo 2 chiều ngược nhau).

Chú ý: Nước clo là dung dịch hỗn hợp các chất HCl, HClO và Cl₂ nên có màu vàng lục, mùi hắc của khí clo. Nếu cho quỳ tím vào dd đó, lúc đầu quỳ tím hóa đỏ, sau đó nhanh chóng bị mất màu là do tác dụng oxi hóa mạnh của axit hipoclorơ HClO.

* Clo tác dụng với dung dịch NaOH:

Cl₂ (k) + 2NaOH (dd) → NaCl (dd) + NaClO (dd) + H2O (l)

Chú ý: Dung dịch hỗn hợp gồm NaCl (natri clorua) và NaClO (natri hipoclorit) được gọi là nước Gia-ven. Dung dịch này có tính tẩy màu vì tương tự như HClO, NaClO có tính oxi hóa mạnh.

Một số kiến thức cơ bản về Flo

a. Tính chất vật lý

- Flo là chất khí, màu lục nhạt, độc.

- Flo Là phi kim mạnh nhất (có độ âm điện lớn nhất) ⇒ Flo có tính oxi hóa mạnh nhất.

- Tham gia phản ứng với hầu hết các đơn chất và hợp chất tạo florua với số oxy hoá -1 (kể cả vàng).

- Với khí H₂: phản ứng nổ mạnh, xảy ra ngay cả trong bóng tối, nhiệt độ thấp.

Ví dụ: H₂ + F₂ → 2HF (khí hidro florua)

- Khí HF tan vô hạn trong nước tạo ra dd axit flohidric, khác với axit HCl, axit HF là axit yếu, tính chất đặc biệt của axit HF là tác dụng với silic đioxit (SiO₂) có trong thành phần thủy tinh.

→ Do đó không dùng chai lọ thủy tinh để đựng dd axit HF.

SiO₂ + 4HF → SiF4 (Silic tetrafloru) + 2H₂O

- Hơi nước bốc cháy khi tiếp xúc với khí flo: 2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂

b. Tính chất hóa học

- Là phi kim mạnh nhất (có độ âm điện lớn nhất)  =>  Flo có tính oxi hóa mạnh nhất. Flo thể hiện tính oxi khi khi tham gia phản ứng hóa học và có số oxi hóa -1.

* Tác dụng với kim loại:

- Flo tác dụng được với tất cả các kim loại, kể cả vàng (Au) và bạch kim (Pt) tạo ra muối florua.

Ví dụ: 2Al + 3F₂  → 2AlF₃

* Tác dụng với nước:

- Khí flo qua nước sẽ làm bốc cháy nước (do giải phóng O₂).

2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂

- Phản ứng này giải thích vì sao F2 không đẩy Cl2, Br2, I2 ra khỏi dung dịch muối hoặc axit trong khi flo có tính oxi hóa mạnh hơn.

* Tác dụng với hiđro:

- Khí flo oxi hóa được hầu hết các phi kim. Với khí hiđro, phản ứng nổ mạnh xảy ra ngay cả trong bóng tối và nhiệt độ rất thấp (-252^oC), tạo ra hiđro florua:

H₂  +  F₂ →2HF 

- Hiđro florua HF là khí tan trong nước không có giới hạn, tạo thành axit flohiđric. HF là axit yếu nhưng có tính chất riêng là tác dụng với silic đioxit (có trong thành phần của thuỷ tinh): 

SiO₂   +   4HF   →  SiF₄   +   2H₂O

                                       Silic tetraflorua

- Do vậy, axit flohiđric được dùng để khắc chữ, khắc hình lên thuỷ tinh, tẩy những vết cát trên mặt kim loại. Axxit flohiđric được đựng trong các bình bằng chì, polietilen, cao su.

Tại sao người ta điều chế được nước clo mà không điều chế được nước flo?

- Ta điều chế được nước clo mà không điều chế được nước flo bởi vì:

+ Vì clo tan trong nước và tác dụng rất ít với nước:

Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO

+ Nhưng flo tan và tác dụng với nước mãnh liệt:

2F₂ + 2H₂O → 4HF + O₂↑

nên flo không thể tồn tại trong nước.