Cho hỗn hợp gồm HF, HCl và HBr tác dụng với silic trong điều kiện ưu tiên, giải thích cơ chế khử halogen.

Question

𝕼.𝖈𝖍𝖎𝖎𝖎＊୨ৎ · Accepted Answer

{"userId":5421818,"userName":"Lamourahlabontes"}

$\Rightarrow$ Phản ứng ưu tiên xảy ra:

$$ ext{Si} + 4 ext{HF} ightarrow ext{SiF}_4 + 2 ext{H}_2$$

Giải thích cơ chế:

$+$ HF có tính oxi hoá mạnh hơn HCl và HBr.

$+$ Liên kết $ ext{Si–F}$ bền hơn so với $ ext{Si–Cl}$ hay $ ext{Si–Br}$.

$+$ Silic bị HF khử ưu tiên, tạo khí $ ext{SiF}_4$ bay hơi.

$\Rightarrow$ HF phản ứng trước do năng lượng liên kết cao và tạo sản phẩm ổn định.

Timi · Answer

Khi hỗn hợp HF, HCl và HBr tác dụng với silic (Si), các halogen trong hỗn hợp sẽ bị khử để tạo ra các hợp chất khác. Để giải thích cơ chế khử halogen, chúng ta cần xem xét từng bước diễn ra trong phản ứng.

**Phản ứng:**
1. **Khử HCl và HBr:**
   Si có thể khử HCl và HBr để tạo ra SiCl₂ và SiBr₂. Quá trình này diễn ra qua cơ chế khử:
   $$
   Si + 2 HCl \rightarrow SiCl_2 + H_2
   $$
   $$
   Si + 2 HBr \rightarrow SiBr_2 + H_2
   $$

Trong quá trình này, silic (Si) mất electron và trở thành ion Si⁴⁺, trong khi các halogen Cl và Br nhận electron và trở thành ion Cl⁻ và Br⁻. Đây là cơ chế khử trong phản ứng giữa silic và halogen.

2. **Khử HF:**
   HF (axit fluorhydric) là một axit mạnh và fluor (F) là halogen mạnh hơn HCl và HBr, do đó, phản ứng giữa silic và HF không diễn ra dễ dàng hơn. Tuy nhiên, trong điều kiện đủ nhiệt độ và áp suất, silic cũng có thể khử HF:
   $$
   Si + 4 HF \rightarrow SiF_4 + 2 H_2
   $$

Tương tự, silic mất electron và fluor nhận electron.

**Cơ chế khử halogen:**
- Silic là một chất khử, nó dễ dàng cung cấp electron để khử các ion halogen (Cl⁻, Br⁻, F⁻).
- Phản ứng xảy ra khi silic tiếp xúc với axit halogen, trong đó ion halogen sẽ nhận electron từ silic, chuyển silic thành ion Si⁴⁺ và ion halogen thành halogen tự do.

**Kết luận:**
Silic có thể khử các halogen trong hỗn hợp HF, HCl và HBr, trong đó HCl và HBr phản ứng dễ dàng hơn do tính chất hóa học của chúng. Quá trình khử diễn ra thông qua việc silic mất electron và halogen nhận electron.