Cl 2 ที่เล่ม T - ก๊าซสีเหลืองเขียวที่มีกลิ่นหอบรุนแรงหนักกว่าอากาศ 2.5 เท่าละลายในน้ำได้เล็กน้อย (~ 6.5 กรัม/ลิตร) เอ็กซ์ ร. ในตัวทำละลายอินทรีย์ที่ไม่มีขั้ว พบในรูปแบบอิสระเฉพาะในก๊าซภูเขาไฟเท่านั้น

วิธีการได้รับ

ขึ้นอยู่กับกระบวนการออกซิเดชั่นของ Cl - แอนไอออน

2Cl - - 2e - = Cl 2 0

ทางอุตสาหกรรม

อิเล็กโทรไลซิสของสารละลายคลอไรด์ในน้ำซึ่งบ่อยกว่า NaCl:

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

ห้องปฏิบัติการ

ออกซิเดชันของความเข้มข้น HCI ที่มีสารออกซิไดซ์ต่างๆ:

4HCI + MnO 2 = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O

16HCl + 2KMnO 4 = 5Cl 2 + 2MnCl 2 + 2KCl + 8H 2 O

6HCl + KClO 3 = 3Cl 2 + KCl + 3H 2 O

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

คุณสมบัติทางเคมี

คลอรีนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก ออกซิไดซ์โลหะ อโลหะ และสารเชิงซ้อน กลายเป็น Cl - แอนไอออนที่เสถียรมาก:

Cl 2 0 + 2e - = 2Cl -

ปฏิกิริยากับโลหะ

โลหะที่แอคทีฟในบรรยากาศของก๊าซคลอรีนแห้งจุดติดไฟและเผาไหม้ ในกรณีนี้จะเกิดโลหะคลอไรด์

Cl 2 + 2Na = 2NaCl

3Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3

โลหะที่มีฤทธิ์ต่ำจะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายกว่าด้วยคลอรีนเปียกหรือสารละลายที่เป็นน้ำ:

Cl 2 + Cu = CuCl 2

3Cl 2 + 2Au = 2AuCl 3

ปฏิกิริยากับอโลหะ

คลอรีนไม่ได้ทำปฏิกิริยาโดยตรงกับ O 2, N 2, C เท่านั้น ปฏิกิริยากับอโลหะอื่นๆ เกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ต่างกัน

เฮไลด์ของอโลหะเกิดขึ้น ที่สำคัญที่สุดคือปฏิกิริยากับไฮโดรเจน

Cl 2 + H 2 = 2HC1

Cl 2 + 2S (ละลาย) = S 2 Cl 2

3Cl 2 + 2P = 2PCl 3 (หรือ PCl 5 - เกิน Cl 2)

2Cl 2 + Si = SiCl 4

3Cl 2 + ฉัน 2 = 2ICl 3

การแทนที่ของอโลหะอิสระ (Br 2, I 2, N 2, S) จากสารประกอบ

Cl 2 + 2KBr = Br 2 + 2KCl

Cl 2 + 2KI = ฉัน 2 + 2KCl

Cl 2 + 2HI = ฉัน 2 + 2HCl

Cl 2 + H 2 S = S + 2HCl

3Cl 2 + 2NH 3 = N 2 + 6HCl

สัดส่วนของคลอรีนในน้ำและสารละลายด่างที่เป็นน้ำ

จากผลของการเกิดออกซิเดชัน-การลดตัวเอง อะตอมของคลอรีนบางส่วนจะถูกแปลงเป็น Cl - แอนไอออน ในขณะที่อะตอมอื่นๆ ที่มีสถานะออกซิเดชันเชิงบวกจะรวมอยู่ใน ClO - หรือ ClO 3 - แอนไอออน

Cl 2 + H 2 O = HCl + HClO กรดไฮโปคลอรัส

Cl 2 + 2KOH = KCl + KClO + H 2 O

3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

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

ปฏิกิริยาเหล่านี้ได้ สำคัญเนื่องจากนำไปสู่การผลิตสารประกอบออกซิเจนคลอรีน:

KClO 3 และ Ca(ClO) 2 - ไฮโปคลอไรต์; KClO 3 - โพแทสเซียมคลอเรต (เกลือ Berthollet)

ปฏิกิริยาระหว่างคลอรีนกับสารอินทรีย์

ก) การแทนที่อะตอมไฮโดรเจนในโมเลกุล OM

b) การเกาะติดของโมเลกุล Cl 2 ที่บริเวณที่พันธะคาร์บอน - คาร์บอนแตกหลายตัว

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

HC≡CH + 2Cl 2 → Cl 2 HC-CHCl 2 1,1,2,2-เตตระคลอโรอีเทน

ไฮโดรเจนคลอไรด์และกรดไฮโดรคลอริก

ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์

ทางกายภาพและ คุณสมบัติทางเคมี

HCl - ไฮโดรเจนคลอไรด์ ที่รอบ T - ไม่มีสี ก๊าซที่มีกลิ่นฉุน กลายเป็นของเหลวได้ค่อนข้างง่าย (mp -114°C, bp -85°C) HCl แบบแอนไฮดรัสทั้งในสถานะก๊าซและของเหลว ไม่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและไม่เฉื่อยทางเคมีต่อโลหะ ออกไซด์ของโลหะ และไฮดรอกไซด์ รวมถึงสารอื่นๆ อีกหลายชนิด ซึ่งหมายความว่าในกรณีที่ไม่มีน้ำ ไฮโดรเจนคลอไรด์จะไม่แสดงคุณสมบัติเป็นกรด เฉพาะที่อุณหภูมิที่สูงมาก HCl ที่เป็นก๊าซจะทำปฏิกิริยากับโลหะ แม้แต่โลหะที่มีฤทธิ์ต่ำเช่น Cu และ Ag
คุณสมบัติรีดิวซ์ของคลอไรด์แอนไอออนใน HCl ก็มีเพียงเล็กน้อยเช่นกัน โดยจะถูกออกซิไดซ์โดยฟลูออรีนที่ปริมาตร T และที่ T สูง (600°C) เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา มันจะทำปฏิกิริยาแบบย้อนกลับกับออกซิเจน:

2HCl + F 2 = Cl 2 + 2HF

4HCl + O 2 = 2Сl 2 + 2H 2 O

ก๊าซ HCl ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ (ปฏิกิริยาไฮโดรคลอริเนชัน)

วิธีการได้รับ

1. การสังเคราะห์จากสารธรรมดา:

H 2 + Cl 2 = 2HCl

2. ก่อตัวเป็นผลพลอยได้ระหว่างการทำคลอรีนของไฮโดรคาร์บอน:

R-H + Cl 2 = R-Cl + HCl

3. ในห้องปฏิบัติการได้มาจากการกระทำของความเข้มข้น H 2 SO 4 สำหรับคลอไรด์:

H 2 SO 4 (เข้มข้น) + NaCl = 2HCl + NaHSO 4 (พร้อมความร้อนต่ำ)

H 2 SO 4 (เข้มข้น) + 2NaCl = 2HCl + Na 2 SO 4 (ที่ความร้อนสูงมาก)

สารละลายน้ำของ HCl - กรดแก่ (ไฮโดรคลอริกหรือไฮโดรคลอริก)

HCl สามารถละลายได้ในน้ำมาก: ที่ปริมาตร ในก๊าซ 1 ลิตรของ H 2 O ~ 450 ลิตรละลาย (การละลายจะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมาก) สารละลายอิ่มตัวมีเศษส่วนมวลของ HCl เท่ากับ 36-37% สารละลายนี้มีกลิ่นฉุนและหายใจไม่ออกมาก

โมเลกุลของ HCl ในน้ำเกือบจะสลายตัวเป็นไอออนจนหมด เช่น สารละลายที่เป็นน้ำของ HCl จะเป็นกรดแก่

คุณสมบัติทางเคมีของกรดไฮโดรคลอริก

1. HCl ที่ละลายในน้ำเผยให้เห็นทุกสิ่ง คุณสมบัติทั่วไปกรดเนื่องจากมีไอออน H +

HCl → H + + Cl -

ปฏิสัมพันธ์:

ก) ด้วยโลหะ (มากถึง N):

2HCl 2 + Zn = ZnCl 2 + H 2

b) ด้วยออกไซด์พื้นฐานและแอมโฟเทอริก:

2HCl + CuO = CuCl 2 + H 2 O

6HCl + อัล 2 O 3 = 2AlCl 3 + ZN 2 O

c) มีฐานและไฮดรอกไซด์แอมโฟเทอริก:

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

3HCl + อัล(OH) 3 = AlCl 3 + ZH 2 O

d) ด้วยเกลือของกรดอ่อนกว่า:

2HCl + CaCO 3 = CaCl 2 + CO 2 + H 3 O

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

e) ด้วยแอมโมเนีย:

HCl + NH 3 = NH 4 Cl

ปฏิกิริยากับสารออกซิไดซ์ที่แรง F 2, MnO 2, KMnO 4, KClO 3, K 2 Cr 2 O 7 Cl - ไอออนถูกออกซิไดซ์เป็นฮาโลเจนอิสระ:

2Cl - - 2e - = Cl 2 0

สำหรับสมการปฏิกิริยา โปรดดู "การผลิตคลอรีน" ความหมายพิเศษมี ORR ระหว่างกรดไฮโดรคลอริกและกรดไนตริก:

ปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์

ปฏิสัมพันธ์:

ก) มีเอมีน (เป็นเบสอินทรีย์)

R-NH 2 + HCl → + Cl -

b) กับกรดอะมิโน (เป็นสารประกอบแอมโฟเทอริก)

คลอรีนออกไซด์และออกโซแอซิด

ออกไซด์ที่เป็นกรด

กรด

เกลือ

คุณสมบัติทางเคมี

1. คลอรีนออกโซแอซิดทั้งหมดและเกลือของพวกมันเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง

2. สารประกอบเกือบทั้งหมดสลายตัวเมื่อถูกความร้อนเนื่องจากการลดออกซิเดชันภายในโมเลกุลหรือความไม่สมส่วน

ผงฟอกสี

มะนาวคลอริก (ฟอกขาว) เป็นส่วนผสมของไฮโปคลอไรต์และแคลเซียมคลอไรด์ มีฤทธิ์ฟอกขาวและฆ่าเชื้อได้ บางครั้งถือเป็นตัวอย่างของเกลือผสมที่มีแอนไอออนของกรด 2 ชนิดพร้อมกัน:

น้ำ Javel

สารละลายน้ำของโพแทสเซียมคลอไรด์และฮาโปคลอไรต์ KCl + KClO + H 2 O

พิจารณาคุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีน: ความหนาแน่นของคลอรีน ค่าการนำความร้อน ความร้อนจำเพาะ และความหนืดไดนามิกที่อุณหภูมิต่างๆ คุณสมบัติทางกายภาพของ Cl 2 แสดงในรูปแบบของตารางสำหรับสถานะของเหลว ของแข็ง และก๊าซของฮาโลเจนนี้

คุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของคลอรีน

คลอรีนรวมอยู่ในกลุ่มที่ 7 ของคาบที่สามของตารางธาตุที่หมายเลข 17 อยู่ในกลุ่มย่อยของฮาโลเจน มีมวลอะตอมและโมเลกุลสัมพันธ์กันที่ 35.453 และ 70.906 ตามลำดับ ที่อุณหภูมิสูงกว่า -30°C คลอรีนจะเป็นก๊าซสีเหลืองอมเขียวที่มีกลิ่นฉุนและระคายเคืองเป็นพิเศษ ทำให้กลายเป็นของเหลวได้ง่ายภายใต้ความดันปกติ (1.013·10 5 Pa) เมื่อเย็นลงถึง -34°C และเกิดเป็นของเหลวสีเหลืองอำพันใสที่แข็งตัวที่อุณหภูมิ -101°C

เนื่องจากมีฤทธิ์ทางเคมีสูง คลอรีนอิสระจึงไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติ แต่มีอยู่ในรูปของสารประกอบเท่านั้น พบส่วนใหญ่ในแร่เฮไลต์ () และยังเป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุเช่นซิลไวต์ (KCl), คาร์นัลไลต์ (KCl MgCl 2 · 6H 2 O) และซิลวิไนต์ (KCl NaCl) ปริมาณคลอรีนในเปลือกโลกเข้าใกล้ 0.02% ของจำนวนอะตอมทั้งหมดของเปลือกโลก โดยพบในรูปของไอโซโทป 2 ไอโซโทป 35 Cl และ 37 Cl ในอัตราส่วนร้อยละ 75.77% 35 Cl และ 24.23% 37 Cl .

ความหนาแน่นของคลอรีน

ภายใต้สภาวะปกติ คลอรีนเป็นก๊าซหนักซึ่งมีความหนาแน่นสูงกว่าประมาณ 2.5 เท่า ความหนาแน่นของคลอรีนก๊าซและของเหลว ภายใต้สภาวะปกติ (ที่ 0°C) เท่ากับ 3.214 และ 1,468 กิโลกรัม/ลบ.ม. ตามลำดับ- เมื่อคลอรีนของเหลวหรือก๊าซถูกให้ความร้อน ความหนาแน่นของมันจะลดลงเนื่องจากปริมาตรเพิ่มขึ้นเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อน

ความหนาแน่นของก๊าซคลอรีน

ตารางแสดงความหนาแน่นของคลอรีนในสถานะก๊าซที่อุณหภูมิต่างๆ (ตั้งแต่ -30 ถึง 140°C) และความดันบรรยากาศปกติ (1.013·10 5 Pa) ความหนาแน่นของคลอรีนเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ โดยจะลดลงเมื่อถูกความร้อน ตัวอย่างเช่น, ที่ 20°C ความหนาแน่นของคลอรีนคือ 2.985 กิโลกรัม/ลบ.มและเมื่ออุณหภูมิของก๊าซนี้เพิ่มขึ้นถึง 100°C ค่าความหนาแน่นจะลดลงเหลือค่า 2.328 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร

เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของคลอรีนก็จะเพิ่มขึ้น- ตารางด้านล่างแสดงความหนาแน่นของก๊าซคลอรีนในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -40 ถึง 140°C และความดันตั้งแต่ 26.6·10 5 ถึง 213·10 5 Pa เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของคลอรีนในสถานะก๊าซจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน ตัวอย่างเช่น การเพิ่มแรงดันคลอรีนจาก 53.2·10 5 เป็น 106.4·10 5 Pa ที่อุณหภูมิ 10°C ส่งผลให้ความหนาแน่นของก๊าซนี้เพิ่มขึ้นสองเท่า

ความหนาแน่นของคลอรีนเหลว

คลอรีนเหลวสามารถมีอยู่ได้ในช่วงอุณหภูมิที่ค่อนข้างแคบ โดยมีขอบเขตตั้งแต่ลบ 100.5 ถึงบวก 144 ° C (นั่นคือจากจุดหลอมเหลวจนถึงอุณหภูมิวิกฤต) ที่อุณหภูมิสูงกว่า 144°C คลอรีนจะไม่กลายเป็นสถานะของเหลวภายใต้ความกดดันใดๆ ความหนาแน่นของคลอรีนเหลวในช่วงอุณหภูมินี้แตกต่างกันไปตั้งแต่ 1717 ถึง 573 กิโลกรัม/ลบ.ม.

ความจุความร้อนจำเพาะของคลอรีน

ความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซคลอรีน C p ในหน่วย kJ/(kg K) ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 0 ถึง 1200°C และความดันบรรยากาศปกติสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:

โดยที่ T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ของคลอรีนมีหน่วยเป็นองศาเคลวิน

ควรสังเกตว่าภายใต้สภาวะปกติ ความร้อนจำเพาะของคลอรีนคือ 471 J/(kg K) และจะเพิ่มขึ้นเมื่อถูกความร้อน การเพิ่มขึ้นของความจุความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 500°C จะไม่มีนัยสำคัญ และที่ อุณหภูมิสูงความจุความร้อนจำเพาะของคลอรีนแทบไม่เปลี่ยนแปลง

ตารางแสดงผลการคำนวณความร้อนจำเพาะของคลอรีนโดยใช้สูตรข้างต้น (ค่าคลาดเคลื่อนในการคำนวณประมาณ 1%)

ที่อุณหภูมิใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ คลอรีนจะอยู่ในสถานะของแข็งและมีความจุความร้อนจำเพาะต่ำ (19 J/(kg K)) เมื่ออุณหภูมิของของแข็ง Cl 2 เพิ่มขึ้น ความจุความร้อนของมันจะเพิ่มขึ้นและมีค่าถึง 720 J/(kg K) ที่ลบ 143°C

คลอรีนเหลวมีความจุความร้อนจำเพาะ 918...949 J/(kg K) ในช่วง 0 ถึง -90 องศาเซลเซียส ตารางแสดงให้เห็นว่าความจุความร้อนจำเพาะของคลอรีนเหลวสูงกว่าก๊าซคลอรีนและลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

การนำความร้อนของคลอรีน

ตารางแสดงค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของก๊าซคลอรีนที่ความดันบรรยากาศปกติในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -70 ถึง 400°C

ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของคลอรีนภายใต้สภาวะปกติคือ 0.0079 W/(m deg) ซึ่งน้อยกว่าที่อุณหภูมิและความดันเดียวกัน 3 เท่า การทำความร้อนคลอรีนทำให้ค่าการนำความร้อนเพิ่มขึ้น ดังนั้น ที่อุณหภูมิ 100°C ค่าของคุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีนจะเพิ่มขึ้นเป็น 0.0114 W/(m deg)

ความหนืดของคลอรีน

ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของก๊าซคลอรีนในช่วงอุณหภูมิ 20...500°C สามารถคำนวณได้โดยประมาณโดยใช้สูตร:

โดยที่η T คือสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของคลอรีนที่อุณหภูมิที่กำหนด T, K;
η T 0 - สัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของคลอรีนที่อุณหภูมิ T 0 = 273 K (ที่สภาวะปกติ)
C คือค่าคงที่ของซัทเทอร์แลนด์ (สำหรับคลอรีน C = 351)

ภายใต้สภาวะปกติ ความหนืดไดนามิกของคลอรีนคือ 0.0123·10 -3 Pa·s เมื่อถูกความร้อน คุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีน เช่น ความหนืด จะมีค่าที่สูงกว่า

คลอรีนเหลวมีความหนืดสูงกว่าคลอรีนในก๊าซ ตัวอย่างเช่น ที่อุณหภูมิ 20°C ความหนืดไดนามิกของคลอรีนเหลวมีค่า 0.345·10 -3 Pa·s และลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น

แหล่งที่มา:

1. Barkov S. A. Halogens และกลุ่มย่อยแมงกานีส องค์ประกอบของกลุ่ม VII ของตารางธาตุของ D. I. Mendeleev คู่มือสำหรับนักเรียน อ.: การศึกษา, 2519 - 112 น.
2. ตารางปริมาณทางกายภาพ ไดเรกทอรี เอ็ด ศึกษา ไอ.เค.คิโคอินะ. อ.: Atomizdat, 2519 - 1551 หน้า
3. Yakimenko L. M. , Pasmanik M. I. คู่มือการผลิตคลอรีนโซดาไฟและผลิตภัณฑ์คลอรีนพื้นฐาน เอ็ด ที่ 2 ต่อ และอื่น ๆ ม.: เคมี, 2519 - 440 น.

คลอรีน

คลอรีน-ก; ม.[จากภาษากรีก Chlōros - สีเขียวอ่อน] องค์ประกอบทางเคมี (Cl) ก๊าซที่ทำให้หายใจไม่ออกที่มีสีเหลืองแกมเขียวมีกลิ่นฉุน (ใช้เป็นพิษและยาฆ่าเชื้อ) สารประกอบคลอรีน พิษจากคลอรีน

◁ คลอรีน (ดู)

(lat. Chlorum) ซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มที่ 7 ของตารางธาตุเป็นของฮาโลเจน ชื่อนี้มาจากภาษากรีก chlōros - สีเหลืองเขียว คลอรีนอิสระประกอบด้วยโมเลกุลไดอะตอมมิก (Cl 2); ก๊าซสีเหลืองเขียวที่มีกลิ่นฉุน ความหนาแน่น 3.214 กรัม/ลิตร; ทีกรุณา -101°C; ทีกีบ -33.97°C; ที่อุณหภูมิปกติจะทำให้กลายเป็นของเหลวได้ง่ายภายใต้ความกดดัน 0.6 MPa มีฤทธิ์ทางเคมีมาก (ตัวออกซิไดซ์) แร่ธาตุหลัก ได้แก่ ฮาไลต์ (เกลือสินเธาว์), ซิลไวต์, บิชไฟต์; น้ำทะเลประกอบด้วยคลอไรด์ของโซเดียม โพแทสเซียม แมกนีเซียม และองค์ประกอบอื่นๆ ใช้ในการผลิตสารประกอบอินทรีย์ที่มีคลอรีน (60-75%) สารอนินทรีย์ (10-20%) สำหรับการฟอกเซลลูโลสและผ้า (5-15%) สำหรับความต้องการด้านสุขอนามัยและการฆ่าเชื้อ (คลอรีน) ของน้ำ . พิษ.

คลอรีน (lat. คลอรัม), Cl (อ่านว่า “คลอรีน”) องค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 17 มวลอะตอม 35.453 ในรูปแบบอิสระจะเป็นก๊าซหนักสีเหลืองเขียวที่มีกลิ่นฉุนทำให้หายใจไม่ออกอย่างรุนแรง (จึงชื่อ: กรีกคลอรอส - เหลืองเขียว)
คลอรีนธรรมชาติเป็นส่วนผสมของนิวไคลด์สองชนิด (ซม.นิวคลิด)โดยมีเลขมวล 35 (ส่วนผสม 75.77% โดยมวล) และ 37 (24.23%) การกำหนดค่าอิเล็กตรอนชั้นนอก 3 ส 2 พี 5 - ในสารประกอบจะแสดงสถานะออกซิเดชันเป็นส่วนใหญ่ –1, +1, +3, +5 และ +7 (วาเลนซ์ I, III, V และ VII) ตั้งอยู่ในช่วงที่สามในกลุ่ม VIIA ของตารางธาตุของธาตุ Mendeleev เป็นของกลุ่มฮาโลเจน (ซม.ฮาโลเจน).
รัศมีของอะตอมคลอรีนที่เป็นกลางคือ 0.099 นาโนเมตร รัศมีไอออนิกคือตามลำดับ (ค่าของหมายเลขประสานงานระบุไว้ในวงเล็บ): Cl - 0.167 นาโนเมตร (6), Cl 5+ 0.026 นาโนเมตร (3) และ Clr 7+ 0.022 นาโนเมตร (3) และ 0.041 นาโนเมตร (6) พลังงานไอออไนเซชันตามลำดับของอะตอมคลอรีนที่เป็นกลางคือ 12.97, 23.80, 35.9, 53.5, 67.8, 96.7 และ 114.3 eV ตามลำดับ สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน 3.614 eV ตามสเกลพอลลิง อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของคลอรีนคือ 3.16
ประวัติความเป็นมาของการค้นพบ
สารประกอบทางเคมีที่สำคัญที่สุดของคลอรีน - เกลือแกง (สูตรทางเคมี NaCl ชื่อสารเคมีโซเดียมคลอไรด์) - เป็นที่รู้จักของมนุษย์มาตั้งแต่สมัยโบราณ มีหลักฐานว่าการสกัดเกลือแกงเกิดขึ้นเร็วที่สุดเท่าที่ 3-4 พันปีก่อนคริสต์ศักราชในลิเบีย เป็นไปได้ว่าการใช้เกลือแกงเพื่อกิจวัตรต่างๆ นักเล่นแร่แปรธาตุก็พบกับก๊าซคลอรีนเช่นกัน ในการละลาย "ราชาแห่งโลหะ" - ทองคำ - พวกเขาใช้ "น้ำกัดทอง" ซึ่งเป็นส่วนผสมของกรดไฮโดรคลอริกและกรดไนตริกซึ่งปฏิกิริยาจะปล่อยคลอรีนออกมา
เป็นครั้งแรกที่ได้รับและอธิบายรายละเอียดโดยนักเคมีชาวสวีเดน K. Scheele (ซม.เชเล่ คาร์ล วิลเฮล์ม)ในปี พ.ศ. 2317 เขาให้ความร้อนกรดไฮโดรคลอริกด้วยแร่ไพโรลูไซต์ (ซม.ไพโรลูไซต์) MnO 2 และสังเกตการปล่อยก๊าซสีเหลืองเขียวที่มีกลิ่นฉุน เนื่องจากทฤษฎีโฟลจิสตันมีอิทธิพลเหนือในสมัยนั้น (ซม.โฟลกิสตัน) Scheele ถือว่าก๊าซชนิดใหม่นี้เป็น "กรดไฮโดรคลอริกแบบดีโฟจิสโตไนซ์" กล่าวคือ เป็นออกไซด์ (ออกไซด์) ของกรดไฮโดรคลอริก ก. ลาวัวซิเยร์ (ซม.ลาวัวซิเยร์ อองตวน โลร็องต์)ถือว่าก๊าซเป็นออกไซด์ของธาตุ "มูเรีย" (กรดไฮโดรคลอริกเรียกว่ากรดมูริกจากภาษาละติน muria - น้ำเกลือ) มุมมองเดียวกันนี้ถูกแบ่งปันครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ G. Davy (ซม.เดวี่ ฮัมฟรีย์)ซึ่งใช้เวลามากมายในการย่อยสลาย “มูเรียมออกไซด์” ให้เป็นสารง่ายๆ เขาล้มเหลวและในปี ค.ศ. 1811 เดวี่ก็สรุปได้ว่าก๊าซนี้เป็นสสารธรรมดาและมีองค์ประกอบทางเคมีที่สอดคล้องกับมัน เดวี่เป็นคนแรกที่แนะนำให้เรียกมันว่าคลอรีนตามสีเหลืองเขียวของก๊าซ ธาตุนี้ได้รับการตั้งชื่อว่า "คลอรีน" ในปี พ.ศ. 2355 โดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส J. L. Gay-Lussac (ซม.เกย์ LUSSAC โจเซฟ หลุยส์)- เป็นที่ยอมรับในทุกประเทศ ยกเว้นบริเตนใหญ่และสหรัฐอเมริกา ซึ่งชื่อที่เดวี่แนะนำไว้ยังคงอยู่ แนะนำว่าองค์ประกอบนี้ควรเรียกว่า "ฮาโลเจน" (เช่น การผลิตเกลือ) แต่เมื่อเวลาผ่านไป มันก็กลายเป็นชื่อทั่วไปขององค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่ม VIIA
อยู่ในธรรมชาติ
ปริมาณคลอรีนในเปลือกโลกอยู่ที่ 0.013% โดยน้ำหนัก โดยมีความเข้มข้นที่เห็นได้ชัดเจนในรูปของ Cl – ไอออน น้ำทะเล(เฉลี่ยประมาณ 18.8 กรัม/ลิตร) ในทางเคมี คลอรีนมีความแอคทีฟสูง ดังนั้นจึงไม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบอิสระในธรรมชาติ มันเป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุที่สะสมตัวเป็นจำนวนมาก เช่น โต๊ะ หรือหิน เกลือ (ฮาไลต์ (ซม.ฮาไลต์)) NaCl, คาร์นัลไลท์ (ซม.คาร์นัลไลท์) KCl MgCl 2 6H 21 O, ซิลไวน์ (ซม.ซิลวิน) KCl, ซิลวิไนต์ (Na, K)Cl, ไคไนต์ (ซม.ไคนิต) KCl MgSO 4 · 3H 2 O, บิชไฟต์ (ซม.บิชอฟฟิต) MgCl 2 ·6H 2 O และอื่นๆ อีกมากมาย คลอรีนสามารถพบได้ในหินและดินหลากหลายชนิด
ใบเสร็จ
ในการรับก๊าซคลอรีน จะใช้อิเล็กโทรไลซิสของสารละลาย NaCl ที่มีน้ำเข้มข้น (บางครั้งใช้ KCl) อิเล็กโทรไลซิสดำเนินการโดยใช้เมมเบรนแลกเปลี่ยนแคตไอออนเพื่อแยกช่องว่างแคโทดและแอโนด อีกทั้งเนื่องจากกระบวนการ
2NaCl + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 + Cl 2
ได้รับผลิตภัณฑ์เคมีอันทรงคุณค่าสามรายการในคราวเดียว ได้แก่ คลอรีนที่ขั้วบวก ไฮโดรเจนที่ขั้วแคโทด (ซม.ไฮโดรเจน)และอัลคาไลสะสมในอิเล็กโทรไลเซอร์ (NaOH 1.13 ตันต่อคลอรีนที่ผลิตทุกตัน) การผลิตคลอรีนด้วยกระแสไฟฟ้าต้องใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก: จาก 2.3 ถึง 3.7 MW ถูกใช้เพื่อผลิตคลอรีน 1 ตัน
เพื่อให้ได้คลอรีนในห้องปฏิบัติการพวกเขาใช้ปฏิกิริยาของกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นกับสารออกซิไดซ์ที่แรงใด ๆ (โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต KMnO 4, โพแทสเซียมไดโครเมต K 2 Cr 2 O 7, โพแทสเซียมคลอเรต KClO 3, สารฟอกขาว CaClOCl, แมงกานีส (IV) ออกไซด์ MnO 2 ). สะดวกที่สุดในการใช้โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้: ในกรณีนี้ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นโดยไม่ให้ความร้อน:
2KMnO 4 + 16HCl = 2KСl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O
หากจำเป็น คลอรีนในรูปแบบของเหลว (ภายใต้ความดัน) จะถูกขนส่งในถังรางรถไฟหรือในถังเหล็ก ถังคลอรีนมีเครื่องหมายพิเศษ แต่ถึงแม้ไม่มีถังคลอรีนก็สามารถแยกแยะถังคลอรีนออกจากถังที่มีก๊าซปลอดสารพิษอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย ก้นกระบอกคลอรีนมีรูปร่างเหมือนซีกโลก และไม่สามารถวางกระบอกที่มีคลอรีนเหลวในแนวตั้งได้หากไม่มีตัวรองรับ
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
ภายใต้สภาวะปกติ คลอรีนจะเป็นก๊าซสีเหลืองเขียว ความหนาแน่นของก๊าซที่ 25°C คือ 3.214 g/dm 3 (ประมาณ 2.5 เท่าของความหนาแน่นของอากาศ) จุดหลอมเหลวของคลอรีนแข็งคือ –100.98°C จุดเดือดคือ –33.97°C ศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของอิเล็กโทรด Cl 2 /Cl - ในสารละลายที่เป็นน้ำคือ +1.3583 V
ในสถานะอิสระมีอยู่ในรูปของโมเลกุลไดอะตอมมิก Cl 2 ระยะห่างระหว่างนิวเคลียร์ในโมเลกุลนี้คือ 0.1987 นาโนเมตร ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนของโมเลกุล Cl 2 คือ 2.45 eV ศักยภาพในการแตกตัวเป็นไอออนคือ 11.48 eV พลังงานของการแยกตัวของโมเลกุล Cl 2 ออกเป็นอะตอมค่อนข้างต่ำและมีค่าเท่ากับ 239.23 kJ/mol
คลอรีนละลายได้ในน้ำเล็กน้อย ที่อุณหภูมิ 0°C ความสามารถในการละลายคือ 1.44 wt.% ที่ 20°C - 0.711°C wt.% ที่ 60°C - 0.323 wt. - สารละลายคลอรีนในน้ำเรียกว่าน้ำคลอรีน ในน้ำคลอรีนจะมีการสร้างสมดุล:
Сl 2 + H 2 O H + = Сl - + HOСl
เพื่อที่จะเปลี่ยนสมดุลนี้ไปทางซ้าย กล่าวคือ ลดความสามารถในการละลายของคลอรีนในน้ำ ควรเติมโซเดียมคลอไรด์ NaCl หรือกรดแก่ที่ไม่ระเหยบางชนิด (เช่น ซัลฟิวริก) ลงในน้ำ
คลอรีนละลายได้ดีในของเหลวที่ไม่มีขั้วหลายชนิด คลอรีนเหลวทำหน้าที่เป็นตัวทำละลายสำหรับสารต่างๆ เช่น BCl 3, SiCl 4, TiCl 4
เนื่องจากพลังงานการแยกตัวต่ำของโมเลกุล Cl 2 ออกเป็นอะตอมและความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนในอะตอมของคลอรีนสูง คลอรีนทางเคมีจึงมีฤทธิ์สูง มันทำปฏิกิริยาโดยตรงกับโลหะส่วนใหญ่ (รวมถึง ทอง) และอโลหะหลายชนิด ดังนั้นหากปราศจากการให้ความร้อน คลอรีนจะทำปฏิกิริยากับอัลคาไลน์ (ซม.โลหะอัลคาลิ)และโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ (ซม.โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ)ด้วยพลวง:
2Sb + 3Cl 2 = 2SbCl 3
เมื่อถูกความร้อน คลอรีนจะทำปฏิกิริยากับอะลูมิเนียม:
3Сl 2 + 2Аl = 2А1Сl 3
และเหล็ก:
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
คลอรีนทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน H2 ไม่ว่าจะเมื่อมีการจุดติดไฟ (คลอรีนจะเผาไหม้อย่างเงียบๆ ในบรรยากาศไฮโดรเจน) หรือเมื่อส่วนผสมของคลอรีนและไฮโดรเจนถูกฉายรังสีด้วยแสงอัลตราไวโอเลต ในกรณีนี้ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ HCl จะปรากฏขึ้น:
H 2 + Cl 2 = 2HCl
สารละลายไฮโดรเจนคลอไรด์ในน้ำเรียกว่ากรดไฮโดรคลอริก (ซม.กรดไฮโดรคลอริก)(กรดไฮโดรคลอริก. ความเข้มข้นของมวลสูงสุดของกรดไฮโดรคลอริกคือประมาณ 38% เกลือของกรดไฮโดรคลอริก - คลอไรด์ (ซม.คลอไรด์)ตัวอย่างเช่นแอมโมเนียมคลอไรด์ NH 4 Cl, แคลเซียมคลอไรด์ CaCl 2, แบเรียมคลอไรด์ BaCl 2 และอื่น ๆ คลอไรด์หลายชนิดละลายได้ดีในน้ำ ซิลเวอร์คลอไรด์ AgCl นั้นแทบไม่ละลายในน้ำและในสารละลายที่เป็นกรด ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อการมีอยู่ของคลอไรด์ไอออนในสารละลายคือการก่อตัวของ AgCl สีขาวที่ตกตะกอนด้วย Ag + ไอออน ซึ่งแทบไม่ละลายในตัวกลางกรดไนตริก:
CaCl 2 + 2AgNO 3 = Ca(NO 3) 2 + 2AgCl
ที่อุณหภูมิห้อง คลอรีนจะทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ (เกิดสิ่งที่เรียกว่าซัลเฟอร์โมโนคลอไรด์ S 2 Cl 2) และฟลูออรีน (เกิดสารประกอบ ClF และ ClF 3) เมื่อถูกความร้อน คลอรีนจะทำปฏิกิริยากับฟอสฟอรัส (สารประกอบ PCl 3 หรือ PCl 5 เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับสภาวะของปฏิกิริยา) สารหนู โบรอน และอโลหะอื่น ๆ คลอรีนไม่ทำปฏิกิริยาโดยตรงกับออกซิเจน ไนโตรเจน คาร์บอน (สารประกอบคลอรีนจำนวนมากที่มีองค์ประกอบเหล่านี้ได้มาทางอ้อม) และก๊าซเฉื่อย (ใน เมื่อเร็วๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีที่จะกระตุ้นปฏิกิริยาดังกล่าวและดำเนินการ "โดยตรง") สำหรับฮาโลเจนอื่น ๆ คลอรีนจะสร้างสารประกอบอินเตอร์ฮาโลเจนเช่นสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก - ฟลูออไรด์ ClF, ClF 3, ClF 5 พลังออกซิไดซ์ของคลอรีนสูงกว่าโบรมีน ดังนั้นคลอรีนจึงเข้าไปแทนที่ไอออนโบรไมด์จากสารละลายโบรไมด์ ตัวอย่างเช่น:
Cl 2 + 2NaBr = Br 2 + 2NaCl
คลอรีนเกิดปฏิกิริยาทดแทนกับสารประกอบอินทรีย์หลายชนิด เช่น มีเทน CH4 และเบนซีน C6H6:
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl หรือ C 6 H 6 + Cl 2 = C 6 H 5 Cl + HCl
โมเลกุลของคลอรีนสามารถยึดติดกับสารประกอบอินทรีย์ผ่านพันธะหลายพันธะ (สองและสาม) เช่น เอทิลีน C 2 H 4:
C 2 H 4 + Cl 2 = CH 2 Cl CH 2 Cl
คลอรีนทำปฏิกิริยากับสารละลายที่เป็นน้ำของด่าง หากปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่อุณหภูมิห้องจะเกิดคลอไรด์ (เช่นโพแทสเซียมคลอไรด์ KCl) และไฮโปคลอไรต์ (ซม.ไฮโปคลอไรต์)(ตัวอย่างเช่น โพแทสเซียมไฮโปคลอไรต์ KClO):
Cl 2 + 2KOH = KClO + KCl + H 2 O
เมื่อคลอรีนทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไลร้อน (อุณหภูมิประมาณ 70-80°C) จะเกิดคลอไรด์และคลอเรตที่สอดคล้องกัน (ซม.คลอเรต), ตัวอย่างเช่น:
3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O
เมื่อคลอรีนทำปฏิกิริยากับสารละลายเปียกของแคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH) 2 จะเกิดสารฟอกขาวขึ้น (ซม.ผงฟอกสี)(“สารฟอกขาว”) CaClOCl.
สถานะออกซิเดชันของคลอรีน +1 สอดคล้องกับกรดไฮโปคลอรัสที่อ่อนแอและไม่เสถียร (ซม.กรดไฮโปคลอรัส) HClO เกลือของมันคือไฮโปคลอไรต์เช่น NaClO - โซเดียมไฮโปคลอไรต์ ไฮโปคลอไรต์เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารฟอกขาวและฆ่าเชื้อ เมื่อไฮโปคลอไรต์ โดยเฉพาะสารฟอกขาว ทำปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์ CO 2 จะเกิดกรดไฮโปคลอรัสที่ระเหยได้ รวมถึงผลิตภัณฑ์อื่นๆ (ซม.กรดไฮโปคลอรัส)ซึ่งสามารถสลายตัวเพื่อปล่อยคลอรีนออกไซด์ (I) Cl 2 O:
2HClO = Cl 2 O + H 2 O
มันคือกลิ่นของก๊าซนี้ Cl 2 O ซึ่งเป็นกลิ่นเฉพาะตัวของ “สารฟอกขาว”
สถานะออกซิเดชันของคลอรีน +3 สอดคล้องกับกรดเสถียรต่ำที่มีความเข้มข้นปานกลาง HClO 2 กรดนี้เรียกว่ากรดคลอริก เกลือของมันเรียกว่าคลอไรต์ (ซม.คลอไรต์ (เกลือ))ตัวอย่างเช่น NaClO 2 - โซเดียมคลอไรต์
สถานะออกซิเดชันของคลอรีน +4 สอดคล้องกับสารประกอบเดียวเท่านั้น - คลอรีนไดออกไซด์ ClO 2
สถานะออกซิเดชันของคลอรีน +5 สอดคล้องกับความแรง เสถียรเฉพาะในสารละลายน้ำที่ความเข้มข้นต่ำกว่า 40% กรดเปอร์คลอริก (ซม.กรดไฮโปคลอรัส)เอชซีแอลโอ 3 เกลือของมันคือคลอเรต เช่น โพแทสเซียมคลอเรต KClO 3
สถานะออกซิเดชันของคลอรีน +6 สอดคล้องกับสารประกอบเดียวเท่านั้น - คลอรีนไตรออกไซด์ ClO 3 (มีอยู่ในรูปของ dimer Cl 2 O 6)
สถานะออกซิเดชันของคลอรีน +7 สอดคล้องกับกรดเปอร์คลอริกที่แข็งแกร่งมากและค่อนข้างเสถียร (ซม.กรดเพอร์คลอริก)เอชซีแอลโอ4. เกลือของมันคือเปอร์คลอเรต (ซม.เปอร์คลอเรต)ตัวอย่างเช่น แอมโมเนียมเปอร์คลอเรต NH 4 ClO 4 หรือโพแทสเซียมเปอร์คลอเรต KClO 4 ควรสังเกตว่าเปอร์คลอเรตของโลหะอัลคาไลหนัก - โพแทสเซียมและโดยเฉพาะรูบิเดียมและซีเซียม - ละลายได้ในน้ำเล็กน้อย ออกไซด์ที่สอดคล้องกับสถานะออกซิเดชันของคลอรีนคือ +7 - Cl 2 O 7
ในบรรดาสารประกอบที่มีคลอรีนในสถานะออกซิเดชันเชิงบวก ไฮโปคลอไรต์มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด สำหรับเปอร์คลอเรต คุณสมบัติการออกซิไดซ์นั้นไม่มีลักษณะเฉพาะ
แอปพลิเคชัน
คลอรีนเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุดของอุตสาหกรรมเคมี การผลิตทั่วโลกมีจำนวนนับสิบล้านตันต่อปี คลอรีนใช้ในการผลิตสารฆ่าเชื้อและสารฟอกขาว (โซเดียมไฮโปคลอไรต์ สารฟอกขาวและอื่นๆ) กรดไฮโดรคลอริก คลอไรด์ของโลหะหลายชนิดและอโลหะ พลาสติกหลายชนิด (โพลีไวนิลคลอไรด์) (ซม.โพลีไวนิลคลอไรด์)และอื่นๆ) ตัวทำละลายที่มีคลอรีน (ไดคลอโรอีเทน CH 2 ClCH 2 Cl, คาร์บอนเตตระคลอไรด์ CCl 4 เป็นต้น) สำหรับเปิดแร่ แยกและทำให้โลหะบริสุทธิ์ เป็นต้น คลอรีนใช้ฆ่าเชื้อในน้ำ (คลอรีน (ซม.คลอรีน)) และเพื่อวัตถุประสงค์อื่น ๆ อีกมากมาย
บทบาททางชีวภาพ
คลอรีนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญที่สุด (ซม.องค์ประกอบทางชีวภาพ)และเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด พืชบางชนิดที่เรียกว่าฮาโลไฟต์ไม่เพียงแต่สามารถเติบโตได้ในดินที่มีความเค็มสูงเท่านั้น แต่ยังสะสมคลอไรด์ในปริมาณมากอีกด้วย เป็นที่รู้กันว่าจุลินทรีย์ (ฮาโลแบคทีเรีย ฯลฯ) และสัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาวะที่มีความเค็มสูง คลอรีนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของการเผาผลาญเกลือน้ำในสัตว์และมนุษย์ ซึ่งเป็นตัวกำหนดกระบวนการทางกายภาพและเคมีในเนื้อเยื่อของร่างกาย มีส่วนเกี่ยวข้องในการรักษาสมดุลของกรดเบสในเนื้อเยื่อ osmoregulation (ซม.การควบคุม OSMOREGULATION)(คลอรีนเป็นสารออกฤทธิ์หลักในการออสโมติกในเลือด น้ำเหลือง และของเหลวในร่างกาย) โดยส่วนใหญ่อยู่นอกเซลล์ ในพืช คลอรีนมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและการสังเคราะห์ด้วยแสง
เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อมนุษย์ประกอบด้วยคลอรีน 0.20-0.52% เนื้อเยื่อกระดูก - 0.09%; ในเลือด - 2.89 กรัม/ลิตร ร่างกายคนโดยเฉลี่ย (น้ำหนักตัว 70 กก.) มีคลอรีน 95 กรัม ทุกๆ วัน คนเราจะได้รับคลอรีนจากอาหาร 3-6 กรัม ซึ่งมากเกินความจำเป็นสำหรับองค์ประกอบนี้
คุณสมบัติการทำงานกับคลอรีน
คลอรีนเป็นก๊าซพิษที่ทำให้หายใจไม่ออก หากเข้าสู่ปอด จะทำให้เนื้อเยื่อปอดไหม้และทำให้หายใจไม่ออก มีผลระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจที่ความเข้มข้นในอากาศประมาณ 0.006 มก./ล. คลอรีนเป็นหนึ่งในสารเคมีพิษชนิดแรกๆ (ซม.สารพิษ)ที่ใช้โดยเยอรมนีในช่วงแรก สงครามโลก- เมื่อทำงานกับคลอรีน คุณควรใช้ชุดป้องกัน หน้ากากป้องกันแก๊สพิษ และถุงมือ บน เวลาอันสั้นคุณสามารถปกป้องอวัยวะระบบทางเดินหายใจของคุณจากคลอรีนที่เข้าไปในนั้นด้วยผ้าพันผ้าชุบสารละลายโซเดียมซัลไฟต์ Na 2 SO 3 หรือโซเดียมไธโอซัลเฟต Na 2 S 2 O 3 . ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตของคลอรีนในอากาศของสถานที่ทำงานคือ 1 มก./ลบ.ม. ในอากาศของพื้นที่ที่มีประชากร 0.03 มก./ลบ.ม.

พจนานุกรมสารานุกรม. 2009 .

ดูว่า "คลอรีน" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:

คลอรีน เอ่อ... ความเครียดคำภาษารัสเซีย

คลอรีน- คลอรีน และ... พจนานุกรมการสะกดคำภาษารัสเซีย

คลอรีน- คลอรีน/... พจนานุกรมการสะกดตามสัณฐานวิทยา

- (กรีกคลอรอส เหลืองแกมเขียว) สารเคมีที่เรียบง่าย มีลักษณะเป็นก๊าซ มีสีเหลืองแกมเขียว มีกลิ่นฉุน ระคายเคือง มีความสามารถในการเปลี่ยนสีของพืชได้ พจนานุกรม คำต่างประเทศรวมอยู่ในภาษารัสเซีย... พจนานุกรมคำต่างประเทศในภาษารัสเซีย

- (สัญลักษณ์ C1) ธาตุอโลหะที่แพร่หลาย หนึ่งในฮาโลเจน (องค์ประกอบของตารางธาตุหมู่ที่ 7) ค้นพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2317 เป็นส่วนหนึ่งของเกลือแกง (NaCl) คลอรีนเป็นสีเหลืองแกมเขียว... พจนานุกรมสารานุกรมวิทยาศาสตร์และเทคนิค

คลอรีน- คลอรีน C12 สารเคมี องค์ประกอบ เลขอะตอม 17 น้ำหนักอะตอม 35.457 อยู่ในกลุ่มที่ 7 ของช่วงที่ 3 อะตอมของคลอรีนมีอิเล็กตรอนชั้นนอก 7 ตัว เนื่องจาก X มีพฤติกรรมเหมือนเมทัลลอยด์ชนิดโมโนวาเลนต์ทั่วไป X. แบ่งเป็นไอโซโทปที่มีอะตอม... ... สารานุกรมการแพทย์ที่ยิ่งใหญ่

คลอรีน- มักได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของโลหะอัลคาไลคลอไรด์ โดยเฉพาะโซเดียมคลอไรด์ คลอรีนเป็นก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสีเหลืองแกมเขียว หายใจไม่ออก มีความหนาแน่นมากกว่าอากาศถึง 2.5 เท่า ละลายได้ในน้ำเล็กน้อย และกลายเป็นของเหลวได้ง่าย ปกติจะขนส่ง... คำศัพท์ที่เป็นทางการ

คลอรีน- (คลอรัม), Cl, องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม VII ของตารางธาตุ, เลขอะตอม 17, มวลอะตอม 35.453; หมายถึงฮาโลเจน ก๊าซสีเหลืองเขียว จุดเดือด 33.97°C ใช้ในการผลิตโพลีไวนิลคลอไรด์, ยางคลอโรพรีน,... ... พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ

คลอรีน, คลอรีน, pl. ไม่, สามี (จากภาษากรีก คลอรอส กรีน) (เคมี) องค์ประกอบทางเคมี ก๊าซที่ทำให้หายใจไม่ออก ใช้แล้ว ในด้านเทคโนโลยี ในด้านสุขอนามัยในฐานะยาฆ่าเชื้อ และในด้านสงครามในฐานะสารพิษ พจนานุกรมอธิบายของ Ushakov ดี.เอ็น. อูชาคอฟ พ.ศ. 2478 พ.ศ. 2483 ... พจนานุกรมอธิบายของ Ushakov

คลอรีน... ส่วนเริ่มต้นของคำที่ซับซ้อนซึ่งแนะนำความหมายต่อไปนี้: คลอรีน, คลอไรด์ (ออร์กาโนคลอรีน, คลอโรอะซิโตน, คลอโรเบนซีน, คลอโรมีเทน ฯลฯ ) พจนานุกรมอธิบายของเอฟราอิม ที.เอฟ. เอฟเรโมวา 2000... พจนานุกรมอธิบายภาษารัสเซียสมัยใหม่โดย Efremova

หนังสือ

• โรงละครรัสเซีย หรือ รวบรวมผลงานละครรัสเซียทั้งหมด ตอนที่ 24 โอเปร่า: ศาสตราจารย์ผู้พิทักษ์ - I. Knyazhnin โชคร้ายจากรถม้า - ความสุขของ Dushinka - เรื่องตลกกะลาสี - คลอร์ ซาเรวิช, , . หนังสือเล่มนี้เป็นการพิมพ์ซ้ำของปี 1786 แม้ว่าจะมีการทำงานอย่างจริงจังเพื่อฟื้นฟูคุณภาพต้นฉบับของสิ่งพิมพ์ แต่บางหน้าอาจ...

คลอรีน(จากภาษากรีก χлωρ?ς - "สีเขียว") - องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่เจ็ด, ช่วงที่สามของระบบธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D. I. Mendeleev โดยมีเลขอะตอม 17 ระบุด้วยสัญลักษณ์ Cl(ละติน คลอรัม- อโลหะที่มีฤทธิ์ทางเคมี มันเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มฮาโลเจน (เดิมชื่อ "ฮาโลเจน" ถูกใช้โดยนักเคมีชาวเยอรมันชไวเกอร์สำหรับคลอรีน [ตามตัวอักษร "ฮาโลเจน" แปลว่าเกลือ) แต่ก็ไม่เข้าใจและต่อมากลายเป็นเรื่องปกติสำหรับกลุ่มที่ 7 ของธาตุซึ่งรวมถึงคลอรีนด้วย)

สารคลอรีนอย่างง่าย (หมายเลข CAS: 7782-50-5) ภายใต้สภาวะปกติจะเป็นก๊าซพิษที่มีสีเขียวอมเหลือง มีกลิ่นฉุน โมเลกุลของคลอรีนเป็นแบบไดอะตอมมิก (สูตร Cl 2)

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบคลอรีน

เจ. พรีสลีย์รวบรวมก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ชนิดไม่มีน้ำเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2315 (เหนือปรอทเหลว) คลอรีนได้รับครั้งแรกในปี พ.ศ. 2317 โดย Scheele ซึ่งบรรยายถึงการปลดปล่อยของมันในระหว่างปฏิกิริยาระหว่างไพโรลูไซต์กับกรดไฮโดรคลอริกในบทความของเขาเกี่ยวกับไพโรลูไซต์:

4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Scheele สังเกตเห็นกลิ่นของคลอรีน คล้ายกับกลิ่นของกรดกัดทอง ความสามารถในการทำปฏิกิริยากับทองคำและแท่งชาด และคุณสมบัติในการฟอกขาว

อย่างไรก็ตาม Scheele ตามทฤษฎีโฟลจิสตันซึ่งมีความโดดเด่นในวิชาเคมีในขณะนั้น เสนอว่าคลอรีนคือกรดไฮโดรคลอริกที่มี dephlogisticated ซึ่งก็คือออกไซด์ของกรดไฮโดรคลอริก แบร์ทอลเล็ตและลาวัวซิเยร์เสนอว่าคลอรีนเป็นออกไซด์ของธาตุ มูเรียอย่างไรก็ตาม ความพยายามที่จะแยกเกลือออกยังคงไม่ประสบความสำเร็จจนกระทั่งงานของ Davy ซึ่งสามารถย่อยสลายเกลือแกงให้เป็นโซเดียมและคลอรีนโดยอิเล็กโทรไลซิส

การกระจายตัวในธรรมชาติ

คลอรีนมีอยู่ 2 ไอโซโทปที่พบในธรรมชาติ: 35 Cl และ 37 Cl ในเปลือกโลก คลอรีนเป็นฮาโลเจนที่พบมากที่สุด คลอรีนมีฤทธิ์มาก - รวมเข้ากับองค์ประกอบเกือบทั้งหมดของตารางธาตุโดยตรง ดังนั้นในธรรมชาติจึงพบได้เฉพาะในรูปแบบของสารประกอบในแร่ธาตุ: halite NaCl, sylvite KCl, sylvinite KCl NaCl, bischofite MgCl 2 6H2O, carnallite KCl MgCl 2 6H 2 O, kainite KCl MgSO 4 3H 2 O ที่ใหญ่ที่สุด คลอรีนสำรองมีอยู่ในเกลือของน้ำทะเลและมหาสมุทร (ปริมาณน้ำทะเลคือ 19 กรัม/ลิตร) คลอรีนคิดเป็น 0.025% ของจำนวนอะตอมทั้งหมดในเปลือกโลก จำนวนคลอรีนของคลาร์กคือ 0.017% และร่างกายมนุษย์มีคลอรีนไอออน 0.25% โดยมวล ในร่างกายมนุษย์และสัตว์ คลอรีนมักพบในของเหลวระหว่างเซลล์ (รวมถึงเลือด) และการเล่นต่างๆ บทบาทสำคัญในการควบคุมกระบวนการออสโมติกตลอดจนในกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเซลล์ประสาท

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีกายภาพ

ภายใต้สภาวะปกติ คลอรีนจะเป็นก๊าซสีเหลืองเขียวที่มีกลิ่นหอบ คุณสมบัติทางกายภาพบางประการแสดงอยู่ในตาราง

คุณสมบัติทางกายภาพบางประการของคลอรีน

ก๊าซคลอรีนกลายเป็นของเหลวได้ค่อนข้างง่าย เริ่มต้นจากความดัน 0.8 MPa (8 บรรยากาศ) คลอรีนจะเป็นของเหลวอยู่แล้วที่อุณหภูมิห้อง เมื่อเย็นลงถึง -34 °C คลอรีนจะกลายเป็นของเหลวที่ความดันบรรยากาศปกติ คลอรีนเหลวเป็นของเหลวสีเหลืองเขียวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมาก (เนื่องจากโมเลกุลมีความเข้มข้นสูง) ด้วยการเพิ่มความดัน จะทำให้มีคลอรีนเหลวได้จนถึงอุณหภูมิ +144 °C (อุณหภูมิวิกฤติ) ที่ความดันวิกฤต 7.6 MPa

ที่อุณหภูมิต่ำกว่า −101 °C คลอรีนเหลวจะตกผลึกเป็นตาข่ายออร์โธฮอมบิกกับกลุ่มอวกาศ ซมและพารามิเตอร์ a=6.29 Å b=4.50 Å, c=8.21 Å ต่ำกว่า 100 K การดัดแปลงออร์โธฮอมบิกของผลึกคลอรีนจะกลายเป็นรูปทรงสี่เหลี่ยม โดยมีกลุ่มอวกาศ P4 2/นซมและพารามิเตอร์ขัดแตะ a=8.56 Å และ c=6.12 Å

ความสามารถในการละลาย

ระดับการแยกตัวของโมเลกุลคลอรีน Cl 2 → 2Cl ที่ 1,000 K จะเป็น 2.07×10 −4% และที่ 2500 K จะเป็น 0.909%

เกณฑ์การรับรู้กลิ่นในอากาศคือ 0.003 (มก./ลิตร)

ในแง่ของการนำไฟฟ้า คลอรีนเหลวจัดอยู่ในกลุ่มฉนวนที่แข็งแกร่งที่สุด โดยนำกระแสได้แย่กว่าน้ำกลั่นเกือบพันล้านเท่า และแย่กว่าเงิน 10 ถึง 22 เท่า ความเร็วของเสียงในคลอรีนนั้นน้อยกว่าในอากาศประมาณหนึ่งเท่าครึ่ง

คุณสมบัติทางเคมี

โครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอน

ระดับเวเลนซ์ของอะตอมคลอรีนประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ 1 ตัว: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ดังนั้นความจุ 1 สำหรับอะตอมของคลอรีนจึงมีความเสถียรมาก เนื่องจากการมีอยู่ของวงโคจรระดับย่อย d ที่ว่างในอะตอมของคลอรีน อะตอมของคลอรีนจึงสามารถแสดงเวเลนซ์อื่นๆ ได้ รูปแบบการก่อตัวของสถานะตื่นเต้นของอะตอม:

สารประกอบคลอรีนเป็นที่รู้จักกันว่าอะตอมของคลอรีนแสดงวาเลนซี 4 และ 6 อย่างเป็นทางการ เช่น ClO 2 และ Cl 2 O 6 อย่างไรก็ตาม สารประกอบเหล่านี้เป็นอนุมูล ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่หนึ่งตัว

ปฏิสัมพันธ์กับโลหะ

คลอรีนทำปฏิกิริยาโดยตรงกับโลหะเกือบทั้งหมด (บางชนิดเมื่อมีความชื้นหรือเมื่อถูกความร้อนเท่านั้น):

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

ปฏิกิริยากับอโลหะ

สำหรับอโลหะ (ยกเว้นคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน และก๊าซเฉื่อย) จะเกิดคลอไรด์ที่สอดคล้องกัน

ในแสงหรือเมื่อถูกความร้อน มันจะทำปฏิกิริยาอย่างแข็งขัน (บางครั้งก็เกิดการระเบิด) กับไฮโดรเจนตามกลไกที่รุนแรง ส่วนผสมของคลอรีนกับไฮโดรเจนซึ่งมีไฮโดรเจนอยู่ระหว่าง 5.8 ถึง 88.3% จะระเบิดเมื่อถูกฉายรังสีจนเกิดเป็นไฮโดรเจนคลอไรด์ ส่วนผสมของคลอรีนและไฮโดรเจนในปริมาณความเข้มข้นเล็กน้อยจะเผาไหม้โดยไม่มีสีหรือเปลวไฟสีเหลืองอมเขียว อุณหภูมิสูงสุดเปลวไฟไฮโดรเจน-คลอรีน 2200 °C.:

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

เมื่อใช้ออกซิเจน คลอรีนจะเกิดออกไซด์ซึ่งจะแสดงสถานะออกซิเดชันตั้งแต่ +1 ถึง +7: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7 มีกลิ่นฉุน ไม่เสถียรทางความร้อนและไม่เสถียรทางโฟโตเคมี และมีแนวโน้มที่จะสลายตัวด้วยการระเบิด

เมื่อทำปฏิกิริยากับฟลูออรีน จะไม่เกิดคลอไรด์ แต่เป็นฟลูออไรด์:

Cl 2 + 3F 2 (เช่น) → 2ClF 3

คุณสมบัติอื่นๆ

คลอรีนจะแทนที่โบรมีนและไอโอดีนจากสารประกอบด้วยไฮโดรเจนและโลหะ:

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

เมื่อทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์จะเกิดฟอสจีน:

Cl 2 + CO → COCl 2

เมื่อละลายในน้ำหรือด่าง คลอรีนจะสลายตัว กลายเป็นไฮโปคลอรัส (และเมื่อถูกความร้อนคือเปอร์คลอริก) และกรดไฮโดรคลอริก หรือเกลือของพวกมัน:

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

การคลอรีนของแคลเซียมไฮดรอกไซด์แห้งทำให้เกิดสารฟอกขาว:

Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O

ผลของคลอรีนต่อแอมโมเนีย, ไนโตรเจนไตรคลอไรด์สามารถรับได้:

4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4 Cl

คุณสมบัติออกซิไดซ์ของคลอรีน

คลอรีนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก

Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S

ปฏิกิริยากับสารอินทรีย์

ด้วยสารประกอบอิ่มตัว:

CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl

ยึดติดกับสารประกอบไม่อิ่มตัวด้วยพันธะหลายพันธะ:

CH 2 =CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl

สารประกอบอะโรมาติกจะแทนที่อะตอมไฮโดรเจนด้วยคลอรีนเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา (เช่น AlCl 3 หรือ FeCl 3):

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl

วิธีการได้รับ

วิธีการทางอุตสาหกรรม

ในขั้นต้นวิธีการทางอุตสาหกรรมในการผลิตคลอรีนนั้นใช้วิธี Scheele นั่นคือปฏิกิริยาของไพโรลูไซต์กับกรดไฮโดรคลอริก:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

ในปี พ.ศ. 2410 Deacon ได้พัฒนาวิธีการผลิตคลอรีนโดยการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรเจนคลอไรด์กับออกซิเจนในบรรยากาศ ปัจจุบันกระบวนการ Deacon ใช้เพื่อนำคลอรีนกลับมาจากไฮโดรเจนคลอไรด์ ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากคลอรีนทางอุตสาหกรรมของสารประกอบอินทรีย์

4HCl + O 2 → 2H 2 O + 2Cl 2

ปัจจุบัน คลอรีนถูกผลิตขึ้นในระดับอุตสาหกรรมร่วมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์และไฮโดรเจนโดยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายเกลือแกง:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH แอโนด: 2Cl − — 2е − → Cl 2 0 แคโทด: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −

เนื่องจากอิเล็กโทรลิซิสของน้ำเกิดขึ้นขนานกับอิเล็กโทรลิซิสของโซเดียมคลอไรด์ สมการโดยรวมจึงสามารถแสดงได้ดังนี้:

1.80 NaCl + 0.50 H 2 O → 1.00 Cl 2 + 1.10 NaOH + 0.03 H 2

มีการใช้วิธีเคมีไฟฟ้าในการผลิตคลอรีนสามรูปแบบ สองวิธีคืออิเล็กโทรไลซิสที่มีแคโทดแข็ง: วิธีไดอะแฟรมและเมมเบรน วิธีที่สามคืออิเล็กโทรไลซิสด้วยแคโทดปรอทเหลว (วิธีการผลิตปรอท) ในบรรดาวิธีการผลิตเคมีไฟฟ้าวิธีที่ง่ายและสะดวกที่สุดคืออิเล็กโทรไลซิสด้วยแคโทดปรอท แต่วิธีนี้ทำให้เกิดอันตรายอย่างมาก สิ่งแวดล้อมอันเป็นผลจากการระเหยและการรั่วไหลของปรอทโลหะ

วิธีไดอะแฟรมด้วยแคโทดที่เป็นของแข็ง

ช่องอิเล็กโตรไลเซอร์จะถูกแบ่งด้วยแผ่นกั้นแร่ใยหินที่มีรูพรุน - ไดอะแฟรม - ลงในช่องว่างแคโทดและแอโนด โดยที่แคโทดและแอโนดของอิเล็กโตรไลเซอร์ตั้งอยู่ตามลำดับ ดังนั้นอิเล็กโทรไลเซอร์ดังกล่าวจึงมักเรียกว่าไดอะแฟรม และวิธีการผลิตคืออิเล็กโทรไลซิสของไดอะแฟรม การไหลของอะโนไลต์อิ่มตัว (สารละลาย NaCl) จะเข้าสู่ช่องว่างขั้วบวกของอิเล็กโทรไลเซอร์แบบไดอะแฟรมอย่างต่อเนื่อง อันเป็นผลมาจากกระบวนการเคมีไฟฟ้า คลอรีนจะถูกปล่อยออกมาที่ขั้วบวกเนื่องจากการสลายตัวของเฮไลต์ และไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาที่แคโทดเนื่องจากการสลายตัวของน้ำ ในกรณีนี้โซนใกล้แคโทดจะอุดมไปด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์

วิธีเมมเบรนที่มีแคโทดที่เป็นของแข็ง

วิธีเมมเบรนโดยพื้นฐานแล้วจะคล้ายกับวิธีไดอะแฟรม แต่ช่องว่างของขั้วบวกและแคโทดจะถูกแยกออกจากกันด้วยเมมเบรนโพลีเมอร์แลกเปลี่ยนไอออนบวก วิธีการผลิตเมมเบรนมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีไดอะแฟรม แต่ใช้งานยากกว่า

วิธีปรอทด้วยแคโทดเหลว

กระบวนการนี้ดำเนินการในอ่างอิเล็กโทรไลต์ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโตรไลเซอร์ ตัวย่อยสลาย และปั๊มปรอท ซึ่งเชื่อมต่อถึงกันด้วยการสื่อสาร ในอ่างอิเล็กโทรไลต์ ปรอทจะไหลเวียนภายใต้การทำงานของปั๊มปรอท โดยผ่านอิเล็กโตรไลเซอร์และตัวย่อยสลาย แคโทดของอิเล็กโตรไลเซอร์คือการไหลของสารปรอท แอโนด - กราไฟท์หรือการสึกหรอต่ำ เมื่อรวมกับปรอท กระแสของอะโนไลต์ซึ่งเป็นสารละลายโซเดียมคลอไรด์จะไหลอย่างต่อเนื่องผ่านอิเล็กโทรไลเซอร์ อันเป็นผลมาจากการสลายตัวทางเคมีไฟฟ้าของคลอไรด์ โมเลกุลของคลอรีนจึงเกิดขึ้นที่ขั้วบวก และที่แคโทด โซเดียมที่ปล่อยออกมาจะละลายในปรอท ก่อตัวเป็นอะมัลกัม

วิธีการทางห้องปฏิบัติการ

ในห้องปฏิบัติการสำหรับการผลิตคลอรีนมักใช้กระบวนการตามออกซิเดชันของไฮโดรเจนคลอไรด์ด้วยสารออกซิไดซ์ที่แรง (เช่นแมงกานีส (IV) ออกไซด์, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, โพแทสเซียมไดโครเมต):

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

การเก็บคลอรีน

คลอรีนที่ผลิตจะถูกเก็บไว้ใน “ถัง” พิเศษหรือปั๊มลงในถังเหล็กแรงดันสูง ถังที่มีคลอรีนเหลวภายใต้ความกดดันจะมีสีพิเศษ - สีหนองน้ำ ควรสังเกตว่าในระหว่างการใช้งานถังคลอรีนเป็นเวลานาน ไนโตรเจนไตรคลอไรด์ที่ระเบิดได้อย่างรุนแรงจะสะสมอยู่ในนั้น ดังนั้นในบางครั้ง ถังคลอรีนจะต้องผ่านการล้างและทำความสะอาดไนโตรเจนคลอไรด์เป็นประจำ

มาตรฐานคุณภาพคลอรีน

ตาม GOST 6718-93 “คลอรีนเหลว ข้อกำหนดทางเทคนิค" ผลิตคลอรีนเกรดต่อไปนี้

แอปพลิเคชัน

คลอรีนถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และความต้องการในครัวเรือน:

• ในการผลิตโพลีไวนิลคลอไรด์ สารประกอบพลาสติก ยางสังเคราะห์ ซึ่งใช้ในการผลิต: ฉนวนลวด โปรไฟล์หน้าต่าง วัสดุบรรจุภัณฑ์ เสื้อผ้าและรองเท้า แผ่นเสื่อน้ำมันและแผ่นเสียง เคลือบเงา อุปกรณ์และพลาสติกโฟม ของเล่น ชิ้นส่วนเครื่องมือ วัสดุก่อสร้าง . โพลีไวนิลคลอไรด์ผลิตโดยกระบวนการโพลิเมอไรเซชันของไวนิลคลอไรด์ ซึ่งปัจจุบันส่วนใหญ่มักผลิตจากเอทิลีนโดยวิธีสมดุลคลอรีนผ่านสารตัวกลาง 1,2-ไดคลอโรอีเทน
• คุณสมบัติการฟอกขาวของคลอรีนเป็นที่รู้จักกันมานานแล้วแม้ว่าจะไม่ใช่คลอรีนเองที่ "ฟอกขาว" แต่เป็นอะตอมออกซิเจนซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของกรดไฮโปคลอรัส: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + อ้อ.. วิธีการฟอกผ้า กระดาษ กระดาษแข็ง วิธีนี้ใช้กันมานานหลายศตวรรษ
• การผลิตยาฆ่าแมลงออร์กาโนคลอรีน - สารที่ใช้ฆ่าแมลงที่เป็นอันตรายต่อพืชผลแต่ปลอดภัยสำหรับพืช คลอรีนที่ผลิตส่วนสำคัญจะถูกนำไปใช้เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์อารักขาพืช ยาฆ่าแมลงที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งคือเฮกซาคลอโรไซโคลเฮกเซน (มักเรียกว่าเฮกซาคลอเรน) สารนี้ถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2368 โดยฟาราเดย์ แต่พบว่านำไปใช้ได้จริงในอีกกว่า 100 ปีต่อมา ในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ 20
• มันถูกใช้เป็นสารเคมีในการทำสงคราม เช่นเดียวกับการผลิตสารเคมีในการทำสงครามอื่นๆ เช่น ก๊าซมัสตาร์ด ฟอสจีน
• เพื่อฆ่าเชื้อน้ำ - "คลอรีน" วิธีการฆ่าเชื้อน้ำดื่มที่พบบ่อยที่สุด ขึ้นอยู่กับความสามารถของคลอรีนอิสระและสารประกอบของคลอรีนในการยับยั้งระบบเอนไซม์ของจุลินทรีย์ที่กระตุ้นกระบวนการรีดอกซ์ ในการฆ่าเชื้อน้ำดื่มมีการใช้สิ่งต่อไปนี้: คลอรีน คลอรีนไดออกไซด์ คลอรามีน และสารฟอกขาว SanPiN 2.1.4.1074-01 กำหนดขีดจำกัด (ทางเดิน) ต่อไปนี้ของปริมาณคลอรีนอิสระที่ตกค้างใน น้ำดื่มน้ำประปาส่วนกลาง 0.3 - 0.5 มก./ลิตร นักวิทยาศาสตร์และนักการเมืองจำนวนหนึ่งในรัสเซียวิพากษ์วิจารณ์แนวคิดเรื่องการใช้คลอรีนในน้ำประปา แต่ไม่สามารถเสนอทางเลือกอื่นนอกเหนือจากผลที่ตามมาของการฆ่าเชื้อของสารประกอบคลอรีน วัสดุที่ใช้ทำท่อน้ำมีปฏิกิริยาแตกต่างกับน้ำประปาที่มีคลอรีน คลอรีนอิสระในน้ำประปาช่วยลดอายุการใช้งานของท่อที่ใช้โพลีโอเลฟินส์ลงอย่างมาก: ท่อโพลีเอทิลีนประเภทต่างๆ รวมถึงโพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวางหรือที่เรียกว่า PEX (PE-X) ในสหรัฐอเมริกา เพื่อควบคุมการรับท่อที่ทำจากวัสดุโพลีเมอร์เพื่อใช้ในระบบจ่ายน้ำที่มีน้ำคลอรีน พวกเขาจึงถูกบังคับให้ใช้มาตรฐาน 3 ประการ: ASTM F2023 ที่เกี่ยวข้องกับท่อโพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวาง (PEX) และน้ำคลอรีนร้อน ASTM F2263 เกี่ยวข้องกับท่อโพลีเอทิลีนและน้ำคลอรีนทั้งหมด และ ASTM F2330 ใช้กับท่อหลายชั้น (โลหะ-โพลีเมอร์) และน้ำคลอรีนร้อน ในแง่ของความทนทานเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำคลอรีน ท่อน้ำทองแดงให้ผลลัพธ์ที่เป็นบวก
• จดทะเบียนในอุตสาหกรรมอาหารเป็นวัตถุเจือปนอาหาร E925.
• ในการผลิตทางเคมีของกรดไฮโดรคลอริก, สารฟอกขาว, เกลือเบอร์โทไลต์, คลอไรด์ของโลหะ, ยาพิษ, ยารักษาโรค, ปุ๋ย
• ในโลหะวิทยาเพื่อการผลิตโลหะบริสุทธิ์: ไทเทเนียม, ดีบุก, แทนทาลัม, ไนโอเบียม
• เป็นตัวบ่งชี้นิวตริโนแสงอาทิตย์ในเครื่องตรวจจับคลอรีน-อาร์กอน

ประเทศที่พัฒนาแล้วหลายประเทศมุ่งมั่นที่จะจำกัดการใช้คลอรีนในชีวิตประจำวัน ซึ่งรวมถึงเนื่องจากการสันดาปของเสียที่มีคลอรีนทำให้เกิดไดออกซินในปริมาณที่มีนัยสำคัญ

บทบาททางชีวภาพ

คลอรีนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดและเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

ในสัตว์และมนุษย์ คลอไรด์ไอออนมีส่วนเกี่ยวข้องในการรักษาสมดุลออสโมติก คลอไรด์ไอออนมีรัศมีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจาะผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ สิ่งนี้อธิบายถึงการมีส่วนร่วมร่วมกับโซเดียมและโพแทสเซียมไอออนในการสร้างแรงดันออสโมติกคงที่และควบคุมการเผาผลาญเกลือของน้ำ ภายใต้อิทธิพลของ GABA (สารสื่อประสาท) ไอออนของคลอรีนมีผลยับยั้งเซลล์ประสาทโดยการลดศักยภาพในการดำเนินการ ในกระเพาะอาหารไอออนของคลอรีนจะสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการทำงานของเอนไซม์โปรตีโอไลติกของน้ำย่อย ช่องคลอไรด์มีอยู่ในเซลล์หลายประเภท เยื่อหุ้มไมโตคอนเดรีย และกล้ามเนื้อโครงร่าง ช่องเหล่านี้ทำหน้าที่สำคัญในการควบคุมปริมาตรของเหลว การขนส่งไอออนผ่านเยื่อบุผิว และรักษาศักยภาพของเมมเบรนให้คงที่ และมีส่วนเกี่ยวข้องในการรักษา pH ของเซลล์ คลอรีนสะสมในเนื้อเยื่ออวัยวะภายใน ผิวหนัง และกล้ามเนื้อโครงร่าง คลอรีนจะถูกดูดซึมในลำไส้ใหญ่เป็นหลัก การดูดซึมและการขับถ่ายของคลอรีนมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโซเดียมไอออนและไบคาร์บอเนต และในระดับที่น้อยกว่ากับกิจกรรมของแร่คอร์ติคอยด์และกิจกรรมของ Na + /K + - ATPase คลอรีนทั้งหมด 10-15% สะสมอยู่ในเซลล์ โดย 1/3 ถึง 1/2 อยู่ในเซลล์เม็ดเลือดแดง พบคลอรีนประมาณ 85% ในพื้นที่นอกเซลล์ คลอรีนถูกขับออกจากร่างกายส่วนใหญ่ทางปัสสาวะ (90-95%) อุจจาระ (4-8%) และทางผิวหนัง (มากถึง 2%) การขับถ่ายของคลอรีนสัมพันธ์กับโซเดียมและโพแทสเซียมไอออน และในทางกลับกันกับ HCO 3 − (ความสมดุลของกรด-เบส)

คนเราบริโภค NaCl 5-10 กรัมต่อวัน ความต้องการคลอรีนขั้นต่ำของมนุษย์คือประมาณ 800 มก. ต่อวัน ทารกจะได้รับคลอรีนในปริมาณที่ต้องการผ่านทางน้ำนมแม่ ซึ่งมีคลอรีน 11 มิลลิโมล/ลิตร NaCl จำเป็นสำหรับการผลิตกรดไฮโดรคลอริกในกระเพาะอาหารซึ่งส่งเสริมการย่อยอาหารและทำลายแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค ในปัจจุบัน ความเกี่ยวข้องของคลอรีนในการเกิดโรคบางชนิดในมนุษย์ยังไม่มีการศึกษาที่ดีนัก สาเหตุหลักมาจากการศึกษาจำนวนน้อย พอจะกล่าวได้ว่าแม้แต่คำแนะนำเกี่ยวกับการบริโภคคลอรีนในแต่ละวันก็ยังไม่ได้รับการพัฒนา เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อมนุษย์ประกอบด้วยคลอรีน 0.20-0.52% เนื้อเยื่อกระดูก - 0.09%; ในเลือด - 2.89 กรัม/ลิตร ร่างกายคนโดยเฉลี่ย (น้ำหนักตัว 70 กก.) มีคลอรีน 95 กรัม ทุกๆ วัน คนเราจะได้รับคลอรีนจากอาหาร 3-6 กรัม ซึ่งมากเกินความจำเป็นสำหรับองค์ประกอบนี้

คลอรีนไอออนมีความสำคัญต่อพืช คลอรีนเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญพลังงานในพืช โดยกระตุ้นการเกิดออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชั่น จำเป็นสำหรับการก่อตัวของออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยคลอโรพลาสต์ที่แยกได้ และกระตุ้นกระบวนการเสริมของการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยหลักแล้วกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการสะสมพลังงาน คลอรีนมีผลเชิงบวกต่อการดูดซึมออกซิเจน โพแทสเซียม แคลเซียม และสารประกอบแมกนีเซียมโดยราก คลอรีนไอออนที่มีความเข้มข้นมากเกินไปในพืชก็อาจมีผลเสียเช่นกัน เช่น ลดปริมาณคลอโรฟิลล์ ลดกิจกรรมการสังเคราะห์ด้วยแสง และชะลอการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช

แต่มีพืชจำนวนหนึ่งที่ในกระบวนการวิวัฒนาการ ไม่ว่าจะปรับให้เข้ากับความเค็มของดิน หรือในการต่อสู้เพื่อแย่งชิงพื้นที่ ก็ได้ครอบครองบึงเกลือที่ว่างเปล่าซึ่งไม่มีการแข่งขัน พืชที่ปลูกบนดินเค็มเรียกว่าฮาโลไฟต์ ซึ่งจะสะสมคลอไรด์ในช่วงฤดูปลูก แล้วกำจัดส่วนเกินออกไปโดยการร่วงของใบไม้หรือปล่อยคลอไรด์ลงบนพื้นผิวใบและกิ่งก้าน และได้รับประโยชน์สองเท่าโดยการบังพื้นผิวจากแสงแดด

ในบรรดาจุลินทรีย์นั้นยังเป็นที่รู้จักกันในนาม halophiles - halobacteria ซึ่งอาศัยอยู่ในน้ำหรือดินที่มีความเค็มสูง

คุณสมบัติของการดำเนินงานและข้อควรระวัง

คลอรีนเป็นก๊าซพิษที่ทำให้หายใจไม่ออก ซึ่งหากเข้าสู่ปอด จะทำให้เนื้อเยื่อปอดไหม้และทำให้หายใจไม่ออก มีผลระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจที่ความเข้มข้นในอากาศประมาณ 0.006 มก./ล. (ซึ่งมากกว่าเกณฑ์การรับรู้กลิ่นคลอรีนถึงสองเท่า) คลอรีนเป็นหนึ่งในสารเคมีชนิดแรกๆ ที่เยอรมนีใช้ในสงครามโลกครั้งที่ 1 เมื่อทำงานกับคลอรีน คุณควรใช้ชุดป้องกัน หน้ากากป้องกันแก๊สพิษ และถุงมือ ในช่วงเวลาสั้น ๆ คุณสามารถป้องกันอวัยวะระบบทางเดินหายใจจากคลอรีนที่เข้ามาด้วยผ้าพันแผลผ้าชุบสารละลายโซเดียมซัลไฟต์ Na 2 SO 3 หรือโซเดียมไธโอซัลเฟต Na 2 S 2 O 3

MPC ของคลอรีน อากาศในชั้นบรรยากาศต่อไปนี้: เฉลี่ยรายวัน - 0.03 มก./ลบ.ม.; ปริมาณสูงสุดครั้งเดียว - 0.1 มก. / ลบ.ม. ; ในสถานที่ทำงานขององค์กรอุตสาหกรรม - 1 มก./ลบ.ม.

คำนิยาม

คลอรีนอยู่ในคาบที่สามของกลุ่มที่ 7 ของกลุ่มย่อยหลัก (A) ของตารางธาตุ

เป็นองค์ประกอบของตระกูล p ไม่ใช่โลหะ องค์ประกอบอโลหะที่อยู่ในกลุ่มนี้เรียกรวมกันว่าฮาโลเจน การแต่งตั้ง - Cl. หมายเลขซีเรียล - 17. มวลอะตอมสัมพัทธ์ - 35.453 amu

โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมคลอรีน

อะตอมของคลอรีนประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวก (+17) ประกอบด้วยโปรตอน 17 ตัว และนิวตรอน 18 ตัว โดยมีอิเล็กตรอน 17 ตัวเคลื่อนที่ใน 3 วงโคจร

รูปที่ 1. โครงสร้างแผนผังของอะตอมคลอรีน

การกระจายตัวของอิเล็กตรอนระหว่างออร์บิทัลมีดังนี้:

17Cl) 2) 8) 7 ;

1ส 2 2ส 2 2พี 6 3ส 2 3พี 5 .

ระดับพลังงานภายนอกของอะตอมคลอรีนประกอบด้วยอิเล็กตรอนเจ็ดตัว ซึ่งทั้งหมดถือเป็นเวเลนซ์อิเล็กตรอน แผนภาพพลังงานของสถานะกราวด์มีรูปแบบดังต่อไปนี้:

การมีอยู่ของอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่หนึ่งตัวบ่งชี้ว่าคลอรีนสามารถแสดงสถานะออกซิเดชัน +1 ได้ รัฐที่ตื่นเต้นหลายแห่งก็เป็นไปได้เช่นกันเนื่องจากมีที่ว่าง 3 แห่ง ง-ออร์บิทัล ขั้นแรกให้อิเล็กตรอน 3 ถูกนึ่ง พี-ระดับย่อยและครอบครองฟรี ง-ออร์บิทัล แล้วก็ - อิเล็กตรอน 3 ส-ระดับย่อย:

ข้อมูลนี้อธิบายการมีอยู่ของคลอรีนในสถานะออกซิเดชันอีกสามสถานะ: +3, +5 และ +7

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1