Haluro de hidrógeno

En química, los haluros de hidrógeno (ácidos hidrohálicos cuando están en fase acuosa) son compuestos diatómicos e inorgánicos que funcionan como ácidos de Arrhenius. La fórmula es HX donde X es uno de los halógenos: flúor, cloro, bromo, yodo, astato o tennessina. Todos los haluros de hidrógeno conocidos son gases a temperatura y presión estándar.

Compuesto	Fórmula química	Longitud ósea d(H−X) / pm (Fase del gas)	modelo	Dipole μ	Fase acuosa (ácido)	Fase acuosa pKa valores
fluoruro de hidrógeno (fluorano)	HF			1.86	ácido hidrofluorico	3.1
cloruro de hidrógeno (cloro)	HCl			1.11	ácido clorhídrico	-3.9
bromuro de hidrógeno (bromane)	HBr			0,7888	ácido hidrobromico	-5.8
iodida de hidrógeno (iodano)	HI			0,382	ácido hidrodicódico	-10.4
hidrógeno hidrato de astatina (astatano)	HAY			0.0-6	ácido hidroastatico	?
Tensión de hidrógeno Hidruro de tennessina (tennessane)	HTs			¿24?	ácido hidrotenhídrico	?

Vs. ácidos hidrohálicos

Los haluros de hidrógeno son moléculas diatómicas sin tendencia a ionizarse en fase gaseosa (aunque el fluoruro de hidrógeno licuado es un disolvente polar algo similar al agua). Así, los químicos distinguen el cloruro de hidrógeno del ácido clorhídrico. El primero es un gas a temperatura ambiente que reacciona con el agua para dar el ácido. Una vez formado el ácido, la molécula diatómica sólo puede regenerarse con dificultad, pero no mediante destilación normal. Comúnmente, los nombres del ácido y las moléculas no se distinguen claramente, de modo que en la jerga del laboratorio, "HCl" A menudo significa ácido clorhídrico, no cloruro de hidrógeno gaseoso.

Ocurrencia

El cloruro de hidrógeno, en forma de ácido clorhídrico, es un componente importante del ácido gástrico.

El fluoruro, cloruro y bromuro de hidrógeno también son gases volcánicos.

Síntesis

La reacción directa del hidrógeno con flúor y cloro da fluoruro de hidrógeno y cloruro de hidrógeno, respectivamente. Sin embargo, industrialmente estos gases se producen mediante el tratamiento de sales de halogenuros con ácido sulfúrico. El bromuro de hidrógeno surge cuando el hidrógeno y el bromo se combinan a altas temperaturas en presencia de un catalizador de platino. El haluro de hidrógeno menos estable, HI, se produce de manera menos directa, mediante la reacción del yodo con sulfuro de hidrógeno o con hidrazina.

Propiedades físicas

Los haluros de hidrógeno son gases incoloros en condiciones estándar de temperatura y presión (STP), excepto el fluoruro de hidrógeno, que hierve a 19 °C. El fluoruro de hidrógeno es el único de los haluros de hidrógeno que presenta enlaces de hidrógeno entre moléculas y, por lo tanto, tiene los puntos de fusión y ebullición más altos de la serie HX. De HCl a HI el punto de ebullición aumenta. Esta tendencia se atribuye a la creciente fuerza de las fuerzas intermoleculares de van der Waals, que se correlaciona con el número de electrones en las moléculas. Las soluciones concentradas de ácido halohídrico producen vapores blancos visibles. Esta niebla surge de la formación de pequeñas gotas de sus soluciones acuosas concentradas de ácido halohídrico.

Reacciones

Al disolverse en agua, que es altamente exotérmica, los haluros de hidrógeno dan los ácidos correspondientes. Estos ácidos son muy fuertes, lo que refleja su tendencia a ionizarse en solución acuosa produciendo iones hidronio (H₃O⁺). Con excepción del ácido fluorhídrico, los haluros de hidrógeno son ácidos fuertes, cuya fuerza ácida aumenta a medida que avanza el grupo. El ácido fluorhídrico es complicado porque su fuerza depende de la concentración debido a los efectos de la homoconjugación. Sin embargo, como soluciones en disolventes no acuosos, como por ejemplo acetonitrilo, los halogenuros de hidrógeno son sólo moderadamente ácidos.

De manera similar, los haluros de hidrógeno reaccionan con el amoníaco (y otras bases), formando haluros de amonio:

HX + NH₃ → NH₄X

En química orgánica, la reacción de hidrohalogenación se utiliza para preparar halocarbonos. Por ejemplo, el cloroetano se produce por hidrocloración de etileno:

C₂H₄ + HCl → CH₃CH₂Cl