Получение

Промышленное получение фтора и хлора связано с электро­литическими процессами. Ввиду высокой окислитель­ной активности фтора его получают исключительно электролизом расплавов фторидов металлов (в том числе и в лабораториях); хлор получают электролизом как расплавов, так и растворов хлоридов. Бром и йод получают химическим способом.

При электролизе расплава хлорида натрия (Т_пл = 801°С) на катоде выделяется металлический натрий, а на аноде — газооб­разный хлор.

Электролитическая ванна (электролизер) представляет собой футерованный огнеупорным кирпичом стальной сосуд. В ка­честве анода используют графитовые стержни, в качестве катода — стальной цилиндр. В верхней части ванны имеется устройство для сбора хлора (колокол). Выделяющийся в катодном про­странстве металлический натрий собирают в коллектор (устройство для сбора натрия без доступа воздуха). Таким обра­зом, электролиз расплава NaCl — способ одновременного полу­чения хлора и металлического натрия.

Электролизом водного раствора NаСl получают одновремен­но Н₂, Сl₂ и гидроксид натрия NаОН. Обычно электролизу под­вергают насыщенный водный раствор NaCl (рассол), подаваемый в электролизер сверху.

Электролиз протекает по следующей схеме:

	NaCl Na+ + Сl—
	Н2О Н+ + ОН—
	↓ ↓ ↓
(-) Катод		(+) Анод
2Н+ + 2е = Н2↑		2Н+ + 2е = Н2↑  2Cl — 2e = Cl2
2NaCl + 2Н2О = Н2↑ + 2NaОН + Сl2↑.

В этом процессе требуется предотвратить соприкосновение выделяющегося на аноде хлора с накапливающимся у катода рас­твором гидроксида натрия (получающийся в этом случае NaOH имеет давнее техническое название «каустическая сода»), так как эти вещества могут реагировать между собой. Именно по этой причине анодное пространство обяза­тельно отделяется от катодного полупроницаемой диафрагмой из асбеста . Диафрагма препятствует проникновению газа (молекул Сl₂) в катодное пространство, но не препятствует про­хождению электрического тока и ионов.

Для получения брома и йода также можно использовать электролиз их солей, однако на практике обычно окисляют их соли, применяя в качестве окислителя хлор. Такой метод оказывается выгодным экономически, так как Сl₂ сравни­тельно дешевый реагент, а иодиды, и особенно бромиды, просто «черпают» из морской воды (!).

Лабораторные способы получения галогенов. Хлор полу­чают действием различных окислителей на соляную кислоту, на­пример:

МnО₂ + 4НСl = МnСl₂ + Сl₂↑ + 2Н₂О.

Еще более эффективно окисление проводится такими окисли­телями, как РbО₂, КМnО₄, КСlO₃, К₂Сr₂О₇.

Аналогично получают в лабораториях бром и иод, окисляя НВr, НI или их соли. В качестве примера кратко опишем здесь практически используемую лабораторную методику  получения брома по реакции:

6КВr + К₂Сr₂О₇ +7Н₂SО₄ = ЗВr₂ + Сr₂(SО₄)₃ + 4К₂SО₄ + 7Н₂О.

В колбу 1  соединенную с холодильником 3 и приемником 4, помещают смесь бромида калия и бихромата калия капельной воронки 2, пришлифованной к горлу колбы, приливают по каплям концентрированную серную кислоту. Реакционная смесь в хо­де реакции разогревается, и ввиду низкой температуры кипения брома для конденсации его паров применяют холодильник, непрерывно охлаж­даемый проточной водой. Жидкий бром собирают под слоем воды, пред­варительно охлажденной снегом или охладительной смесью.