Tindak balas unsur Kumpulan 17 dengan besi

Unsur Kumpulan 17, iaitu halogen, bertindak balas dengan besi panas untuk membentuk halida besi. Tindak balas ini ialah demonstrasi piawai bahawa kereaktifan menurun apabila anda menuruni kumpulan halogen, sepadan dengan cara kereaktifan meningkat menuruni kumpulan logam. Ia soalan Jadual Berkala kegemaran dalam 4541 kerana radas yang sama memberi tiga keputusan yang jelas berbeza.

Persamaan seimbang

Corak am ialah: halogen + besi → halida besi. Klorin dan bromin cukup reaktif untuk membentuk halida besi(III), dengan formula dan simbol keadaan yang betul:

2Fe(s) + 3Cl₂(g) → 2FeCl₃(s)

2Fe(s) + 3Br₂(g) → 2FeBr₃(s)

Iodin ialah halogen yang paling kurang reaktif dan tindak balasnya perlahan; ia membentuk besi(II) iodida dan bukan garam besi(III):

Fe(s) + I₂(g) → FeI₂(s)

Aliran dalam persamaan ini ialah tujuan eksperimen. Setiap atom halogen menerima satu elektron untuk menjadi ion halida, dan semakin kuat halogen menarik elektron itu, semakin cergas dan lengkap tindak balasnya. Klorin, atom paling kecil yang ditunjukkan di sini, bertindak balas paling mudah; iodin, yang paling besar, bertindak balas paling sedikit.

Keadaan yang diperlukan

Wul besi atau besi halus dipanaskan kuat sehingga membara merah, kemudian halogen dialirkan ke atasnya: klorin sebagai gas, bromin sebagai wap perang, dan iodin sebagai wap ungu yang dihasilkan dengan memanaskan hablur iodin. Haba diperlukan untuk memulakan setiap tindak balas, dan radas disediakan dalam kebuk wasap kerana halogen bersifat toksik dan menghakis.

Apa yang anda perhatikan

Tiga keputusan itu membentuk urutan yang jelas. Dengan klorin, besi panas membara terang dan terus terbakar dengan cergas tanpa pemanasan lanjut, dan pepejal perang, besi(III) klorida, terenap. Dengan bromin, besi membara kurang terang dan tindak balas lebih perlahan, memberi pepejal perang kemerahan, besi(III) bromida. Dengan iodin, besi hanya membara malap dan tindak balas perlahan serta memerlukan pemanasan berterusan, membentuk besi(II) iodida. Kecerahan dan kelajuan yang menurun dari klorin ke iodin ialah bukti bahawa kereaktifan menurun menuruni kumpulan.

Di mana ia muncul dalam peperiksaan SPM

Dalam 4541/1 anda mungkin diminta menyusun halogen mengikut kereaktifan atau meramalkan yang mana bertindak balas paling cergas dengan besi. Dalam 4541/2 anda menulis persamaan seimbang, memerihal dan membandingkan tiga pemerhatian itu, dan menerangkan aliran dari segi saiz atom dan kemudahan menerima elektron. Eksperimen ini juga ialah persembahan tetap bagi kereaktifan Kumpulan 17, dan ia berpasangan secara semula jadi dengan penyesaran halogen yang anda temui dalam redoks Tingkatan 5.

Cara kami mengajarnya

Guru kami memastikan penerangan anda ialah imej cermin bagi hujah Kumpulan 1: menuruni Kumpulan 17, atom menjadi lebih besar, nukleus menarik elektron yang masuk dengan kurang kuat, dan perlindungan meningkat, jadi halogen menerima elektron dengan kurang mudah dan menjadi kurang reaktif. Pelajar paling kerap hilang markah dengan memerihal warna tanpa menerangkan aliran, atau menulis hasil yang sama untuk setiap halogen. Mengikat setiap pemerhatian pada “betapa kuat atom menarik elektron” memastikan persamaan, warna dan penerangan konsisten.

Ringkasan pantas

Klorin, bromin dan iodin bertindak balas dengan besi panas dengan kecergasan yang menurun secara berperingkat, dan klorin serta bromin memberi halida besi(III) manakala iodin memberi besi(II) iodida. Kuasai persamaan dengan simbol keadaan, pemerhatian yang tersusun, dan penerangan saiz-dan-tarikan bagi kereaktifan yang menurun, maka topik yang boleh diharap ini terjamin. Perhatikan juga bahawa warna hasil membantu anda mengenal pastinya, dan bahawa bara besi yang semakin malap dari klorin ke iodin ialah petunjuk pemerhatian yang paling mudah untuk ditulis dalam jawapan anda.