Химическая промышленность

· При производстве аммиака, метанола, мыла и пластмасс.

· В качестве газа-носителя в газовой хроматографии.

Пищевая промышленность

· При производстве маргарина из жидких растительных масел.

· Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E949.

Топливо

Водород используют в качестве ракетного топлива.

Ведутся исследования по применению водорода как топлива для легковых и грузовых автомобилей.

Электроэнергетика

Водород применяется для охлаждения мощных электрических генераторов.

46. Фтор, хром, бром, йод. Получение, физические и химические свойства, изменение окислительной активности (в подгруппе). Взаимодействие галогенов с водой и растворами щелочей.

Галоге́ ны — химические элементы 17-й группы периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева (фтор F, хлор Cl, бром Br, иод I).

Реагируют почти со всеми простыми веществами, кроме некоторых неметаллов. Все галогены — энергичные окислители, поэтому встречаются в природе только в виде соединений.

Имея на внешней электронной оболочке 7 электронов, атомы всех галогенов легко присоединяют недостающий до завершения оболочки 1 электрон и в своих соединениях проявляют степень окисления − 1. Хлор, бром, иод в соединениях с более электроотрицательными элементами проявляют положительные степени окисления: +1, +3, +5. Для фтора характерна постоянная степень окисления − 1.

Физические свойства.

Фтор

Самый активный неметалл, бурно взаимодействует почти со всеми веществами, кроме фторидов в высших степенях окисления и редких исключений —фторопластов, и с большинством из них — с горением и взрывом, и всеми химическими элементами, кроме гелия, неона и аргона. Ко фтору при комнатной температуре устойчивы некоторые металлы за счёт образования плотной плёнки фторида, тормозящей реакцию со фтором — Al, Mg, Cu, Ni. Контакт фтора с водородом приводит к воспламенению и взрыву даже при очень низких температурах (до − 252°C). В атмосфере фтора горят даже вода иплатина:

К реакциям, в которых фтор формально является восстановителем, относятся реакции разложения высших фторидов, например:

Фтор также способен окислять в электрическом разряде кислород, образуя фторид кислорода OF₂ и диоксидифторид O₂F₂.

Во всех соединениях фтор проявляет степень окисления − 1. Чтобы фтор проявлял положительную степень окисления, требуется создание эксимерных молекул или иные экстремальные условия. Это требует искусственной ионизации атомов фтора.

Получение:

1) Промышленный способ получения фтора включает добычу и обогащение флюоритовых руд, сернокислотное разложение их концентрата с образованием безводного HF и его электролитическое разложение.

2) В лабораторных условиях фтор можно получать с помощью показанной установки. В медный сосуд 1, заполненный расплавом KF·3HF, помещают медный сосуд 2, имеющий отверстия в дне. В сосуд 2 помещают толстый никелевый анод. Катод помещается в сосуд 1. Таким образом, в процессе электролиза газообразный фтор выделяется из трубки 3, а водород — из трубки 4. Важным требованием является обеспечение герметичности системы, для этого используют пробки из фторида кальциясо смазкой из оксида свинца (II) и глицерина.

3) Промышленное производство фтора осуществляется электролизом расплава кислого фторида калия KF·2HF (часто с добавлениями фторида лития), который образуется при насыщении расплава KF фтористым водородом до содержания 40—41 % HF. Процесс электролиза проводят при температурах около 100 °C в стальных электролизёрах со стальным катодом и угольным анодом.

Хлор

Хлор непосредственно реагирует почти со всеми металлами (с некоторыми только в присутствии влаги или при нагревании):

C неметаллами (кроме углерода, азота, фтора, кислорода и инертных газов), образует соответствующие хлориды.

.

На свету или при нагревании активно реагирует (иногда со взрывом) с водородом по радикальному механизму.

Хлор может таким же образом реагировать (диспропорционировать) со щелочами:

Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + Н₂О (на холоде),

3Cl₂ + 6КОН = 5KCl + KClO₃ + 3Н₂О (при нагревании).

С кислородом хлор образует оксиды, в которых он проявляет степень окисления от +1 до +7: Cl₂O, ClO₂, Cl₂O₅, Cl₂O₇. Они имеют резкий запах, термически и фотохимически нестабильны, склонны к взрывному распаду.

При реакции с фтором образуется не хлорид, а фториды:

Получение:

1) Химические методы получения хлора малоэффективны и затратны. На сегодняшний день имеют в основном историческое значение.

2) Первоначально промышленный способ получения хлора основывался на методе Шееле, то есть реакции пиролюзита с соляной кислотой:

3) В 1867 году Диконом был разработан метод получения хлора каталитическим окислением хлороводорода кислородом воздуха. Процесс Дикона в настоящее время используется при рекуперации хлора из хлороводорода, являющегося побочным продуктом при промышленном хлорировании органических соединений.