Fluorowce, czyli pierwiastki siedemnastej grupy: fluor, chlor, brom jod, różnią się promieniem atomu oraz ładunkiem jądra. Mają natomiast tę samą liczbę elektronów walencyjnych.
Liczba powłok rośnie w dół grupy, a zatem zwiększa się odległość elektronów walencyjnych od jądra. Wpływa to na aktywność pierwiastków.
Aktywność pierwiastków rośnie w górę, gdyż elektron może zostać przyjęty łatwiej, gdy powłoka walencyjna znajduje się bliżej jądra. Z uwagi na to chlorowce mogą się wypierać wzajemnie ze swoich soli.
Na przykład brom wypiera jod, chlor wypiera brom, fluor wybiera chlor.
Pierwiastek znajdujący się wyżej w układzie okresowym wypiera fluorowiec znajdujący się niżej z jego soli.
Porównanie aktywności jodu i bromu
Do roztworu jodu w KI dodano wodę bromową (probówka 1) oraz roztwór KBr (probówka 2). Dla wzmocnienia obserwacji dodano chloroform. Początkowo warstwa organiczna ma barwę fioletową, pochodzącą od rozpuszczonego w niej jodu, a wodna – pomarańczową (płyn Lugola). Po dodaniu wody bromowej barwa warstwy organicznej zmienia się na purpurową, a wodnej – brązową. Dodanie KBr nie powoduje zmian w probówce 2.
Wniosek: brom wyparł jod z jodku, a bromek nie uległ reakcji. Brom jest zatem aktywniejszy od jodu.
Br2 + 2KI → 2KBr + I2
KBr + I2 → reakcja nie zachodzi
Porównanie aktywności jodu, bromu i chloru
W próbówce znajduje się roztwór NaCl oraz warstwa chloroformu. Do probówki lewej dodano jod w chloroformie (różowy roztwór), do prawej – wodę bromową. W obu probówkach warstwa organiczna zabarwia się, co oznacza, że ani brom, ani jod nie uległy reakcji redukcji.
Wniosek: brom i jod są mniej aktywne niż chlor (mają mniejsze właściwości utleniające).
NaCl + I2 → reakcja nie zachodzi
NaCl + Br2 → reakcja nie zachodzi
Synproporcjonowanie jodanu(V) i jodku do jodu cząsteczkowego
Na filmie do zakwaszonego za pomocą kwasu siarkowego(VI) roztworu jodanu(V) potasu KIO3 dodano roztwór kwasu jodowodorowego HI. Oba roztwory były bezbarwne. W wyniku reakcji widać brązowe zabarwienie zawartości probówki, świadczące o wydzieleniu się wolnego jodu.
Utlenianie: 2I– → I2 + 2e
Redukcja: 12H+ + 2IO3– + 5e → I2 + 6H2O
Sublimacja jodu
Jod, będący szarym ciałem stałym, bardzo łatwo sublimuje już w 25 stopniach Celsjusza. Jego temperatura topnienia wynosi niewiele ponad 110˚C, natomiast wrzenia – ponad 180˚C. Pary jodu mają charakterystyczny fioletowy kolor.
Aby przyspieszyć proces sublimacji jodu, na nagraniu podgrzano probówkę. Dzięki temu widać również proces topnienia (siódma sekunda nagrania).