Cl 2 w obj. T - żółto-zielony gaz o ostrym, duszącym zapachu, 2,5 razy cięższy od powietrza, słabo rozpuszczalny w wodzie (~ 6,5 g/l); X. R. w niepolarnych rozpuszczalnikach organicznych. Występuje w postaci wolnej tylko w gazach wulkanicznych.

Metody uzyskiwania

Oparty na procesie utleniania anionów Cl

2Cl - - 2e - = Cl 2 0

Przemysłowy

Elektroliza wodnych roztworów chlorków, częściej NaCl:

2NaCl + 2H 2 O = Cl 2 + 2NaOH + H 2

Laboratorium

Utlenianie stęż. HCl z różnymi utleniaczami:

4HCI + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O

16HCl + 2KMnO 4 = 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O

6HCl + KClO3 = 3Cl2 + KCl + 3H2O

14HCl + K 2 Cr 2 O 7 = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O

Właściwości chemiczne

Chlor jest bardzo silnym utleniaczem. Utlenia metale, niemetale i substancje złożone, zamieniając się w bardzo stabilne aniony Cl:

Cl 2 0 + 2e - = 2Cl -

Reakcje z metalami

Aktywne metale w atmosferze suchego chloru gazowego zapalają się i palą; w tym przypadku tworzą się chlorki metali.

Cl2 + 2Na = 2NaCl

3Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3

Metale o niskiej aktywności łatwiej utleniają się za pomocą mokrego chloru lub jego roztworów wodnych:

Cl2 + Cu = CuCl2

3Cl2 + 2Au = 2AuCl3

Reakcje z niemetalami

Chlor nie oddziałuje bezpośrednio tylko z O 2, N 2, C. Reakcje z innymi niemetalami zachodzą w różnych warunkach.

Tworzą się halogenki niemetali. Najważniejsza jest reakcja z wodorem.

Cl2 + H2 = 2HC1

Cl 2 + 2S (stop) = S 2 Cl 2

3Cl 2 + 2P = 2PCl 3 (lub PCl 5 - powyżej Cl 2)

2Cl2 + Si = SiCl4

3Cl 2 + I 2 = 2ICl 3

Wypieranie wolnych niemetali (Br 2, I 2, N 2, S) z ich związków

Cl2 + 2KBr = Br2 + 2KCl

Cl2 + 2KI = I2 + 2KCl

Cl2 + 2HI = I2 + 2HCl

Cl2 + H2S = S + 2HCl

3Cl2 + 2NH3 = N2 + 6HCl

Dysproporcja chloru w wodzie i wodnych roztworach zasad

W wyniku samoutleniania-samoredukcji część atomów chloru ulega przemianie w aniony Cl, natomiast inne na dodatnim stopniu utlenienia wchodzą w skład anionów ClO - lub ClO 3 -.

Cl2 + H2O = HCl + HClO kwas podchlorawy

Cl2 + 2KOH = KCl + KClO + H2O

3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O

3Cl 2 + 2Ca(OH) 2 = CaCl 2 + Ca(ClO) 2 + 2H 2 O

Te reakcje mają ważny, ponieważ prowadzą do wytwarzania związków tlenowo-chlorowych:

KClO 3 i Ca(ClO) 2 - podchloryn; KClO 3 - chloran potasu (sól Bertholleta).

Oddziaływanie chloru z substancjami organicznymi

a) zamiana atomów wodoru w cząsteczkach OM

b) przyłączenie cząsteczek Cl 2 w miejscu zerwania wielokrotnych wiązań węgiel-węgiel

H 2 C=CH 2 + Cl 2 → ClH 2 C-CH 2 Cl 1,2-dichloroetan

HC≡CH + 2Cl 2 → Cl 2 HC-CHCl2 1,1,2,2-tetrachloroetan

Chlorowodór i kwas solny

Chlorowodór gazowy

Fizyczne i właściwości chemiczne

HCl - chlorowodór. Przy obr. T - bezbarwny. gaz o ostrym zapachu, dość łatwo ulegający skropleniu (t.t. -114°C, temperatura wrzenia -85°C). Bezwodny HCl, zarówno w stanie gazowym, jak i ciekłym, nie przewodzi prądu elektrycznego i jest chemicznie obojętny w stosunku do metali, tlenków i wodorotlenków metali, a także wielu innych substancji. Oznacza to, że w przypadku braku wody chlorowodór nie wykazuje właściwości kwasowych. Dopiero w bardzo wysokich temperaturach gazowy HCl reaguje z metalami, nawet tak mało aktywnymi jak Cu i Ag.
W niewielkim stopniu pojawiają się także właściwości redukujące anionu chlorkowego w HCl: jest on utleniany przez fluor obj. T, a także w wysokiej T (600°C) w obecności katalizatorów reaguje odwracalnie z tlenem:

2HCl + F2 = Cl2 + 2HF

4HCl + O 2 = 2Сl 2 + 2H 2 O

Gazowy HCl jest szeroko stosowany w syntezie organicznej (reakcje chlorowodorowania).

Metody uzyskiwania

1. Synteza z prostych substancji:

H2 + Cl2 = 2HCl

2. Powstały jako produkt uboczny podczas chlorowania węglowodorów:

R-H + Cl2 = R-Cl + HCl

3. W laboratorium otrzymuje się go przez działanie stęż. H 2 SO 4 dla chlorków:

H 2 SO 4 (stężony) + NaCl = 2HCl + NaHSO 4 (przy niskim ogrzewaniu)

H 2 SO 4 (stężony) + 2 NaCl = 2 HCl + Na 2 SO 4 (przy bardzo wysokim ogrzewaniu)

Wodny roztwór HCl - mocny kwas (chlorowodorowy lub solny)

HCl jest bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie: przy obj. W 1 litrze H 2 O rozpuszcza się ~ 450 litrów gazu (rozpuszczaniu towarzyszy wydzielenie znacznej ilości ciepła). Nasycony roztwór ma udział masowy HCl równy 36-37%. Roztwór ten ma bardzo ostry, duszący zapach.

Cząsteczki HCl w wodzie prawie całkowicie rozpadają się na jony, czyli wodny roztwór HCl jest mocnym kwasem.

Właściwości chemiczne kwasu solnego

1. HCl rozpuszczony w wodzie ujawnia wszystko właściwości ogólne kwasy ze względu na obecność jonów H +

HCl → H + + Cl -

Wzajemne oddziaływanie:

a) z metalami (do H):

2HCl2 + Zn = ZnCl2 + H2

b) z tlenkami zasadowymi i amfoterycznymi:

2HCl + CuO = CuCl2 + H2O

6HCl + Al 2 O 3 = 2 AlCl 3 + ZN 2 O

c) z zasadami i wodorotlenkami amfoterycznymi:

2HCl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2H 2 O

3HCl + Al(OH) 3 = AlCl3 + ZN 2O

d) z solami słabszych kwasów:

2HCl + CaCO3 = CaCl2 + CO2 + H3O

HCl + C 6 H 5 ONa = C 6 H 5 OH + NaCl

e) z amoniakiem:

HCl + NH3 = NH4Cl

Reakcje z silnymi utleniaczami F 2, MnO 2, KMnO 4, KClO 3, K 2 Cr 2 O 7. Anion Cl - utlenia się do wolnego halogenu:

2Cl - - 2e - = Cl 2 0

Równania reakcji można znaleźć w artykule „Produkcja chloru”. Szczególne znaczenie ma ORR pomiędzy kwasem chlorowodorowym i azotowym:

Reakcje ze związkami organicznymi

Wzajemne oddziaływanie:

a) z aminami (jako zasady organiczne)

R-NH2 + HCl → + Cl -

b) z aminokwasami (jako związki amfoteryczne)

Tlenki chloru i oksokwasy

Tlenki kwasowe

Kwasy

Sole

Właściwości chemiczne

1. Wszystkie oksokwasy chloru i ich sole są silnymi utleniaczami.

2. Prawie wszystkie związki rozkładają się pod wpływem ogrzewania w wyniku wewnątrzcząsteczkowej redukcji utleniania lub dysproporcjonowania.

Wybielacz

Wapno chlorowe (wybielające) jest mieszaniną podchlorynu i chlorku wapnia, ma działanie wybielające i dezynfekujące. Czasami uważany za przykład soli mieszanej zawierającej jednocześnie aniony dwóch kwasów:

Woda Javela

Wodny roztwór chlorku potasu i hapochlorynu KCl + KClO + H 2 O

Uwzględnia się właściwości fizyczne chloru: gęstość chloru, jego przewodność cieplną, ciepło właściwe i lepkość dynamiczną w różnych temperaturach. Właściwości fizyczne Cl 2 przedstawiono w formie tablic dla stanu ciekłego, stałego i gazowego tego halogenu.

Podstawowe właściwości fizyczne chloru

Chlor zaliczany jest do grupy VII trzeciego okresu układu okresowego pierwiastków pod numerem 17. Należy do podgrupy halogenów, ma względne masy atomowe i cząsteczkowe odpowiednio 35,453 i 70,906. W temperaturach powyżej -30°C chlor jest zielonkawo-żółtym gazem o charakterystycznym silnym, drażniącym zapachu. Łatwo upłynnia się pod normalnym ciśnieniem (1,013·10 5 Pa) po schłodzeniu do -34°C i tworzy klarowną, bursztynową ciecz, która krzepnie w temperaturze -101°C.

Ze względu na dużą aktywność chemiczną, wolny chlor nie występuje w przyrodzie, lecz występuje jedynie w postaci związków. Występuje głównie w minerale halitowym (), wchodzi także w skład takich minerałów jak sylwin (KCl), karnalit (KCl MgCl 2 6H 2 O) i sylwinit (KCl NaCl). Zawartość chloru w skorupie ziemskiej zbliża się do 0,02% ogólnej liczby atomów skorupy ziemskiej, gdzie występuje w postaci dwóch izotopów 35 Cl i 37 Cl w stosunku procentowym 75,77% 35 Cl i 24,23% 37 Cl .

Gęstość chloru

W normalnych warunkach chlor jest ciężkim gazem o gęstości około 2,5 razy większej. Gęstość chloru gazowego i ciekłego w warunkach normalnych (w temperaturze 0°C) wynosi odpowiednio 3,214 i 1468 kg/m3. Podczas ogrzewania ciekłego lub gazowego chloru jego gęstość zmniejsza się w wyniku wzrostu objętości w wyniku rozszerzalności cieplnej.

Gęstość gazowego chloru

W tabeli przedstawiono gęstość chloru w stanie gazowym w różnych temperaturach (od -30 do 140°C) i normalnym ciśnieniu atmosferycznym (1,013·10 5 Pa). Gęstość chloru zmienia się wraz z temperaturą – zmniejsza się po podgrzaniu. Na przykład, w temperaturze 20°C gęstość chloru wynosi 2,985 kg/m3, a gdy temperatura tego gazu wzrośnie do 100°C, wartość gęstości maleje do wartości 2,328 kg/m 3.

Wraz ze wzrostem ciśnienia wzrasta gęstość chloru. Poniższe tabele przedstawiają gęstość chloru gazowego w zakresie temperatur od -40 do 140°C i ciśnieniu od 26,6·10·5 do 213·10·5 Pa. Wraz ze wzrostem ciśnienia gęstość chloru w stanie gazowym wzrasta proporcjonalnie. Przykładowo wzrost ciśnienia chloru z 53,2·10 5 do 106,4·10 5 Pa w temperaturze 10°C powoduje dwukrotny wzrost gęstości tego gazu.

Gęstość ciekłego chloru

Ciekły chlor może występować w stosunkowo wąskim zakresie temperatur, którego granice leżą od minus 100,5 do plus 144 ° C (to znaczy od temperatury topnienia do temperatury krytycznej). Powyżej temperatury 144°C chlor nie przechodzi w stan ciekły pod żadnym ciśnieniem. Gęstość ciekłego chloru w tym zakresie temperatur waha się od 1717 do 573 kg/m3.

Ciepło właściwe chloru

Ciepło właściwe chloru gazowego C p w kJ/(kg·K) w zakresie temperatur od 0 do 1200°C i normalnego ciśnienia atmosferycznego można obliczyć ze wzoru:

gdzie T jest temperaturą bezwzględną chloru w stopniach Kelvina.

Należy zauważyć, że w normalnych warunkach ciepło właściwe chloru wynosi 471 J/(kg·K) i wzrasta wraz z ogrzewaniem. Wzrost pojemności cieplnej w temperaturach powyżej 500°C staje się nieznaczny i przy wysokie temperatury Ciepło właściwe chloru pozostaje praktycznie niezmienione.

W tabeli przedstawiono wyniki obliczeń ciepła właściwego chloru według powyższego wzoru (błąd obliczeń wynosi około 1%).

W temperaturach bliskich zera absolutnego chlor występuje w stanie stałym i ma niską pojemność cieplną właściwą (19 J/(kg·K)). Wraz ze wzrostem temperatury stałego Cl 2 jego pojemność cieplna wzrasta i osiąga wartość 720 J/(kg · K) w temperaturze -143°C.

Ciekły chlor ma ciepło właściwe wynoszące 918...949 J/(kg · K) w zakresie od 0 do -90 stopni Celsjusza. Z tabeli widać, że ciepło właściwe ciekłego chloru jest wyższe niż chloru gazowego i maleje wraz ze wzrostem temperatury.

Przewodność cieplna chloru

W tabeli przedstawiono wartości współczynników przewodności cieplnej chloru gazowego przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym w zakresie temperatur od -70 do 400°C.

Współczynnik przewodności cieplnej chloru w normalnych warunkach wynosi 0,0079 W/(m stopnia), czyli 3 razy mniej niż w tej samej temperaturze i ciśnieniu. Ogrzewanie chloru prowadzi do wzrostu jego przewodności cieplnej. Zatem w temperaturze 100°C wartość tej właściwości fizycznej chloru wzrasta do 0,0114 W/(m stopnia).

Lepkość chloru

Współczynnik lepkości dynamicznej gazowego chloru w zakresie temperatur 20...500°C można w przybliżeniu obliczyć ze wzoru:

gdzie η T jest współczynnikiem lepkości dynamicznej chloru w danej temperaturze T, K;
η T 0 - współczynnik lepkości dynamicznej chloru w temperaturze T 0 = 273 K (w warunkach normalnych);
C jest stałą Sutherlanda (dla chloru C = 351).

W normalnych warunkach lepkość dynamiczna chloru wynosi 0,0123·10 -3 Pa·s. Po podgrzaniu właściwości fizyczne chloru, takie jak lepkość, przyjmują wyższe wartości.

Ciekły chlor ma lepkość o rząd wielkości wyższą niż gazowy chlor. Przykładowo w temperaturze 20°C lepkość dynamiczna ciekłego chloru ma wartość 0,345·10 -3 Pa·s i maleje wraz ze wzrostem temperatury.

Źródła:

1. Barkov S. A. Halogeny i podgrupa manganu. Elementy grupy VII układu okresowego D. I. Mendelejewa. Podręcznik dla studentów. M.: Edukacja, 1976 – 112 s.
2. Tablice wielkości fizycznych. Informator. wyd. akad. I. K. Kikoina. M.: Atomizdat, 1976 - 1008 s.
3. Yakimenko L. M., Pasmanik M. I. Podręcznik dotyczący produkcji chloru, sody kaustycznej i zasadowych produktów chlorowych. wyd. 2. miejsce, os. i inni M.: Chemia, 1976 - 440 s.

Chlor

CHLOR-A; M.[z greckiego chlōros - bladozielony] Pierwiastek chemiczny (Cl), duszący gaz o zielonkawożółtej barwie i ostrym zapachu (stosowany jako środek trujący i dezynfekujący). Związki chloru. Zatrucie chlorem.

◁ Chlor (patrz).

(łac. Chlor), pierwiastek chemiczny z VII grupy układu okresowego, należy do halogenów. Nazwa pochodzi od greckiego słowa chlōros – żółto-zielonego. Wolny chlor składa się z cząsteczek dwuatomowych (Cl 2); żółto-zielony gaz o ostrym zapachu; gęstość 3,214 g/l; T pl -101°C; T kip -33,97°C; w zwykłych temperaturach łatwo ulega upłynnieniu pod ciśnieniem 0,6 MPa. Chemicznie bardzo aktywny (utleniacz). Głównymi minerałami są halit (sól kamienna), sylwin, biszofit; woda morska zawiera chlorki sodu, potasu, magnezu i innych pierwiastków. Wykorzystuje się je do produkcji związków organicznych zawierających chlor (60-75%), substancji nieorganicznych (10-20%), do wybielania celulozy i tkanin (5-15%), do celów sanitarnych i dezynfekcji (chlorowania) wody . Toksyczny.

CHLOR (łac. Chlorum), Cl (czytaj „chlor”), pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 17 i masie atomowej 35,453. W wolnej postaci jest żółto-zielonym ciężkim gazem o ostrym, duszącym zapachu (stąd nazwa: grecki chloros – żółto-zielony).
Naturalny chlor jest mieszaniną dwóch nuklidów (cm. NUKLIDE) o liczbach masowych 35 (w mieszaninie 75,77% mas.) i 37 (24,23%). Konfiguracja zewnętrznej warstwy elektronowej 3 S 2 P 5 . W związkach wykazuje głównie stopnie utlenienia –1, +1, +3, +5 i +7 (wartościowości I, III, V i VII). (cm. Znajduje się w trzecim okresie w grupie VIIA układu okresowego pierwiastków Mendelejewa, należy do halogenów.
FLUOROWIEC)
Promień obojętnego atomu chloru wynosi 0,099 nm, promienie jonowe wynoszą odpowiednio (w nawiasach podano wartości liczby koordynacyjnej): Cl - 0,167 nm (6), Cl 5+ 0,026 nm (3) i Clr 7+ 0,022 nm (3) i 0,041 nm (6). Kolejne energie jonizacji obojętnego atomu chloru wynoszą odpowiednio 12,97, 23,80, 35,9, 53,5, 67,8, 96,7 i 114,3 eV. Powinowactwo elektronowe 3,614 eV. Według skali Paulinga elektroujemność chloru wynosi 3,16.
Historia odkryć
Najważniejszy związek chemiczny chloru – sól kuchenna (wzór chemiczny NaCl, nazwa chemiczna chlorek sodu) – jest znany człowiekowi od czasów starożytnych. Istnieją dowody na to, że ekstrakcję soli kuchennej prowadzono w Libii już 3-4 tysiące lat p.n.e. Możliwe, że alchemicy, używając soli kuchennej do różnych manipulacji, zetknęli się także z gazowym chlorem. Aby rozpuścić „króla metali” – złoto – użyli „wódki regia” – mieszaniny kwasów solnego i azotowego, których interakcja uwalnia chlor. (cm. Po raz pierwszy chlor gazowy otrzymał i szczegółowo opisał szwedzki chemik K. Scheele SCHEELE Karla Wilhelma) (cm. w 1774. Ogrzał kwas solny z mineralnym piroluzytem PIROLUZYT) (cm. MnO2 i zaobserwowali uwolnienie żółto-zielonego gazu o ostrym zapachu. Ponieważ w tamtych czasach dominowała teoria flogistonu Scheele uznał nowy gaz za „deflogistonizowany kwas solny”, tj. za tlenek (tlenek) kwasu solnego. A. Lavoisiera (cm. LAVOISIER Antoine Laurent) uważał gaz za tlenek pierwiastka „muria” (kwas solny nazywano kwasem murowym, od łac. muria – solanka). Ten sam punkt widzenia po raz pierwszy podzielił angielski naukowiec G. Davy (cm. DAVY Humphrey), który spędził dużo czasu rozkładając „tlenek muru” na proste substancje. Nie udało mu się i w 1811 roku Davy doszedł do wniosku, że gaz ten jest prostą substancją i odpowiada mu pierwiastek chemiczny. Davy jako pierwszy zasugerował nazwanie go chlorem ze względu na żółto-zieloną barwę gazu. Nazwę „chlor” nadał pierwiastkowi w 1812 roku francuski chemik J. L. Gay-Lussac (cm. wesoły LUSSAC Joseph Louis); jest akceptowana we wszystkich krajach z wyjątkiem Wielkiej Brytanii i USA, gdzie zachowała się nazwa wprowadzona przez Davy'ego. Sugerowano, że pierwiastek ten należy nazwać „halogenowym” (czyli wytwarzającym sól), jednak z czasem stała się to ogólna nazwa wszystkich pierwiastków z grupy VIIA.
Będąc w naturze
Zawartość chloru w skorupie ziemskiej wynosi 0,013% wag. Występuje on w zauważalnych stężeniach w postaci jonu Cl –. woda morska(średnio ok. 18,8 g/l). Chemicznie chlor jest wysoce aktywny i dlatego nie występuje w przyrodzie w postaci wolnej. Wchodzi w skład takich minerałów, które tworzą duże złoża, np. soli kuchennej czy kamiennej (halit (cm. HALIT)) NaCl, karnalit (cm. KARNALIT) KCl MgCl 2 6H 21 O, sylwin (cm. Sylwin) KCl, sylwinit (Na, K)Cl, kainit (cm. KAINIT) KCl MgSO4 3H 2 O, biszofit (cm. BISCHOFIT) MgCl 2 · 6H 2 O i wiele innych. Chlor można znaleźć w różnych skałach i glebie.
Paragon
Do produkcji chloru gazowego stosuje się elektrolizę mocnego wodnego roztworu NaCl (czasami stosuje się KCl). Elektrolizę przeprowadza się za pomocą membrany kationowymiennej oddzielającej przestrzeń katodową i anodową. Co więcej, ze względu na proces
2NaCl + 2H 2 O = 2 NaOH + H 2 + Cl 2
od razu otrzymuje się trzy cenne produkty chemiczne: chlor na anodzie, wodór na katodzie (cm. WODÓR), a w elektrolizerze gromadzą się zasady (1,13 tony NaOH na każdą tonę wyprodukowanego chloru). Produkcja chloru metodą elektrolizy wymaga dużych ilości energii elektrycznej: do wyprodukowania 1 tony chloru zużywa się od 2,3 do 3,7 MW.
Aby otrzymać chlor w laboratorium, stosuje się reakcję stężonego kwasu solnego z dowolnym silnym środkiem utleniającym (nadmanganian potasu KMnO 4, dichromian potasu K 2 Cr 2 O 7, chloran potasu KClO 3, wybielacz CaClOCl, tlenek manganu (IV) MnO 2 ). Do tych celów najwygodniej jest zastosować nadmanganian potasu: w tym przypadku reakcja przebiega bez ogrzewania:
2KMnO 4 + 16HCl = 2KСl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2O.
W razie potrzeby chlor w postaci skroplonej (pod ciśnieniem) transportowany jest w cysternach kolejowych lub w butlach stalowych. Butle z chlorem mają specjalne oznaczenie, ale nawet bez niego butlę z chlorem można łatwo odróżnić od butli z innymi nietoksycznymi gazami. Dno butli z chlorem ma kształt półkuli, a butli z ciekłym chlorem nie można ustawić pionowo bez podpórki.
Właściwości fizyczne i chemiczne
W normalnych warunkach chlor jest żółto-zielonym gazem, którego gęstość w temperaturze 25°C wynosi 3,214 g/dm 3 (około 2,5 razy większa od gęstości powietrza). Temperatura topnienia stałego chloru wynosi –100,98°C, a temperatura wrzenia –33,97°C. Potencjał elektrody standardowej Cl 2 /Cl - w roztworze wodnym wynosi +1,3583 V.
W stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek Cl2. Odległość międzyjądrowa w tej cząsteczce wynosi 0,1987 nm. Powinowactwo elektronowe cząsteczki Cl2 wynosi 2,45 eV, potencjał jonizacji wynosi 11,48 eV. Energia dysocjacji cząsteczek Cl 2 na atomy jest stosunkowo niska i wynosi 239,23 kJ/mol.
Chlor jest słabo rozpuszczalny w wodzie. W temperaturze 0°C rozpuszczalność wynosi 1,44% wag., w 20°C - 0,711°C% wag., w 60°C - 0,323% wag. %. Roztwór chloru w wodzie nazywa się wodą chlorowaną. W wodzie chlorowanej ustala się równowaga:
Сl 2 + H. 2 O H. + = Сl - + HOСl.
Aby przesunąć tę równowagę w lewo, czyli zmniejszyć rozpuszczalność chloru w wodzie, należy do wody dodać chlorek sodu NaCl lub jakiś nielotny mocny kwas (np. siarkowy).
Chlor jest dobrze rozpuszczalny w wielu cieczach niepolarnych. Sam ciekły chlor służy jako rozpuszczalnik dla substancji takich jak BCl 3, SiCl 4, TiCl 4.
Ze względu na niską energię dysocjacji cząsteczek Cl 2 na atomy i wysokie powinowactwo elektronowe atomu chloru, chemicznie chlor jest wysoce aktywny. Reaguje bezpośrednio z większością metali (w tym np. złotem) i wieloma niemetalami. Tak więc bez ogrzewania chlor reaguje z zasadą (cm. METALE ALKALICZNE) i metale ziem alkalicznych (cm. METALE ZIEM ALKALICZNYCH), z antymonem:
2Sb + 3Cl2 = 2SbCl3
Po podgrzaniu chlor reaguje z aluminium:
3Сl 2 + 2Аl = 2А1Сl 3
i żelazo:
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3.
Chlor reaguje z wodorem H2 albo po zapaleniu (chlor pali się cicho w atmosferze wodoru), albo po napromieniowaniu mieszaniny chloru i wodoru światłem ultrafioletowym. W tym przypadku pojawia się gazowy chlorowodór HCl:
H2 + Cl2 = 2HCl.
Roztwór chlorowodoru w wodzie nazywa się kwasem solnym (cm. KWAS CHLOROWODOROWY)(kwas chlorowodorowy. Maksymalne stężenie masowe kwasu solnego wynosi około 38%. Sole kwasu solnego - chlorki (cm. CHLORKI), na przykład chlorek amonu NH 4 Cl, chlorek wapnia CaCl 2, chlorek baru BaCl 2 i inne. Wiele chlorków jest dobrze rozpuszczalnych w wodzie. Chlorek srebra AgCl jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie i kwaśnych roztworach wodnych. Jakościową reakcją na obecność jonów chlorkowych w roztworze jest utworzenie się białego osadu AgCl z jonami Ag+, praktycznie nierozpuszczalnego w środowisku kwasu azotowego:
CaCl 2 + 2AgNO 3 = Ca(NO 3) 2 + 2AgCl.
W temperaturze pokojowej chlor reaguje z siarką (powstaje tzw. monochlorek siarki S 2 Cl 2) i fluorem (powstają związki ClF i ClF 3). Po podgrzaniu chlor oddziałuje z fosforem (tworzą się związki PCl 3 lub PCl 5 w zależności od warunków reakcji), arsenem, borem i innymi niemetalami. Chlor nie reaguje bezpośrednio z tlenem, azotem, węglem (liczne związki chloru z tymi pierwiastkami otrzymuje się pośrednio) i gazami obojętnymi (w ostatnio naukowcy znaleźli sposoby na aktywację takich reakcji i przeprowadzenie ich „bezpośrednio”). Z innymi halogenami chlor tworzy związki międzyhalogenowe, na przykład bardzo silne utleniacze - fluorki ClF, ClF 3, ClF 5. Siła utleniająca chloru jest większa niż bromu, więc chlor wypiera jon bromkowy z roztworów bromków, na przykład:
Cl2 + 2NaBr = Br2 + 2NaCl
Chlor ulega reakcjom podstawienia wieloma związkami organicznymi, np. metanem CH4 i benzenem C6H6:
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl lub C 6 H 6 + Cl 2 = C 6 H 5 Cl + HCl.
Cząsteczka chloru może przyłączać się za pomocą wiązań wielokrotnych (podwójnych i potrójnych) do związków organicznych, na przykład do etylenu C 2 H 4:
C 2 H 4 + Cl 2 = CH 2 Cl CH 2 Cl.
Chlor oddziałuje z wodnymi roztworami zasad. Jeśli reakcja zachodzi w temperaturze pokojowej, powstają chlorki (na przykład chlorek potasu KCl) i podchloryn (cm. PODCHLORYNY)(na przykład podchloryn potasu KClO):
Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O.
Kiedy chlor wchodzi w interakcję z gorącym (temperatura około 70-80°C) roztworem alkalicznym, powstają odpowiednie chlorki i chlorany (cm. CHLORANY), Na przykład:
3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O.
Gdy chlor wchodzi w interakcję z mokrą zawiesiną wodorotlenku wapnia Ca(OH) 2, powstaje wybielacz (cm. WYBIELACZ)(„wybielacz”) CaClOCl.
Stopień utlenienia chloru +1 odpowiada słabemu, niestabilnemu kwasowi podchlorawemu (cm. Kwas podchlorawy) HClO. Jego solami są podchloryn, na przykład NaClO - podchloryn sodu. Podchloryny są silnymi utleniaczami i są szeroko stosowane jako środki wybielające i dezynfekujące. Kiedy podchloryn, zwłaszcza wybielacz, wchodzi w interakcję z dwutlenkiem węgla CO2, powstaje między innymi lotny kwas podchlorawy. (cm. Kwas podchlorawy), który może się rozłożyć z wydzieleniem tlenku chloru (I) Cl 2 O:
2HClO = Cl2O + H2O.
To właśnie zapach tego gazu, Cl 2 O, jest charakterystycznym zapachem „wybielacza”.
Stopień utlenienia chloru +3 odpowiada niskostabilnemu kwasowi o średniej mocy HClO2. Kwas ten nazywa się kwasem chlorowym, jego sole nazywane są chlorytami (cm. CHLORYNY (sole)), na przykład NaClO 2 - chloryn sodu.
Stopień utlenienia chloru +4 odpowiada tylko jednemu związkowi - dwutlenkowi chloru ClO2.
Stopień utlenienia chloru +5 odpowiada mocnemu, stabilnemu tylko w roztworach wodnych w stężeniach poniżej 40%, kwasowi nadchlorowemu (cm. Kwas podchlorawy) HClO 3. Jego solami są chlorany, na przykład chloran potasu KClO 3.
Stopień utlenienia chloru +6 odpowiada tylko jednemu związkowi - trójtlenkowi chloru ClO 3 (występuje w postaci dimeru Cl 2 O 6).
Stopień utlenienia chloru +7 odpowiada bardzo mocnemu i dość stabilnemu kwasowi nadchlorowemu (cm. KWAS NACHLOROWOWY) HClO 4. Jego sole to nadchlorany (cm. NADCHLORANY) na przykład nadchloran amonu NH 4 ClO 4 lub nadchloran potasu KClO 4. Należy zauważyć, że nadchlorany ciężkich metali alkalicznych - potasu, a zwłaszcza rubidu i cezu - są słabo rozpuszczalne w wodzie. Tlenek odpowiadający stopniowi utlenienia chloru wynosi +7 - Cl 2 O 7.
Spośród związków zawierających chlor na dodatnim stopniu utlenienia, najsilniejsze właściwości utleniające mają podchloryn. W przypadku nadchloranów właściwości utleniające są nietypowe.
Aplikacja
Chlor jest jednym z najważniejszych produktów przemysłu chemicznego. Jego światowa produkcja sięga kilkudziesięciu milionów ton rocznie. Chlor wykorzystuje się do produkcji środków dezynfekcyjnych i wybielaczy (podchloryn sodu, wybielacze i inne), kwasu solnego, chlorków wielu metali i niemetali, wielu tworzyw sztucznych (polichlorek winylu (cm. POLICHLOREK WINYLU) i inne), rozpuszczalniki zawierające chlor (dichloroetan CH 2 ClCH 2 Cl, czterochlorek węgla CCl 4 itp.), do otwierania rud, oddzielania i oczyszczania metali itp. Chlor służy do dezynfekcji wody (chlorowanie (cm. CHLOROWANIE)) i do wielu innych celów.
Rola biologiczna
Chlor jest jednym z najważniejszych pierwiastków biogennych (cm. ELEMENTY BIOGENICZNE) i jest częścią wszystkich żywych organizmów. Niektóre rośliny, tzw. halofity, nie tylko potrafią rosnąć na glebach silnie zasolonych, ale także kumulują duże ilości chlorków. Znane są mikroorganizmy (halobakterie itp.) i zwierzęta żyjące w warunkach dużego zasolenia. Chlor jest jednym z głównych elementów metabolizmu wody i soli u zwierząt i człowieka, warunkującym procesy fizyczne i chemiczne zachodzące w tkankach organizmu. Bierze udział w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej w tkankach, osmoregulacji (cm. OSMOREGULACJA)(chlor jest główną substancją czynną osmotycznie we krwi, limfie i innych płynach ustrojowych), występując głównie na zewnątrz komórek. W roślinach chlor bierze udział w reakcjach utleniania i fotosyntezie.
Ludzka tkanka mięśniowa zawiera 0,20-0,52% chloru, tkanka kostna - 0,09%; we krwi – 2,89 g/l. Ciało przeciętnego człowieka (masa ciała 70 kg) zawiera 95 g chloru. Człowiek otrzymuje dziennie 3-6 g chloru z pożywienia, co z nawiązką pokrywa zapotrzebowanie na ten pierwiastek.
Cechy pracy z chlorem
Chlor jest trującym gazem duszącym; jeśli przedostanie się do płuc, powoduje oparzenia tkanki płucnej i uduszenie. Działa drażniąco na drogi oddechowe już w stężeniu w powietrzu około 0,006 mg/l. Chlor był jedną z pierwszych trucizn chemicznych (cm. SUBSTANCJE TRUJĄCE), używany przez Niemcy w I wojna światowa. Podczas pracy z chlorem należy nosić odzież ochronną, maskę przeciwgazową i rękawice. NA krótki czas Narządy oddechowe przed przedostawaniem się chloru można zabezpieczyć bandażem materiałowym zwilżonym roztworem siarczynu sodu Na 2 SO 3 lub tiosiarczanu sodu Na 2 S 2 O 3 . Maksymalne dopuszczalne stężenie chloru w powietrzu pomieszczeń roboczych wynosi 1 mg/m 3, w powietrzu obszarów zaludnionych 0,03 mg/m 3.

Słownik encyklopedyczny. 2009 .

Zobacz, co oznacza „chlor” w innych słownikach:

Chlor, cóż... Rosyjski akcent słowny

chlor- chlor i... Słownik ortografii rosyjskiej

chlor- chlor/... Słownik morfemiczno-pisowniczy

- (grecki chloros zielonkawo-żółty). Chemicznie proste ciało gazowe o zielonkawo-żółtej barwie, o ostrym, drażniącym zapachu, zdolne do odbarwiania materii roślinnej. Słownik obce słowa, zawarte w języku rosyjskim... Słownik obcych słów języka rosyjskiego

- (symbol C1), szeroko rozpowszechniony pierwiastek niemetaliczny, jeden z HALOGENÓW (pierwiastków siódmej grupy układu okresowego), odkryty po raz pierwszy w 1774 roku. Wchodzi w skład soli kuchennej (NaCl). Chlor jest zielonkawożółty... Naukowy i techniczny słownik encyklopedyczny

CHLOR- CHLOR, C12, chemiczny. pierwiastek, liczba atomowa 17, masa atomowa 35,457. Będąc w grupie VII okresu III, atomy chloru mają 7 zewnętrznych elektronów, dzięki czemu X zachowuje się jak typowy jednowartościowy metaloid. X. podzielony na izotopy o atomie... ... Wielka encyklopedia medyczna

Chlor- zwykle otrzymywany przez elektrolizę chlorków metali alkalicznych, zwłaszcza chlorku sodu. Chlor jest zielonkawo-żółtym, duszącym, żrącym gazem, 2,5 razy gęstszym od powietrza, słabo rozpuszczalnym w wodzie i łatwo ulegającym skropleniu. Zwykle transportowany... Oficjalna terminologia

Chlor- (Chlor), Cl, pierwiastek chemiczny VII grupy układu okresowego, liczba atomowa 17, masa atomowa 35,453; odnosi się do halogenów; gaz żółtozielony, temperatura wrzenia 33,97°C. Stosowany do produkcji polichlorku winylu, kauczuku chloroprenowego,... ... Ilustrowany słownik encyklopedyczny

CHLOR, chlor, pl. nie, mąż (z greckiego chloros green) (chemiczny). Stosowany pierwiastek chemiczny, gaz duszący. w technologii, w higienie jako środek dezynfekujący i w walce jako substancja trująca. Słownik objaśniający Uszakowa. D.N. Uszakow. 1935 1940... Słownik wyjaśniający Uszakowa

Chlor... Początkowa część złożonych słów, wprowadzająca znaczenie słów: chlor, chlorek (chloroorganiczny, chloroaceton, chlorobenzen, chlorometan itp.). Słownik wyjaśniający Efraima. T. F. Efremova. 2000... Nowoczesny słownik objaśniający języka rosyjskiego autorstwa Efremowej

Książki

• Teatr rosyjski lub Kompletny zbiór wszystkich rosyjskich dzieł teatralnych. Część 24. Opery: Guardian Professor. - I. Knyazhnin. Nieszczęście z powozu. - Radość Dushinki. - Żarty marynarskie. - . Chlor Carewicz, , . Książka jest przedrukiem z 1786 r. Pomimo tego, że włożono wiele pracy w przywrócenie pierwotnej jakości publikacji, niektóre strony mogą...

Chlor(z greckiego χλωρ?ς - „zielony”) - element głównej podgrupy siódmej grupy, trzeciego okresu układu okresowego pierwiastków chemicznych D. I. Mendelejewa, o liczbie atomowej 17. Oznaczony symbolem kl(łac. Chlor). Chemicznie aktywny niemetal. Należy do grupy halogenów (pierwotnie nazwy „halogen” używał niemiecki chemik Schweiger w odniesieniu do chloru [dosłownie „halogen” tłumaczy się jako sól), jednak nie przyjęła się, a później stała się powszechna w grupie VII pierwiastków, w tym chloru).

Prosta substancja chlor (numer CAS: 7782-50-5) w normalnych warunkach jest trującym gazem o żółtawo-zielonym zabarwieniu i ostrym zapachu. Cząsteczka chloru jest dwuatomowa (wzór Cl 2).

Historia odkrycia chloru

Gazowy bezwodny chlorowodór po raz pierwszy zebrał J. Prisley w 1772 roku. (nad ciekłą rtęcią). Chlor został po raz pierwszy uzyskany w 1774 roku przez Scheele, który w swoim traktacie o piroluzycie opisał jego uwalnianie podczas interakcji piroluzytu z kwasem solnym:

4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Scheele zauważył zapach chloru podobny do zapachu wody królewskiej, jego zdolność do reagowania ze złotem i cynobrem oraz właściwości wybielające.

Jednakże Scheele, zgodnie z dominującą wówczas w chemii teorią flogistonu, zasugerował, że chlor to deflogistykowany kwas solny, czyli tlenek kwasu solnego. Berthollet i Lavoisier zasugerowali, że chlor jest tlenkiem pierwiastka Murii jednakże próby jej wyizolowania zakończyły się niepowodzeniem aż do prac Davy'ego, któremu udało się rozłożyć sól kuchenną na sód i chlor metodą elektrolizy.

Dystrybucja w przyrodzie

W przyrodzie występują dwa izotopy chloru: 35 Cl i 37 Cl. W skorupie ziemskiej chlor jest najpowszechniejszym halogenem. Chlor jest bardzo aktywny – łączy się bezpośrednio z niemal wszystkimi pierwiastkami układu okresowego. Dlatego w przyrodzie występuje wyłącznie w postaci związków w minerałach: halit NaCl, sylwin KCl, sylwinit KCl NaCl, biszofit MgCl 2 6H2O, karnalit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H 2 O. Największy Zasoby chloru zawarte są w solach wód mórz i oceanów (zawartość w wodzie morskiej wynosi 19 g/l). Chlor stanowi 0,025% całkowitej liczby atomów w skorupie ziemskiej, liczba Clarke'a chloru wynosi 0,017%, a ciało ludzkie zawiera 0,25% masowych jonów chloru. W organizmie człowieka i zwierząt chlor występuje głównie w płynach międzykomórkowych (w tym we krwi) i zabawkach ważną rolę w regulacji procesów osmotycznych, a także w procesach związanych z pracą komórek nerwowych.

Właściwości fizyczne i fizykochemiczne

W normalnych warunkach chlor jest żółto-zielonym gazem o duszącym zapachu. Niektóre jego właściwości fizyczne przedstawiono w tabeli.

Niektóre właściwości fizyczne chloru

Chlor gazowy skrapla się stosunkowo łatwo. Począwszy od ciśnienia 0,8 MPa (8 atmosfer) chlor będzie ciekły już w temperaturze pokojowej. Po schłodzeniu do -34 ° C chlor staje się cieczą również przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym. Ciekły chlor jest żółto-zieloną cieczą, która jest bardzo żrąca (ze względu na duże stężenie cząsteczek). Zwiększając ciśnienie można osiągnąć obecność ciekłego chloru do temperatury +144°C (temperatura krytyczna) przy ciśnieniu krytycznym 7,6 MPa.

W temperaturach poniżej -101 ° C ciekły chlor krystalizuje w rombową siatkę z grupą przestrzenną Cmca i parametry a=6,29 Å b=4,50 Å, c=8,21 Å. Poniżej 100 K rombowa modyfikacja krystalicznego chloru staje się tetragonalna, mająca grupę przestrzenną P4 2/ncm oraz parametry sieci a=8,56 Å i c=6,12 Å.

Rozpuszczalność

Stopień dysocjacji cząsteczki chloru Cl 2 → 2Cl. Przy 1000 K wynosi 2,07×10 −4%, a przy 2500 K 0,909%.

Próg odczuwania zapachu w powietrzu wynosi 0,003 (mg/l).

Pod względem przewodności elektrycznej ciekły chlor należy do najsilniejszych izolatorów: przewodzi prąd prawie miliard razy gorzej niż woda destylowana i 10 22 razy gorzej niż srebro. Prędkość dźwięku w chlorze jest około półtora razy mniejsza niż w powietrzu.

Właściwości chemiczne

Budowa powłoki elektronowej

Poziom wartościowości atomu chloru zawiera 1 niesparowany elektron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5, więc wartościowość 1 dla atomu chloru jest bardzo stabilna. Ze względu na obecność niezajętego orbitalu podpoziomu d w atomie chloru, atom chloru może wykazywać inne wartościowości. Schemat powstawania stanów wzbudzonych atomu:

Znane są również związki chloru, w których atom chloru formalnie wykazuje wartościowość 4 i 6, na przykład ClO 2 i Cl 2 O 6. Jednakże związki te są rodnikami, co oznacza, że ​​mają jeden niesparowany elektron.

Interakcja z metalami

Chlor reaguje bezpośrednio z prawie wszystkimi metalami (z niektórymi tylko w obecności wilgoci lub po podgrzaniu):

Cl 2 + 2Na → 2NaCl 3Cl 2 + 2Sb → 2SbCl 3 3Cl 2 + 2Fe → 2FeCl 3

Oddziaływanie z niemetalami

Z niemetalami (z wyjątkiem węgla, azotu, tlenu i gazów obojętnych) tworzy odpowiednie chlorki.

Pod wpływem światła lub po podgrzaniu reaguje aktywnie (czasami z eksplozją) z wodorem zgodnie z radykalnym mechanizmem. Mieszaniny chloru z wodorem, zawierające od 5,8 do 88,3% wodoru, pod wpływem napromieniowania eksplodują, tworząc chlorowodór. Mieszanina chloru i wodoru w małych stężeniach pali się bezbarwnym lub żółto-zielonym płomieniem. Maksymalna temperatura płomień wodorowo-chlorowy 2200°C.:

Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2

Z tlenem chlor tworzy tlenki, w których wykazuje stopień utlenienia od +1 do +7: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Mają ostry zapach, są niestabilne termicznie i fotochemicznie oraz są podatne na wybuchowy rozkład.

Podczas reakcji z fluorem nie powstaje chlorek, ale fluor:

Cl 2 + 3F 2 (przykł.) → 2ClF 3

Inne właściwości

Chlor wypiera brom i jod z ich związków z wodorem i metalami:

Cl 2 + 2HBr → Br 2 + 2HCl Cl 2 + 2NaI → I 2 + 2NaCl

Podczas reakcji z tlenkiem węgla powstaje fosgen:

Cl 2 + CO → COCl 2

Po rozpuszczeniu w wodzie lub zasadach chlor ulega dysmutacji, tworząc kwasy podchlorawy (a po podgrzaniu nadchlorowy) i kwas solny lub ich sole:

Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O

Chlorowanie suchego wodorotlenku wapnia daje wybielacz:

Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl (OCl) + H 2 O

Wpływ chloru na amoniak, trójchlorek azotu można uzyskać:

4NH3 + 3Cl2 → NCl3 + 3NH4Cl

Utleniające właściwości chloru

Chlor jest bardzo silnym utleniaczem.

Cl2 + H2S → 2HCl + S

Reakcje z substancjami organicznymi

Ze związkami nasyconymi:

CH 3-CH 3 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl

Przyłącza się do związków nienasyconych poprzez wiązania wielokrotne:

CH 2 = CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl

Związki aromatyczne zastępują atom wodoru chlorem w obecności katalizatorów (na przykład AlCl 3 lub FeCl 3):

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl

Metody uzyskiwania

Metody przemysłowe

Początkowo przemysłowa metoda wytwarzania chloru opierała się na metodzie Scheele, czyli reakcji piroluzytu z kwasem solnym:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

W 1867 roku Deacon opracował metodę wytwarzania chloru poprzez katalityczne utlenianie chlorowodoru tlenem atmosferycznym. Proces Deacona jest obecnie stosowany do odzyskiwania chloru z chlorowodoru, produktu ubocznego przemysłowego chlorowania związków organicznych.

4HCl + O2 → 2H2O + 2Cl2

Obecnie chlor wytwarza się na skalę przemysłową wraz z wodorotlenkiem sodu i wodorem w drodze elektrolizy roztworu soli kuchennej:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Anoda: 2Cl − — 2е − → Cl 2 0 Katoda: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −

Ponieważ elektroliza wody zachodzi równolegle z elektrolizą chlorku sodu, ogólne równanie można wyrazić w następujący sposób:

1,80 NaCl + 0,50 H 2 O → 1,00 Cl 2 + 1,10 NaOH + 0,03 H 2

Stosuje się trzy warianty elektrochemicznej metody wytwarzania chloru. Dwie z nich to elektroliza z katodą stałą: metoda przeponowa i membranowa, trzecia to elektroliza z katodą ciekłej rtęci (metoda wytwarzania rtęci). Spośród elektrochemicznych metod produkcji najłatwiejszą i najwygodniejszą metodą jest elektroliza z katodą rtęciową, ale ta metoda powoduje znaczne szkody środowisko w wyniku parowania i wycieku rtęci metalicznej.

Metoda membranowa ze stałą katodą

Wnęka elektrolizera jest podzielona porowatą przegrodą azbestową – membraną – na przestrzeń katodową i anodową, w których odpowiednio znajdują się katoda i anoda elektrolizera. Dlatego taki elektrolizer nazywany jest często membraną, a metodą produkcji jest elektroliza membranowa. Strumień nasyconego anolitu (roztwór NaCl) w sposób ciągły wpływa do przestrzeni anodowej elektrolizera membranowego. W wyniku procesu elektrochemicznego na anodzie uwalnia się chlor w wyniku rozkładu halitu, a na katodzie wodór w wyniku rozkładu wody. W tym przypadku strefa przykatodowa jest wzbogacana wodorotlenkiem sodu.

Metoda membranowa ze stałą katodą

Metoda membranowa jest zasadniczo podobna do metody membranowej, ale przestrzenie anodowe i katodowe są oddzielone membraną z polimeru kationowymiennego. Metoda produkcji membran jest bardziej wydajna niż metoda membranowa, ale trudniejsza w zastosowaniu.

Metoda rtęciowa z katodą ciekłą

Proces odbywa się w kąpieli elektrolitycznej, która składa się z elektrolizera, rozkładnika i pompy rtęciowej, połączonych ze sobą komunikacją. W kąpieli elektrolitycznej rtęć krąży pod działaniem pompy rtęciowej, przechodząc przez elektrolizer i rozkładnik. Katodą elektrolizera jest strumień rtęci. Anody - grafitowe lub odporne na zużycie. Wraz z rtęcią przez elektrolizer w sposób ciągły przepływa strumień anolitu, czyli roztworu chlorku sodu. W wyniku elektrochemicznego rozkładu chlorku na anodzie tworzą się cząsteczki chloru, a na katodzie uwolniony sód rozpuszcza się w rtęci, tworząc amalgamat.

Metody laboratoryjne

W laboratoriach chlor jest zwykle wytwarzany w procesach polegających na utlenianiu chlorowodoru silnymi utleniaczami (na przykład tlenkiem manganu (IV), nadmanganianem potasu, dwuchromianem potasu):

2KMnO 4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 +8H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 3Cl 2 + 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O

Magazynowanie chloru

Wytwarzany chlor jest magazynowany w specjalnych „zbiornikach” lub pompowany do stalowych butli pod wysokim ciśnieniem. Butle z ciekłym chlorem pod ciśnieniem mają specjalny kolor - kolor bagienny. Należy pamiętać, że podczas długotrwałego użytkowania butli z chlorem gromadzi się w nich niezwykle wybuchowy trójchlorek azotu, dlatego też od czasu do czasu butle z chlorem muszą zostać poddane rutynowemu myciu i czyszczeniu chlorkiem azotu.

Normy jakości chloru

Według GOST 6718-93 „Chlor ciekły. Specyfikacje techniczne” produkowane są następujące gatunki chloru

Aplikacja

Chlor znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, nauce oraz na potrzeby gospodarstwa domowego:

• Przy produkcji polichlorku winylu, mieszanek tworzyw sztucznych, kauczuku syntetycznego, z których wykonują: izolacje przewodów, profile okienne, materiały opakowaniowe, odzież i obuwie, linoleum i płyty gramofonowe, lakiery, sprzęt i tworzywa piankowe, zabawki, części instrumentów, materiały budowlane . Polichlorek winylu wytwarza się w wyniku polimeryzacji chlorku winylu, który obecnie jest najczęściej wytwarzany z etylenu metodą zbilansowaną zawartością chloru poprzez związek pośredni 1,2-dichloroetan.
• Wybielające właściwości chloru są znane od dawna, chociaż to nie sam chlor „wybiela”, ale tlen atomowy, który powstaje podczas rozkładu kwasu podchlorawego: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O.. Ta metoda bielenia tkanin, papieru, tektury stosowana jest od kilku stuleci.
• Produkcja insektycydów chloroorganicznych - substancji zabijających owady szkodliwe dla upraw, ale bezpiecznych dla roślin. Znaczna część produkowanego chloru jest zużywana do otrzymywania środków ochrony roślin. Jednym z najważniejszych środków owadobójczych jest heksachlorocykloheksan (często nazywany heksachloranem). Substancja ta została po raz pierwszy zsyntetyzowana już w 1825 roku przez Faradaya, jednak praktyczne zastosowanie znalazła dopiero ponad 100 lat później – w latach 30. XX wieku.
• Stosowano go jako bojowy środek chemiczny, a także do produkcji innych bojowych środków chemicznych: gazu musztardowego, fosgenu.
• Do dezynfekcji wody - „chlorowanie”. Najpopularniejsza metoda dezynfekcji wody pitnej; opiera się na zdolności wolnego chloru i jego związków do hamowania układów enzymatycznych mikroorganizmów, które katalizują procesy redoks. Do dezynfekcji wody pitnej stosuje się: chlor, dwutlenek chloru, chloraminę i wybielacz. SanPiN 2.1.4.1074-01 ustala następujące granice (korytarz) dopuszczalnej zawartości wolnego chloru resztkowego w woda pitna scentralizowane zaopatrzenie w wodę 0,3 - 0,5 mg/l. Wielu naukowców, a nawet polityków w Rosji krytykuje samą koncepcję chlorowania wody wodociągowej, nie mogą jednak zaoferować alternatywy dla dezynfekującego efektu związków chloru. Materiały, z których wykonane są rury wodociągowe, inaczej oddziałują z chlorowaną wodą kranową. Wolny chlor w wodzie wodociągowej znacznie skraca żywotność rurociągów na bazie poliolefin: różnego rodzaju rur polietylenowych, w tym polietylenu usieciowanego, znanego również jako PEX (PE-X). W USA w celu kontroli dopuszczenia rurociągów z materiałów polimerowych do stosowania w instalacjach wodociągowych z wodą chlorowaną zmuszono do przyjęcia 3 norm: ASTM F2023 w odniesieniu do rur z polietylenu usieciowanego (PEX) i gorącej wody chlorowanej, ASTM F2263 w odniesieniu do wszystkich rur polietylenowych i wody chlorowanej oraz ASTM F2330 w odniesieniu do rur wielowarstwowych (metalowo-polimerowych) i gorącej wody chlorowanej. Pod względem trwałości w kontakcie z wodą chlorowaną miedziane rury wodociągowe wykazują pozytywne wyniki.
• Zarejestrowany w przemyśle spożywczym jako dodatek do żywności E925.
• W produkcji chemicznej kwasu solnego, wybielaczy, soli bertolitu, chlorków metali, trucizn, leków, nawozów.
• W metalurgii do produkcji czystych metali: tytanu, cyny, tantalu, niobu.
• Jako wskaźnik neutrin słonecznych w detektorach chloru i argonu.

Wiele krajów rozwiniętych dąży do ograniczenia stosowania chloru w życiu codziennym, m.in. dlatego, że podczas spalania odpadów zawierających chlor powstają znaczne ilości dioksyn.

Rola biologiczna

Chlor jest jednym z najważniejszych pierwiastków biogennych i wchodzi w skład wszystkich żywych organizmów.

U zwierząt i ludzi jony chlorkowe biorą udział w utrzymaniu równowagi osmotycznej; jon chlorkowy ma optymalny promień przenikania przez błonę komórkową. To właśnie wyjaśnia jego wspólny udział z jonami sodu i potasu w tworzeniu stałego ciśnienia osmotycznego i regulacji metabolizmu wody i soli. Pod wpływem GABA (neuroprzekaźnika) jony chloru działają hamująco na neurony, zmniejszając potencjał czynnościowy. W żołądku jony chloru tworzą korzystne środowisko dla działania enzymów proteolitycznych soku żołądkowego. Kanały chlorkowe występują w wielu typach komórek, błonach mitochondrialnych i mięśniach szkieletowych. Kanały te pełnią ważne funkcje w zakresie regulacji objętości płynu, przeznabłonkowego transportu jonów i stabilizacji potencjałów błonowych, a także biorą udział w utrzymaniu pH komórki. Chlor gromadzi się w tkance trzewnej, skórze i mięśniach szkieletowych. Chlor wchłaniany jest głównie w jelicie grubym. Wchłanianie i wydalanie chloru są ściśle powiązane z aktywnością jonów i wodorowęglanów sodu, a w mniejszym stopniu z aktywnością mineralokortykoidów i Na+/K+-ATPazy. 10-15% całego chloru gromadzi się w komórkach, z czego 1/3 do 1/2 znajduje się w czerwonych krwinkach. Około 85% chloru znajduje się w przestrzeni zewnątrzkomórkowej. Chlor wydalany jest z organizmu głównie poprzez mocz (90-95%), kał (4-8%) oraz przez skórę (do 2%). Wydalanie chloru jest powiązane z jonami sodu i potasu i odwrotnie z HCO 3 - (równowaga kwasowo-zasadowa).

Człowiek spożywa dziennie 5-10 g NaCl. Minimalne zapotrzebowanie człowieka na chlor wynosi około 800 mg dziennie. Dziecko otrzymuje niezbędną ilość chloru poprzez mleko matki, które zawiera 11 mmol/l chloru. NaCl jest niezbędny do produkcji kwasu solnego w żołądku, który wspomaga trawienie i niszczy bakterie chorobotwórcze. Obecnie udział chloru w występowaniu niektórych chorób u człowieka nie jest dobrze zbadany, głównie ze względu na niewielką liczbę badań. Dość powiedzieć, że nie opracowano nawet zaleceń dotyczących dziennego spożycia chloru. Ludzka tkanka mięśniowa zawiera 0,20-0,52% chloru, tkanka kostna - 0,09%; we krwi – 2,89 g/l. Ciało przeciętnego człowieka (masa ciała 70 kg) zawiera 95 g chloru. Człowiek otrzymuje dziennie 3-6 g chloru z pożywienia, co z nawiązką pokrywa zapotrzebowanie na ten pierwiastek.

Jony chloru są niezbędne dla roślin. Chlor bierze udział w metabolizmie energetycznym roślin, aktywując fosforylację oksydacyjną. Jest niezbędna do tworzenia tlenu podczas fotosyntezy przez izolowane chloroplasty i stymuluje procesy pomocnicze fotosyntezy, przede wszystkim związane z akumulacją energii. Chlor korzystnie wpływa na pobieranie przez korzenie związków tlenu, potasu, wapnia i magnezu. Nadmierne stężenie jonów chloru w roślinach może mieć także swoją negatywną stronę, np. zmniejszyć zawartość chlorofilu, zmniejszyć aktywność fotosyntezy, opóźnić wzrost i rozwój roślin.

Ale są rośliny, które w procesie ewolucji albo przystosowały się do zasolenia gleby, albo w walce o przestrzeń zajmowały puste słone bagna, gdzie nie ma konkurencji. Rośliny rosnące na glebach zasolonych nazywane są halofitami; gromadzą chlorki w okresie wegetacyjnym, a następnie pozbywają się ich nadmiaru poprzez opadanie liści lub uwalniają chlorki na powierzchnię liści i gałęzi, uzyskując podwójną korzyść poprzez zacienienie powierzchni przed światłem słonecznym.

Wśród mikroorganizmów znane są również halofile – halobakterie, które żyją w silnie zasolonych wodach lub glebach.

Cechy działania i środki ostrożności

Chlor jest toksycznym, duszącym gazem, który przedostając się do płuc powoduje oparzenia tkanki płucnej i uduszenie. Działa drażniąco na drogi oddechowe już w stężeniu w powietrzu około 0,006 mg/l (tj. dwukrotnie większym od progu wyczuwalności zapachu chloru). Chlor był jednym z pierwszych środków chemicznych stosowanych przez Niemcy podczas I wojny światowej. Podczas pracy z chlorem należy nosić odzież ochronną, maskę przeciwgazową i rękawice. Przez krótki czas można chronić narządy oddechowe przed przedostawaniem się do nich chloru za pomocą bandaża z tkaniny zwilżonego roztworem siarczynu sodu Na 2 SO 3 lub tiosiarczanu sodu Na 2 S 2 O 3.

MPC chloru powietrze atmosferyczne następujące: średnio dobowo – 0,03 mg/m3; maksymalna pojedyncza dawka - 0,1 mg/m3; w pomieszczeniach pracy przedsiębiorstwa przemysłowego - 1 mg/m3.

DEFINICJA

Chlor znajduje się w trzecim okresie grupy VII głównej podgrupy (A) układu okresowego.

Należy do elementów rodziny p. Niemetalowe. Pierwiastki niemetaliczne zawarte w tej grupie nazywane są wspólnie halogenami. Oznaczenie - kl. Numer seryjny - 17. Względna masa atomowa - 35,453 amu.

Budowa elektronowa atomu chloru

Atom chloru składa się z dodatnio naładowanego jądra (+17), składającego się z 17 protonów i 18 neutronów, wokół którego 17 elektronów porusza się po 3 orbitach.

Ryc.1. Schematyczna budowa atomu chloru.

Rozkład elektronów pomiędzy orbitalami jest następujący:

17Cl) 2) 8) 7;

1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 5 .

Zewnętrzny poziom energii atomu chloru zawiera siedem elektronów, z których wszystkie są uważane za elektrony walencyjne. Schemat energetyczny stanu podstawowego przyjmuje następującą postać:

Obecność jednego niesparowanego elektronu wskazuje, że chlor może wykazywać stopień utlenienia +1. Możliwe jest również kilka stanów wzbudzonych ze względu na obecność wolnego 3 D-orbitale. Najpierw odparowują elektrony 3 P-podpoziom i zajmują wolne D-orbitale, a następnie elektrony 3 S-podpoziom:

Wyjaśnia to obecność chloru na trzech kolejnych stopniach utlenienia: +3, +5 i +7.

Przykłady rozwiązywania problemów

PRZYKŁAD 1