A-Level Chemistry · Kimia A-Level · Topic 11 · Topik 11
7:28
Golongan 17
Berikut adalah tiga larutan berwarna bening. Tampilannya persis sama. Satu adalah klorida, satu bromida, satu iodida — tetapi Anda tidak dapat membedakan mana yang mana dengan…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Narasi bahasa Inggris · Subtitle bahasa Inggris + 中文 disematkan langsung
Source: Cambridge International syllabus · Sumber: Silabus Cambridge International
The halogens 卤素 are the Group 族 17 elements. They exist as diatomic molecules ($\text{Cl}_2$, $\text{Br}_2$, $\text{I}_2$). Going down the group:
| Element | Colour and state at room temperature |
|---|---|
| chlorine | pale green gas |
| bromine | red-brown liquid |
| iodine | grey-black solid (purple vapour) |
The volatility 挥发性 (how easily a substance turns to vapour) decreases down the group: chlorine is a gas, but iodine is a solid. This is because the molecules get larger and have more electrons, so the instantaneous dipole 瞬时偶极 and induced dipole 诱导偶极 forces between them get stronger. Stronger forces are harder to break, so the boiling point rises and volatility falls.
The bond energy 键能 (bond strength) of the $\text{X}\text{–}\text{X}$ molecules generally falls from $\text{Cl}_2$ to $\text{I}_2$, because the shared electrons are further from the nuclei in the larger atoms.
Halogen adalah elemen Group 17. Mereka ada sebagai molekul diatomik ($\text{Cl}_2$, $\text{Br}_2$, $\text{I}_2$). Turun ke bawah grup:
| Elemen | Warna dan keadaan pada suhu ruang |
|---|---|
| klorin | gas hijau pucat |
| bromin | cair merah-cokelat |
| yodium | padat abu-abu-hitam (uap ungu) |
Volatilitas (seberapa mudah suatu zat berubah menjadi uap) menurun ke bawah grup: klorin adalah gas, tetapi yodium adalah padat. Hal ini karena molekulnya semakin besar dan memiliki lebih banyak elektron, sehingga gaya dipol sesaat dan dipol terinduksi di antaranya menjadi lebih kuat. Gaya yang lebih sulit dipatahkan, sehingga titik didih naik dan volatilitas turun.
Energi ikatan (kekuatan ikatan) dari molekul $\text{X}\text{–}\text{X}$ umumnya menurun dari $\text{Cl}_2$ ke $\text{I}_2$, karena elektron yang dibagikan berada lebih jauh dari inti pada atom yang lebih besar.
Follow halogens down the group and link state, colour and volatility. · Ikuti halogen ke bawah grup dan hubungkan keadaan, warna, dan volatilitas.
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| halogen/ˈhælədʒn/ | halogen |
| group/ɡruːp/ | kelompok |
| volatility/ˌvɒləˈtɪlɪti/ | kepekaan |
| instantaneous dipole/ˌɪnstənˈteɪnɪəs ˈdaɪpəʊl/ | dipol sesaat |
| induced dipole/ɪnˈdjuːst ˈdaɪpəʊl/ | dipol induksi |
| bond energy/bɒnd ˈenədʒi/ | tenaga ikatan |
| oxidising agent/ˈɒksɪdaɪzɪŋ ˈeɪdʒənt/ | pereaksi pengoksidan |
| hydrogen halide/ˈhaɪdrədʒn ˈhælaɪd/ | hidrogen halida |
| thermal stability/ˈθɜːml stəˈbɪlɪti/ | kestabilan haba |
| halide ion/ˈhælaɪd ˈaɪɒn/ | ion halida |
| reducing agent/rɪˈdjuːsɪŋ ˈeɪdʒənt/ | Pereaksi pengurang |
| ammonia/æˈməʊnɪə/ | amonia |
Source: Cambridge International syllabus · Sumber: Silabus Cambridge International
Each halogen reacts by gaining one electron to form a $1-$ ion, so it acts as an oxidising agent 氧化剂. This power decreases down the group, because the larger atoms attract an extra electron less strongly. A more reactive halogen can push out a less reactive one from its salt:
Each halogen reacts with hydrogen to form a hydrogen halide 卤化氢:
The reaction gets less vigorous down the group: chlorine reacts explosively in light, bromine needs heat, and iodine reacts slowly and only partly.
The thermal stability 热稳定性 of the hydrogen halides decreases down the group. The H–X bond gets weaker as the halogen atom gets larger, so HI breaks apart on gentle heating while HCl is very stable.
Setiap halogen bereaksi dengan menerima satu elektron untuk membentuk ion $1-$, sehingga bertindak sebagai agen pengoksidasi. Kekuatan ini menurun ke bawah grup, karena atom yang lebih besar menarik elektron tambahan kurang kuat. Halogen yang lebih reaktif dapat mendorong keluar halogen yang kurang reaktif dari garamnya:
Setiap halogen bereaksi dengan hidrogen untuk membentuk hidrogen halida:
Reaksi menjadi kurang bertenaga ke bawah grup: klorin bereaksi eksplosif dalam cahaya, bromin memerlukan panas, dan yodium bereaksi lambat dan hanya sebagian.
Stabilitas termal hidrogen halida menurun ke bawah grup. Ikatan H–X menjadi lebih lemah saat atom halogen membesar, sehingga HI terurai dengan pemanasan ringan sementara HCl sangat stabil.
Classify halogen chemistry by oxidising and reducing strength. · Klasifikasikan kimia halogen berdasarkan kekuatan pengoksidasi dan pereduksi.
Source: Cambridge International syllabus · Sumber: Silabus Cambridge International
A halide ion 卤离子 (such as $\text{Cl}^-$) can give away an electron, acting as a reducing agent 还原剂. This power increases down the group, because a larger ion holds its outer electron less tightly.
Add aqueous silver nitrate, then aqueous ammonia 氨, to identify the halide from the colour of the silver halide precipitate 沉淀:
| Halide | Precipitate with $\text{Ag}^+$ | Solubility in ammonia |
|---|---|---|
| $\text{Cl}^-$ | white | dissolves in dilute ammonia |
| $\text{Br}^-$ | cream | dissolves only in concentrated ammonia |
| $\text{I}^-$ | yellow | insoluble in ammonia |
All the halides first give the hydrogen halide. The lower halides are then oxidised by the acid, because they are stronger reducing agents:
Sebuah ion halida (seperti $\text{Cl}^-$) dapat melepaskan elektron, bertindak sebagai agen pereduksi. Kekuatan ini meningkat ke bawah grup, karena ion yang lebih besar memegang elektron luarnya kurang erat.
Tambahkan perak nitrat akuatik, lalu amonia akuatik, untuk mengidentifikasi halida dari warna endapan perak halida:
| Halida | Endapan dengan $\text{Ag}^+$ | Kelarutan dalam amonia |
|---|---|---|
| $\text{Cl}^-$ | putih | melarut dalam amonia encer |
| $\text{Br}^-$ | krim | melarut hanya dalam amonia pekat |
| $\text{I}^-$ | kuning | tidak larut dalam amonia |
Semua halida pertama-tama menghasilkan hidrogen halida. Halida yang lebih rendah kemudian teroksidasi oleh asam, karena mereka adalah agen pereduksi yang lebih kuat:
Match halide ion evidence to the ion present. · Sesuaikan bukti ion halida dengan ion yang ada.
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| precipitate/prɪˈsɪpɪteɪt/ | endapan |
| oxidation number/ˌɒksɪˈdeɪʃn ˈnʌmbə/ | bilangan oksidasi |
| disproportionation/ˌdɪsprəˈpɔːʃəneɪʃn/ | disproporsionasi |
| water purification/ˈwɔːtə ˌpjʊərɪfɪˈkeɪʃn/ | penyucian air |
| bacteria/bækˈtɪərɪə/ | bakteri |
Source: Cambridge International syllabus · Sumber: Silabus Cambridge International
With cold, dilute sodium hydroxide, chlorine reacts to form chloride and chlorate(I):
With hot, concentrated sodium hydroxide, it forms chloride and chlorate(V):
In both, the oxidation number 氧化数 of chlorine goes both up and down (from $0$), so both are disproportionation 歧化 reactions.
A little chlorine is added to water for water purification 水净化. It reacts with water:
The active species $\text{HOCl}$ and $\text{ClO}^-$ kill bacteria 细菌, making the water safe to drink.
Worked example. Solid $\text{NaCl}$, $\text{NaBr}$ and $\text{NaI}$ are each warmed with concentrated $\text{H}_2\text{SO}_4$. Predict the products. Reducing power increases down the group, so how far each halide reduces the sulfuric acid differs. $\text{Cl}^{-}$ is too weak to reduce it at all, so you get only steamy $\text{HCl}$ - an acid-base reaction. $\text{Br}^{-}$ reduces it a little: $\text{HBr}$ plus brown $\text{Br}_2$ and $\text{SO}_2$. $\text{I}^{-}$ is the strongest reducing agent: $\text{HI}$ plus $\text{I}_2$, and it drives the sulfur all the way down to $\text{H}_2\text{S}$, with its bad-egg smell. Every halide gives the hydrogen halide first; the extra products appear only where the halide is a strong enough reducing agent to attack the sulfur.
Dengan natrium hidroksida dingin dan encer, klorin bereaksi membentuk klorida dan klorat(I):
Dengan natrium hidroksida panas dan pekat, terbentuk klorida dan klorat(V):
Pada keduanya, bilangan oksidasi klorin naik dan turun (dari $0$), sehingga keduanya adalah reaksi disproporsionasi.
Sedikit klorin ditambahkan ke air untuk pemurnian air. Ia bereaksi dengan air:
Spesies aktif $\text{HOCl}$ dan $\text{ClO}^-$ membunuh bakteri, membuat air aman untuk diminum.
Contoh soal. Padatan $\text{NaCl}$, $\text{NaBr}$, dan $\text{NaI}$ dipanaskan masing-masing dengan $\text{H}_2\text{SO}_4$ pekat. Ramalkan produknya. Daya reduksi meningkat ke bawah golongan, sehingga sejauh mana setiap halogenida mereduksi asam sulfat berbeda. $\text{Cl}^{-}$ terlalu lemah untuk mereduksinya sama sekali, jadi Anda hanya mendapatkan uap $\text{HCl}$—reaksi asam-basa. $\text{Br}^{-}$ mereduksinya sedikit: $\text{HBr}$ ditambah coklat $\text{Br}_2$ dan $\text{SO}_2$. $\text{I}^{-}$ adalah agen pereduksi terkuat: $\text{HI}$ ditambah $\text{I}_2$, dan ia mendorong seluruh sulfur hingga turun ke $\text{H}_2\text{S}$, dengan bau telur busuknya. Setiap halogenida menghasilkan hidrogen halida terlebih dahulu; produk tambahan muncul hanya di mana halogenida adalah agen pereduksi yang cukup kuat untuk menyerang sulfur.
Follow chlorine from water treatment to redox reactions. · Ikuti klorin dari perlakuan air hingga reaksi redoks.
Work through it step by step, with instant-check exercises. · Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.
Past Papers · Soal-Soil Masa Lalu
Loading subjects… · Memuat mata pelajaran…