16. ЕЛЕМЕНТИ VIIA ГРУПИ. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЛОГЕНІВ

16.3. Оксигеновмісні сполуки хлору

В усіх оксигеновмісних сполуках Хлор виявляє позитивні ступені окиснення (табл. 16.1).

Таблиця 16.1

Оксигеновмісні сполуки Хлору

Ступінь окиснення	Оксид	Кислота			Аніон
		формула	систематична назва	історична назва	формула	назва
+1	Cl₂O	HClO	гіпохлоритна	хлорнуватиста	ClO^–	гіпохлорит
	Cl₂O₂
+3		HClO₂	хлоритна	хлориста	ClO₂^–	хлорит
	Cl₂O₃
	Cl₂O₄
+5		HClO₃	хлоратна	хлорнувата	ClO₃^–	хлорат
	Cl₂O₅

	Cl₂O₆
+7		HClO₄	перхлоратна	хлорна	ClO₄^–	перхлорат
	Cl₂O₇

Оксиди хлору – ангідриди відповідних кислот. Оксиди Cl₂O₂, Cl₂O₄, Cl₂O₆ при взаємодії з водою або лугами утворюють два аніони, за рахунок диспропорціювання:

Cl₂O₂ + 2KOH = KClO + KClO₂ + H₂О,

Cl₂O₄ + 2H₂О = НClO₂ + НClO₃,

Cl₂O₆ + 2NaOH = NaClO₃ + NaClO₄ + H₂О.

Оксиди ClO, Cl₂O₃, Cl₂O₅ та Cl₂O₇ при гідролізі утворюють лише один аніон.

Усі оксиди хлору – термодинамічно нестійкі речовини, при незначному струшуванні вибухають.

Сила оксокислот хлору та їх стійкість зростає зі збільшенням ступеня окиснення центрального атома. Окисна здатність кислот зменшується зі зростанням ступеня окиснення атома хлору. Перхлоратна кислота HClO₄ – найсильніша і найстійкіша з усіх відомих кислот є найслабкішим окисником серед оксокислот хлору.

Гіпохлоритна кислота HClO є найсильнішим окисником, під дією світла розкладається:

HClO = HCl + O·,

утворений атомарний кисень зумовлює сильні окисні властивості.

Солі гіпохлоритної кислоти утворюються при дії вільного хлору на розчини лугів при охолодженні:

Cl₂ + КОН = КClO + КCl + H₂O.

Утворений розчин хлориду та гіпохлориту калію (або натрію) називають “жавелева вода”.

Дією хлору на сухий кальцій гідроксид Са(ОН)₂ (гашене вапно) одержують хлорне вапно:

2Cl₂+ 2Са(ОН)₂ = Са(ClO)₂ + СаCl₂ + 2H₂O.

Хлорне вапно можна розглядати як змішану сіль хлоридної та гіпохлоритної кислот Cl–O–Са–Cl.

Дезинфікуюча і відбілююча дія жавелевої води та хлорного вапна зумовлена наявністю атомарного кисню, який утворюється за реакцією:

3КClO + H₂O + СО₂ = К₂СО₃ + КClO + 2НCl + 2О·.

У промисловості жавелеву воду одержують електролізом холодного розчину натрій хлориду:

NaCl + H₂O NaClO + H₂.

При електролізі гарячого розчину NaCl утворюється натрій хлорат:

NaCl + 3H₂O NaClO₃ + 3H₂.

Хлорати лужних металів – сильні окисники. Суміші калій хлорату КClO₃ (бертолетової солі) із сіркою або червоним фосфором (суміші Армстронга) від удару або тертя вибухають:

2КClO₃ + 3S = 2KCl + 3SO₂,

5КClO₃ + 2P = 5KCl + P₂O₅.

Термічний розклад хлоратів може відбуватися за двома напрямками. За наявності каталізатора (манган (IV) оксид) утворюється відповідний хлорид та молекулярний кисень О₂ (напрямок А), а за відсутності каталізатора – проходить реакція диспропорціювання (напрямок Б):

Хлорати використовують у виробництві сірників та вибухових речовин.

Перхлорати у промисловості добувають електролізом водних розчинів хлоратів:

КClO₃ + Н₂О КClO₄ + Н₂.

Перхлорати – сильні окисники. У гарячих концентрованих розчинах миттєво реагують з органічними речовинами. В розбавлених розчинах за звичайних умов перхлорати стійкі.

Перхлорати використовують для добування прехлоратної кислоти НClO₄:

КClO₄ + Н₂SO₄ = НClO₄ + KHSO₄.

НClO₄ використовують для кількісного визначення органічних речовин у неводних розчинах.

Іноді солі безоксигенових галогеноводневих кислот (MeHal_x) називають солями типу А, а оксигеновмісних кислот (MeHalО_x) – солями типу В.