実験的製法} \textbf{\textcolor{cyan}{蛍石(フッ化カルシウム)}}に\textbf{\textcolor{magenta}{\.{濃}硫酸}}を加えて\textbf{\textcolor{orange}{加熱}}する. \\[.2zh]
CaF2 + 濃 H2SO4 ->[][\textcolor{orange}{加熱}] CaSO4 + 2}\textcolor{red}{\ce{HF ^}}$} (\textcolor[named]{ForestGreen}{揮発性酸の遊離}) \\ [1zh]
\textbf{性質} \maru1\ \ \textbf{\textcolor{cyan}{水素結合}}するため, \textbf{\textcolor{red}{沸点が異常に高い.}} \\[.5zh]
\maru2\ \ ハロゲン化水素の中で\textbf{\textcolor{red}{唯一の弱酸}}. \\[.5zh]
\maru3\ \ \textbf{\textcolor{magenta}{ガラス(主成分：\ce{SiO2})を溶かす}}ため, \textbf{\textcolor{red}{ポリエチレン容器}に保存}する. \\[.2zh]
\ \ $\bm{\ce{SiO2 + 6HF\ (aq) ->}\hspace{-2zh}\underset{\bm{\textcolor{cyan}{ヘキサフルオロケイ酸}}}{\textcolor{red}{\ce{H2SiF6}}}\hspace{-1.7zh}+\ce{2H2O}}$ (\textcolor[named]{ForestGreen}{錯イオン形成反応}) \\[.5zh]
\maru4\ \ 体内に吸収されやすく,\ 人体に極めて有害{\footnotesize (八王子フッ化水素酸事故で検索禁止)}. \\[.2zh]
\ \ カルボン酸の\ce{Ca}塩を加えると,\ 水に不溶の\ce{CaF2}を生じ吸収されにくくなる.
& 沸点(℃) & 常温 & 液性 & 水溶液の名称 & 臭い & 毒性 \\ \hline
\textbf{\textcolor{blue}{\ce{HF}}} & \ \ 20 \textbf{\textcolor{red}{最高}} & \multirow{4}*{\textbf{気体}} & \textbf{\textcolor{red}{弱酸}} & フッ化水素酸 & \multirow{4}*{\textbf{\textcolor{magenta}{刺激臭}}} & \multirow{4}*{\textbf{\textcolor{magenta}{有毒}}}
\textbf{\ce{HCl}} & $-85$ \textbf{最低} && \textbf{\textcolor{cyan}{強酸}} & 塩酸 & & \\ \cline{1-2}\cline{4-5}
\textbf{\ce{HBr}} & $-67$ && \textbf{\textcolor{cyan}{強酸}} & 臭化水素酸 & & \\ \cline{1-2}\cline{4-5}
\textbf{\ce{H}I} & $-35$ && \textbf{\textcolor{cyan}{強酸}} & ヨウ化水素酸 & & \\
性質\maru1\ \ \ce{H}\,(2.1)と\ce{F}\,(4.0)は\bm{電気陰性度(共有電子対を引きつける強さ)の差が大きい.} \\[.2zh]
\ \ よって,\ 分子内に大きな電荷の偏り(\bm{極性})が生じる. (\delta +)\ \ce{H-F}\ (\delta -) \\[.2zh]
\ \ すると,\ 分子間にも\ce{H}と\ce{F}の間に静電気的引力が発生する.\ これを\bm{水素結合}という. \\[.2zh]
\ \ \ce{H-F}\cdots\ce{H-F}\cdots\ce{H-F} (\cdots が水素結合) \\[.2zh]
\ \ 水素結合(分子間力の約10倍の強さ)により,\ ハロゲン化水素の中で\ce{HF}の沸点が最も高い. \\[.2zh]
\ \ \bm{分子量が大きいほど分子間力が大きく沸点が高くなる}から,\ 結局\ce{HCl}の沸点が最も低くなる. \\[1zh]
性質\maru2\ \ 以前の高校化学では,\ 弱酸の理由を「水素結合により\ce{H+}が電離しにくくなる」としていた. \\[.2zh]
\ \ 納得しやすいが事実ではない.\ 実際は\ce{H-F}の結合エネルギーが大きいことなどによる. \\[1zh]
性質\maru3\ \ ヘキサフルオロケイ酸イオン\ \ce{[SiF6]^2-}\ という錯イオン形成反応である. \\[.4zh]
\ \ \bm{\ce{HF}が気体の場合は四フッ化ケイ素が生成}する. \ce{SiO2 + 4HF\ (気) -> SiF4 ^ + 2H2O}
塩化水素\ \ \ce{HCl}}} \\[1zh]
\textbf{実験的製法} \textbf{\textcolor{cyan}{塩化ナトリウム}}に\textbf{\textcolor{magenta}{\.{濃}硫酸}}を加えて\textbf{\textcolor{orange}{加熱}}する. \\[.2zh]
{\boldmath $\ce{NaCl + 濃 H2SO4 ->[][\textcolor{orange}{加熱}] NaHSO4}+\textcolor{red}{\ce{HCl ^}揮発性酸の遊離}) \\[1zh]
\textbf{工業的製法} \textbf{水素と塩素を直接化合}させる. \ce{H2 + Cl2 -> 2HCl} \\[1zh]
\textbf{性質} \textbf{\textcolor{magenta}{アンモニアに触れると白煙}}を生成する. $\ce{NH3 + HCl ->} \textcolor{magenta}{\ce{NH4Cl}}$\ (\textcolor{red}{白煙})\ \ 中和})
\ce{HF}の生成反応では\ce{CaSO4}\ まで進行するが,\ \ce{HCl}の生成反応では\ce{NaHSO4}\ までしか進行しない. \\[.4zh]
これは,\ 酸の強さが\ \ce{H2SO4}(第1電離)>\ce{HCl}>\ce{HSO4-}(第2電離)>\ce{HF}\ であることに起因する. \\[.4zh]
より電離しやすい\ce{HCl}が存在している(電離していない)段階では,\ \ce{HSO4-}\,は電離しない.
次亜塩素酸\ \ \ce{HClO}}} \\[1zh]
\maru1\ \ $\textbf{\textcolor{magenta}{塩素は水に少し溶けて,\ 塩酸と次亜塩素酸が発生.}} \bm{\ce{Cl2 + H2O <=> HCl}+\textcolor{red}{\ce{HClO}}}$ \\[.4zh]
\maru2\ \ $\textbf{強力な\textcolor{red}{酸化剤}}であり,\ \textbf{\textcolor{red}{漂白・殺菌作用}}をもつ.$ \ce{HClO + H+ + 2e- -> Cl- + H2O
基準の塩素酸\ce{HClO3}\,より\ce{O}が1個少ない\ce{HClO2}\,を\dot{亜}塩素酸,\ 2個少ない\ce{HClO}を\dot{次}\dot{亜}塩素酸という. \\[.2zh]
次亜塩素酸は\ce{HClO}と書くが,\ 構造式は\ce{H-O-Cl}である.
次亜塩素酸塩 \ce{NaClO},\ \ \ce{CaCl(ClO)・H2O},\ \ \ce{Ca(ClO)2}}} \\[1zh]
\scalebox{.95}[1]{\textbf{\textcolor{blue}{さらし粉\ce{CaCl(ClO)・H2O}}}：塩化カルシウム\ce{CaCl2}と次亜塩素酸カルシウム\ce{Ca(ClO)2}の複塩.} \\[.2zh]
\textbf{\textcolor{blue}{高度さらし粉\ce{Ca(ClO)2}}}：さらし粉から潮解性をもつ\ce{CaCl2}を除いたもの. \\[.2zh]
さらし粉は\ce{ClO-}の酸化作用による\textbf{漂白・殺菌作用}をもつ. → プールの消毒剤 \\[2zh]
\maru1\ \ \textbf{\textcolor{cyan}{塩素\ce{Cl2}}}は\textbf{\textcolor{magenta}{塩基(\ce{NaOH}や\ce{Ca(OH)2})と反応}}し,\ \textbf{\textcolor{red}{次亜塩素酸塩}}が生じる. \\[.4zh]
\ \ \ce{Cl2 + 2NaOH ->} \textcolor{red}{\ce{NaClO}} \ce{+ NaCl +H2O} \\[.4zh]
\ \ \ce{Cl2 + Ca(OH)2 ->} \textcolor{red}{\ce{CaCl(ClO)・H2O}}\ (さらし粉) \\[1zh]
\maru2\ \ \textbf{\textcolor{cyan}{さらし粉や高度さらし粉}}に\textbf{\textcolor{magenta}{塩酸}}を加えると\textbf{\textcolor{red}{塩素}}が発生する(塩素の実験室的製法). \\[.2zh]
\ \ \textbf{\ce{CaCl(ClO)・H2O + 2HCl -> CaCl2 + 2H2O} + \textbf{\textcolor{red}{\ce{Cl2}}}} \\[.4zh]
\ \ \textbf{\ce{Ca(ClO)2 + 4HCl -> CaCl2 + 2H2O} + \textbf{\textcolor{red}{\ce{2Cl2}}}} \\[1zh]
\maru3\ \ \textbf{\textcolor{cyan}{次亜塩素酸ナトリウム}}に\textbf{\textcolor{magenta}{塩酸}}を加えると\textbf{\textcolor{red}{塩素}}が発生する. \\[.2zh]
\ \ \ce{NaClO + 2HCl -> NaCl + H2O} + \textcolor{red}{\ce{Cl2
さらし粉(次亜塩素酸塩化カルシウム一水和物)が複塩であることは,\ 2倍してみるとよくわかる. \\[.2zh]
2倍すると\ \ \ce{Ca2Cl2(ClO)2 ・ 2H2O} 並び替えると\ \ \ce{CaCl2 ・ Ca(ClO)2・ 2H2O} \\[1zh]
\maru1\ \ 塩素が水に溶けて生じた塩酸と次亜塩素酸が塩基と中和したと考えればよい.
& \ce{Cl2} + \teisei{\ce{H2O}} & \ce{<=>} & \teisei{\ce{HCl + HClO}} & (塩素は水に少し溶ける) \\[.4zh]
& \teisei{\ce{HCl}} + \ce{NaOH} & \ce{->} & \ce{NaCl} + \teisei{\ce{H2O}} & (中和) \\[.4zh]
+) & \teisei{\ce{HClO}} + \ce{NaOH} & \ce{->} & \ce{NaClO} + \ce{H2O} & (中和) \\[.2zh]\hline
& \ce{Cl2 + 2NaOH} & \ce{->} & \ce{NaClO + NaCl + H2O}
& \ce{2Cl2} + \teisei{\ce{2H2O}} & \ce{<=>} & \teisei{\ce{2HCl + 2HClO}} & (塩素は水に少し溶ける) \\[.4zh]
& \teisei{\ce{2HCl}} + \ce{Ca(OH)2} & \ce{->} & \ce{CaCl2} + \teisei{\ce{2H2O}} & (中和) \\[.4zh]
+) & \teisei{\ce{2HClO}} + \ce{Ca(OH)2} & \ce{->} & \ce{Ca(ClO)2} + \ce{2H2O} & (中和) \\[.2zh]\hline
& \ce{2Cl2 + 2Ca(OH)2} & \ce{->} & \ce{CaCl2 ・ Ca(ClO)2 ・ 2H2O}
\end{array} \\\\
\maru2は前項(ハロゲン)ですでに扱った.\ \maru3はその\maru2と同様の仕組みである. \\[.2zh]
弱酸の遊離により\ce{HClO}が増えると,\ 平衡が\ce{Cl2}\,を発生させる方向に移動する(ルシャトリエの原理).
& \ce{NaClO + HCl} & \ce{->} & \teisei{\ce{HClO}} + \ce{NaCl} & (弱酸の遊離) \\[.4zh]
+) & \ce{HCl} + \teisei{\ce{HClO}} & \ce{<=>} & \ce{Cl2 + H2O} & (塩素は水に少し溶ける)
& \ce{NaClO + 2HCl} & \ce{->} & \ce{NaCl + H2O + Cl2}
有毒な塩素ガスが発生するので,\ 塩素系漂白剤(主成分：\ce{NaClO})と酸性の漂白剤を混ぜると危険！
