Halogeenid

11. klass > Keemia > 3. Mittemetallid

Üldine

Halogeenid on VIIA rühma elemendid – fluor, kloor, broom, jood ja astaat. Looduses neid elemente lihtainena ei leidu, kuna nad on väga aktiivsed (vähesel määral võib esineda kloori vulkaanigaaside hulgas). Halogeenide ühendid on see eest looduses väga levinud. Merevees leidub naatriumkloriidi ning halogeenid esinevad mitmete mineraalide koostises. Üheks olulisemaks halogeniidi ühendiks on naatriumkloriid, mida leidub kõikjal maailmamere koostises. Kõige vähem leidub looduses astaati, millel puuduvad stabiilsed isotoobid.

Halogeniididest leiab kloor kõige rohkem kasutust, mistõttu teda ka toodetakse kõige rohkem. Peamiselt toodetakse kloori sula naatriumkloriidi elektrolüüsil. Suur osa kloorist kulub vesinikkloriidhappe tootmiseks. Broomi ja fluori kasutatakse keemiatööstuses ning jood leiab kasutust meditsiinis. Joodi piirituse lahust kasutatakse desinfitseerimiseks.

Jooditinktuuri kasutatakse meditsiinis desinfitseerimiseks

Jooditinktuuri kasutatakse meditsiinis desinfitseerimiseks

 

Füüsikalised omadused

Kõikidel halogeenidel on erinevad füüsikalised omadused. Toatemperatuuril on gaasilises olekus fluor ja kloor, broom on vedelas olekus ning jood tahkes olekus. Samuti on neil kõigil erinev värvus – kloor on rohekas gaas, broom pruunikas vedelik ning jood hallika värvusega. Jood on küll toatemperatuuril tahke, kuid tema kristallvõre ei ole väga püsiv ning jood sublimeerib juba 100 oC juures (vähesel määral ka toatemperatuuril).

Kloor on rohekas-kollane gaas

Kloor on rohekas-kollane gaas

Broom on pruunikas vedelik

Broom on pruunikas vedelik

Iood on hallikas tahke aine

Iood on hallikas tahke aine

 

Keemilised omadused

Halogeenid lahustuvad vees vähe, kuid nad võivad veega reageerida, moodustades happeid – halogeniidhappeid ja hüpohalogeenhappeid

Cl2 + H2O = HCl + HClO

Hüpohalogendhapped on ebapüsivad ning eksisteerivad ainult lahjades lahustes. Kontsentreeritumates lahustes need happed lagunevad. Fluori reaktsioon veega ei kulge nii nagu teiste halogeenid puhul. Kuna fluor on väga aktiivne aine, siis vesi laguneb plahvatusega fluoriga reageerides. Fluor on kõige tugevam redutseerija, mistõttu suudab fluor reageerida ka ränidioksiidiga (klaasi peamine koostisosa) ning tõrjub sealt välja hapniku.

2F2 + SiO2 = SiF4 + O2

Halogeenid reageerivad enamike metallidega, moodustades soolasid. Halogeenide aktiivsus väheneb reas F2 -> Cl2 -> Br2 -> I2. Halogeenide reaktsioonil teiste halogeniididega tõrjub aktiivsem halogeen vähemaktiivsema tema soolast välja.

NaBr + Cl2 = NaCl + Br2

NaBr + I2 = reaktsiooni ei toimu

Ühendid

Halogeenidel on välisel elektronkihil 7 elektroni (ns2np5), mistõttu võivad nad liita ühe elektroni, andes ühendi, kus halogeeni o.a on -1. Kuid halogeenid võivad ka loovutada kuni seitse elektroni, andes ühendid oksüdatsiooniastmetega +1, +3, +5 ja +7. Fluor saab esineda ühendites ainult o.a-ga -1, kuna fluor on kõige aktiivsem mittemetall, siis ükski teine element ei suuda temalt elektrone ära võtta.

Mõned näited halogeenide erineva o.a-ga ühenditest.

11

 

Ühendid

Üks tuntumaid halogeeni ühendeid on vesinikkloriidhape ehk soolhape. Vesinikkloriid (HCl) on puhtal kujul mürgine gaasiline aine, kuid tema vesilahus on tugev hape. Seega rääkides vesinikkloriidhappest, peame me silmas vesinikkloriidi vesilahust. Vesinikkloriidi saadakse peamiselt vesiniku ja kloori vahelisel reaktsioonil.

H2 + Cl2 = 2HCl

Vesinikkloriidi kasutatakse paljudes orgaanilistes sünteesides ning metallurgias metallide eraldamiseks maagist ja metalli kloriidide tootmiseks.

Teised vesinikhalogeniidid ja vesinikhalogeniidhapped leiavad vähem kasutust. Kõik vesinikhalogeniidhapped on tugevad happed, välja arvatud vesinikfluoriidhape, mis on nõrk hape. Kuid sellele vaatamata suudab HF reageerida klaasi peamise koostisosaga, ränidioksiidiga, mistõttu ei saa seda hapet hoida klaasnõus.

Naatriumkloriid ehk keedusool (NaCl) leiab igapäevaselt kõige rohkem kasutust. Keedusoola saadakse peamiselt mereveest ja soolajärvedest. Lisaks toiduainetööstusele leiab naatriumkloriid kasutust ka meditsiinis füsioloogilise lahuse valmistamiseks. Enamus naatriumkloriidi toodangust läheb aga keemiatööstusesse.

Füsoloogiline lahus on 0,9% naatriumkloriidi lahus

Füsoloogiline lahus on 0,9% naatriumkloriidi lahus

Teiste halogeniidide kloriidid leiavad kasutust väga erinevates valdkondades. Näiteks kaaliumkloriidi kasutatakse väetisena ning kaltsiumkloriidil on vett siduvad omadused, mistõttu kasutatakse teda ainete kuivatamisel.

Naatriumhüpokloritit (NaClO) ja kaltsiumhüpokloritit (Ca(ClO)2) kasutatakse pleegitamis- ja desinfitseerimisvahenditena. Need ühendid lagunevad kergesti, eraldades kloori ja hapniku, ning mõlemad on tugevad oksüdeerijad. Hüpokloriteid kasutatakse veekeskustes basseinivee puhastamiseks ning veejaamades vee puhastamiseks.

Aura veekeskuses kasutatakse vee puhastamiseks kloori ühendeid

Aura veekeskuses kasutatakse vee puhastamiseks kloori ühendeid

Fluori ühenditest on kõige rohkem kasutust leidnud tema ühendid süsiniku, vesiniku ja klooriga – freoonid. Freoone kasutati vanasti külmutusseadmetes ning pihustites, kuid tänapäeval seda enam ei tehta. Freoonid on väga püsivad gaasilised ained, kuid sattudes atmosfääri ülemistesse kihtidesse, nad reageerivad osooniga, ning põhjustavad osooniauke.

Hõbebromiid (AgBr) on valgustundlik aine, mistõttu kasutati teda filmilintide ja fotopaberite tegemiseks.

Filmilintide ilmutamiseks kasutati hõbebromiidi lahust

Filmilintide ilmutamiseks kasutati hõbebromiidi lahust

 

Näita lisainfot
Lisainfo:
Peida lisainfo