acest clor, care este eliberat în formă liberă atunci când această substanță interacționează cu acidul clorhidric. Eliberarea de clor are loc ca urmare a reacției redox a HCl cu compuși în care clorul are stări de oxidare pozitive, cel mai adesea +1, +3 și +5. Fracția de masă a clorului activ dintr-o substanță (în procente) este numeric egală cu masa de clor molecular, care este eliberată din 100 g din această substanță atunci când interacționează cu excesul. de acid clorhidric.

Se oxidează HCl la Cl

2 fara pierderi si este dificil de analizat cantitatea de clor eliberata. Prin urmare, în practică, clorul activ este definit diferit ca o masă de clor care este capabilă să elibereze dintr-o soluție HI aceeași cantitate de iod ca și 100 g de analit. De exemplu, dintr-o comparație a două reacții: CI2 + 2HI® I2 + 2HCl și NaOCl + 2HCl® I2 + NaCl + H2O, se poate observa că 1 mol de iod este eliberat sub influența fie a 70,9 g Cl 2 , sau 74,5 g de NaClO, prin urmare conținutul de clor activ în NaClO este egal cu (70,9/74,5)100 = 95,2% (se crede că în Cl 2 „conține” 100% clor activ).

Acidul iodhidric se oxidează ușor și complet, iar iodul format este foarte ușor de cuantificat. În practică, ei fac acest lucru: o porțiune cântărită a analitului este dizolvată în apă și se adaugă un exces de soluție de KI acidulată; apoi iodul eliberat (care se dizolvă perfect într-un exces de soluție de KI) este titrat cu o soluție de tiosulfat de concentrație cunoscută (

Vezi si TITRAREA). Apa clorata si acid hipocloros. Istoria utilizării substanțelor care conțin clor activ datează de mai bine de două secole. La scurt timp după descoperirea clorului de către un chimist suedezScheeleîn 1774 s-a descoperit că sub influența acestui gaz, țesăturile gălbui și urâte din fibre vegetale precum inul sau bumbacul, umezite cu apă, capătă o alb remarcabil. Un chimist francez a fost primul care a folosit clorul pentru a înălbi țesăturile și hârtia.Claude Louis Berthollet. În 1785, pe moșia sa din Arquey, a deschis o fabrică de albire a pânzelor cu clor, în care, în special, fiul său lucra, împreună cu un tânăr student Berthollet.Gay Lussacôme. Clorul reacţionează cu apa pentru a forma acid hipocloros HClO. Aceasta a fost prima substanță care conținea clor activ, obținută de chimiști. Din ecuația reacției HClO + HCl® CI2 + H2 O rezultă că teoretic din 52,5 g de HClO pur se pot obține 71 g de Cl 2 , adică acidul hipocloros conține 135,2% clor activ. Dar acest acid este instabil; concentrația sa maximă posibilă în soluție nu este mai mare de 30%. Viteza și direcția de descompunere a acidului hipocloros depind de condiții. Într-un mediu acid la temperatura camerei are loc o reacție lentă 4HClO® 2CI2 + O2 + 2H2 O. În prezența acidului clorhidric în soluție se stabilește rapid echilibrul HClO + HCl CI2 + H2 O, mult deplasat la dreapta. În soluții ușor acide și neutre are loc descompunerea 2HClO®02 + 2HCl, accelerat de lumina vizibilă. În medii ușor alcaline, în special la temperaturi ridicate, are loc o reacție de disproporționare cu formarea ionilor de clorat: 2HClO + ClO® Cl03 + 2H + + 2CI . Prin urmare, în realitate, soluțiile apoase de clor conțin doar cantități mici de acid hipocloros și există puțin clor activ în ele.

În secolul 19 S-a descoperit că apa cu clor are nu doar un efect de albire, ci și un efect dezinfectant. A fost folosit pentru prima dată în această calitate în 1846 într-unul dintre spitalele din Viena, unde a fost introdusă practica ca medicii să-și clătească mâinile cu apă cu clor. După ce s-a recunoscut în 1888 la Congresul Internațional de Igienă de la Viena că bolile infecțioase, inclusiv holera, pot fi răspândite prin apa potabilă, a început o căutare sistematică a modului cel mai eficient de dezinfectare a apei. Iar când apă curentă a apărut în orașele mari, clorul și-a găsit o nouă utilizare - pentru a dezinfecta apa potabilă. A fost folosit pentru prima dată în acest scop la New York în 1895, iar în prezent sute de mii de tone de clor sunt folosite anual pentru a clorina apa. Clorul se dizolvă ușor în apă, ucigând toate viețuitoarele din el. S-a descoperit că acidul hipocloros liber este de aproape 300 de ori mai activ decât ionii de hipoclorit ClO

– ; Acest lucru se explică prin capacitatea unică a HClO de a pătrunde bacteriile prin membranele lor. Clorarea s-a dovedit a fi cea mai simplă și mai ieftină modalitate de a dezinfecta apa. Deoarece nu este ușor de detectat bacteriile patogene în apă (acest lucru necesită teste complexe de laborator), de obicei siguranța bacteriană a apei după ce a fost tratată cu clor este controlată de un semn indirect: numărul de microorganisme nepericuloase, dar vizibile clar. la microscop - E. coli. Dacă, după clorinare, nu rămân mai mult de 3 bețișoare în 1 ml de apă, atunci putem presupune că bacteriile patogene mai puțin rezistente au fost complet distruse. De obicei, sunt necesare aproximativ 1,52 g de clor per metru cub de apă. Dar uneori se adaugă mai mult clor decât de obicei; acest lucru se întâmplă, de exemplu, primăvara, în timpul unei viituri, când apa de topire spăla în râuri resturile de îngrășăminte de pe câmpuri și alți poluanți ai apei. Prin urmare, conținutul de clor activ din apa de la robinet poate varia în limite destul de largi. Excesul de clor dă apei un miros neplăcut, mai ales când este încălzită, când solubilitatea clorului scade. Concentrațiile mici de clor în apa potabilă nu reprezintă un pericol pentru sănătate, deși o astfel de apă este neplăcută de băut. Cel mai simplu mod de a scăpa de reziduurile de clor din apa de la robinet este să-l păstrezi într-un recipient deschis timp de câteva ore sau să-l aduci la fierbere: clorul se va evapora din apa clocotită rapid și fără urmă.

Dar dacă apa este contaminată cu anumite deșeuri chimice, clorarea poate duce la consecințe nedorite. De exemplu, atunci când fenolul este clorurat, se pot forma diclorofenoli, care au un miros în concentrații extrem de mici - doar 1 mg la 10 tone de apă! În 1974, Agenția pentru Protecția Mediului din SUA a examinat aprovizionarea cu apă din New Orleans și a găsit 66 de compuși organoclorați diferiți în apa potabilă (deși majoritatea în concentrații foarte scăzute - nu mai mult de 1 mg pe tonă). Unele impurități din apă, atunci când sunt clorurate, se transformă în compuși extrem de toxici (de exemplu, dioxine). Prin urmare, este mai promițător să folosiți ozonarea apei în locul clorării.

Nu numai apa potabilă, ci și apele uzate sunt clorurate pentru a preveni pătrunderea microorganismelor patogene în râuri. Clorul și compușii săi sunt, de asemenea, folosiți pentru dezinfectarea apei din piscine.

Hipocloriți de metale alcaline. apă javel. A face față cu gaz, și chiar cu unul la fel de otrăvitor ca clorul, este incomod și periculos. În 1789, în locul apei cu clor, care produce clor, Berthollet a început să folosească o soluție de albire alcalină în același scop. Această soluție a fost preparată prin trecerea clorului în soluție de leșie de potasiupotasă(carbonat de potasiu) până când este saturat cu clor. Soluția se numea apa Javel (la vremea aceea Javel era o suburbie a Parisului; în prezent este unul dintre cartierele pariziene). Soluția de albire obținută prin acțiunea clorului asupra unei soluții de sodă (carbonat de sodiu) a fost numită apă labarraque denumită după farmacistul parizian Antoine Germain Labarraque; a început să fie folosit în 1820. Ulterior, ambele soluții au fost numite de obicei aceeași apă Javel, iar în practică s-a folosit doar sarea de sodiu mai ieftină. A fost obținut prin clorurarea unei soluții de sifon. Ca rezultat al hidrolizei carbonatului de sodiu, se formează un alcali: Na2C03 + H2O NaHC03 + NaOH, care reacționează reversibil cu clorul pentru a forma clorură și hipoclorit sare de sodiu a acidului hipocloros: CI2 + 2NaOH NaClO + NaCI + H2O. Această soluție de înălbitor, care conținea un amestec de clorură și hipoclorit, era foarte instabilă și trebuia aplicată direct la fața locului. Motivul instabilității a fost prezența în soluție la valori scăzute ale pH-ului a unor cantități semnificative de acid hipocloros HClO. Prin urmare, în timp, apa Javel a început să fie obținută prin saturarea alcaline puternice cu clor și hidroxid de sodiu. Soluția rezultată, care conține un exces mic (0,3%) de NaOH, a fost mult mai stabilă.

În prezent, pentru a obține hipoclorit de sodiu, se utilizează electroliza soluțiilor de clorură de sodiu fără diafragmă. În acest caz, produsele primare ale electrolizei Cl

2 și NaOH reacționează direct în baia electrolitică. Avantajul acestui procedeu este că clorura de sodiu, unul dintre produșii de reacție CI2 + 2NaOH® NaClO + NaCI + H2 Oh, suferă din nou electroliză, deci ecuația generală a procesului devine:: NaCI + H2O® NaClO + H2 . De obicei, apa Javel conține de la 8 la 15% clor activ. O creștere a concentrației sale este împiedicată de reacția secundară de oxidare a ionilor de hipoclorit la anod: 6ClO + 3H2O 6e® 2ClO3 + 4CI + 6H + + 1,5O2. Hipocloritul de sodiu (sub formă de hidrați cristalini) a fost izolat din soluția sa prin distilarea apei fără încălzire sub presiune redusă. În acest caz, cristalele din compoziția NaClO sunt eliberate mai întâi 5H2 O, care la uscare ulterioară se transformă în NaClO H2 O. Când este încălzit la 70 O Această sare se descompune exploziv. NaClO pur conține teoretic 95,2% clor activ. Toți hipocloriții sunt agenți oxidanți puternici, în special în soluție alcalină. Astfel, într-un mediu acid ele oxidează iodurile la iod, în mediu neutru la iodat IO 3 , în alcalin până la periodat IO 4 . Acidul hipocloros este foarte slab, mai slab chiar decât acidul carbonic. Prin urmare, în aer, acest acid este parțial eliberat din soluțiile de hipoclorit sub influența dioxidului de carbon: NaOCl + CO 2 NaHCO3 + HCIO. Efectul de albire al hipocloriților se bazează pe oxidarea diferiților contaminanți ai țesăturilor de către acidul hipocloros. În absența dioxidului de carbon, apa Javel se descompune și ea. Astfel, la temperatura camerei într-o soluție apoasă, aproximativ 0,1% NaC se descompune pe zi l O. În prezența alcalinelor, viteza de descompunere încetinește. Soluțiile concentrate de NaClO sunt produse de industrie în cantitati mari sute de mii de tone anual. Se foloseste ca dezinfectant, pentru dezinfectarea apei, pentru albirea tesaturilor, hartiei, in sinteze chimice, in practica stomatologica pentru dezinfectarea canalelor si albirea dintilor. Hipocloritul de litiu mai usor contine 121,6% clor activ in forma sa pura. Este folosit la producerea de pulberi de spalat si pentru dezinfectarea apei din piscine.

O reacție interesantă și neobișnuită a hipocloriților cu peroxid de hidrogen în soluții alcaline: ClO

+ H2O2® H2O + CI + O2 ). Este neobișnuit faptul că energia acestei reacții exoterme este parțial eliberată pe moleculele de oxigen, care se formează într-o stare excitată electronic (un astfel de oxigen se numește singlet). Energia de excitație este de 95 kJ/mol. Când două molecule de oxigen excitate se ciocnesc, ambele trec la starea fundamentală, iar energia lor în exces este radiatăsub formă de lumină roșie cu lungimea de undă de 634 nm. Strălucire cauzată de reactie chimica, se numește chemiluminiscență (cm . De asemenea LUMINESCENZA). Un chimist a observat în mod neașteptat această strălucire când a încercat să îndepărteze o pată de cerneală de pe un prosop alb de baie. După ce a înmuiat pata cu o soluție de înălbitor care conținea hipoclorit, a văzut brusc o strălucire roz slabă care a durat mai mult de un minut. S-a dovedit că prosopul fusese albit anterior cu un alt produs care conținea H 2 O 2 , iar o parte din peroxid a rămas pe țesătură, în ciuda clătirii și uscării.Pudră de albire. În Anglia, în Lancashire, din secolul al XVIII-lea. folosit pentru albirea tesaturilor o substanta obtinuta prin actiunea clorului asupra unei alte solutii alcaline – laptele de var. În 1788, chimistul englez Smithson Tennant a primit un brevet pentru obținerea unei „pulbere de albire” uscată prin absorbția clorului cu var stins (hidroxid de calciu). Această pulbere se numește var de albire (sau de albire). În 1799, la Glasgow a început producția de înălbitor; în primul an au fost primite 52 de tone. Varul stins era foarte ieftin, dar clorul era scump. La începutul secolului al XIX-lea, o tonă de înălbitor costa 1.300 de ruble de aur; o sută de ani mai târziu, prețul său a scăzut de 30 de ori, iar acum este o substanță foarte ieftină.

Compoziția înălbitorului a fost necunoscută de mult timp. Chimistul englez William Odling, unul dintre predecesori

D.I. MendeleevPe baza descoperirii legii periodice, el a sugerat că înălbitorul este o sare amestecată, clorură de calciu-hipoclorit Ca(OCl)Cl. Cu toate acestea, compoziția acestei substanțe este mai complexă și depinde de metoda de preparare. În primul rând, reacția clorului cu hidroxidul de calciu produce principalul hipoclorit Ca(OCl) 22Ca(OH)2 amestecat cu clorură bazică CaCl 2Ca(OH)2H2 O. Odată cu clorarea ulterioară, primul dintre acești compuși se transformă treptat în Ca(OCl) 2 . Rezultatul este un amestec complex format din Ca(OCl)Cl, Ca(ClO) 2, CaCI2, Ca(OH)2 și compuși mai complecși pe baza acestora.

Hipoclorit de calciu pur (a fost obținut pentru prima dată în 1875) cristale incolore, stabile în absența umidității și a dioxidului de carbon. Când este încălzit peste 50

° C se descompune eliberând oxigen. Compusul chimic pur conține 99,2% clor activ; prezența clorurii bazice de calciu în produsul tehnic reduce această valoare la 50–70%, iar prezența umidității accelerează descompunerea.

Varul de albire (un alt nume este varul de albire) a devenit mult mai răspândit. Se obține prin clorurarea Ca(OH) uscat

2 . Produsul rezultat conține de obicei 2836% clor activ. Datorita descompunerii lente, mai ales atunci cand este uda, miroase mereu a clor. La depozitarea înălbitorului, se pierde până la 10% din clorul activ pe an. Descompunerea se accelerează odată cu creșterea umidității și temperaturii, cu lumină, în prezența metalelor grele și a dioxidului de carbon. Soluție de clorVarul care stă în lumina soarelui pierde până la 5% din clorul activ pe zi. Înălbitorul este folosit pentru a înălbi țesăturile, celuloza, hârtie, purificarea produselor petroliere și dezinfectarea apelor uzate. În laborator poate fi folosit pentru a produce clor.În Rusia, înălbitorul este produs din 1890 la uzina Ushakov de lângă Yelabuga pe Kama. Și înainte de asta, în doar trei ani, au fost importate 15 mii de tone de înălbitor în valoare de 1,25 milioane de ruble. În ciuda relativ conținut scăzut clor activ și instabilitate de depozitare, înălbitorul este încă produs în destul cantitati mariîn principal în tari in curs de dezvoltare. În SUA, producția sa a atins apogeul în 1923 (133 de mii de tone), iar după 30 de ani a scăzut de șase ori datorită producției a mai mult de mijloace eficiente conţinând clor activ.Alți compuși cu clor activ. Pe lângă acidul hipocloros și sărurile sale, acidul clorhidric HClO are și un efect de albire. 2 și sărurile sale cloriți. Acest acid este slab și instabil, mai ales într-un mediu acid; dezintegrarea sa urmează ecuația 4HCI02® HCI03 + 2CI02 + HCI + H20. Sub influența luminii, ca și în cazul HClO, se eliberează oxigen: 10HClO 2 ® 2HClO 3 + 2HClO 4 + 6HCI + 3O 2 . Când hipocloriții sunt obținuți prin acțiunea clorului asupra alcalinelor, cloriții nu se acumulează datorită reacției rapide a ClO 2 + ClO® Cl03 + CI . Cloriţii se obţin prin acţiunea anhidridei cloroase asupra alcalinei: 2ClO 2 + 2NaOH® NaCl02 + NaCl03 + H2 O. În același timp, se formează clorat, o sare a acidului cloric HClO 3 . Dintre sărurile acidului cloros, se folosește în principal cloritul de sodiu NaClO. 2 (conținut de clor activ 156,8%), care este utilizat pentru albirea rapidă a fibrelor artificiale.

Dioxidul de clor este, de asemenea, utilizat pentru albirea pulpei de lemn, a grăsimilor vegetale și animale, a steriliza și a dezodoriza apa (

Cm . De asemenea CLOR). ClO2 pur conţine 262,8% clor activ. Acesta este probabil un record pentru compușii de importanță practică. Teoretic, printre compușii care conțin clor, anhidrida perclorică Cl 207 310%. Proprietățile dezinfectante și detergente combină compoziția de fosfat trisodic clorurat Na 3P041/4NaCl011H2 O conţinând 4,7% clor activ. Se adaugă la detergenții de spălat vase, sterilizarea fructelor și legumelor din industria alimentară. Compușii organici care conțin cloramină activă B (derivat de acid benzensulfonic) C sunt, de asemenea, utilizați în principal pentru dezinfecție. 6 H 5 SO 2 N(Na) Cl 3H 2 O, dicloramină B C 6 H 5 SO 2 NCl 2 , cloramină T (derivat al acidului toluensulfonic) CH 3 C 6 H 4 SO 2 N(Na) Cl 3H 2 O, dicloramină T CH 3 C 6 H 4 SO 2 NCl 2, pantocid HOOC 6 H 4 SO 2 NCl 2 . Cloraminele sunt agenți puternici de oxidare și clorurare cu miros de clor. Când sunt expuse la umiditate, se hidrolizează pentru a elibera acid hipocloros.Ilya Leenson LITERATURĂ Furman A.A. Oxidare-albire și dezinfectanți care conțin clor . M., 1976
Belikov V.G. Manual de chimie farmaceutică . M., 1979

Clor

17
	7 8 2
CLOR
35,453
3s 2 3p 5

În vestul Flandrei se află un oraș mic. Cu toate acestea, numele său este cunoscut în întreaga lume și va rămâne mult timp în memoria omenirii ca simbol al uneia dintre cele mai mari crime împotriva umanității. Acest oraș este Ypres. Crecy (la bătălia de la Crecy din 1346, trupele engleze au folosit arme de foc pentru prima dată în Europa.)

La începutul anului 1915, pe linia frontului vestic s-a format așa-numitul salient Ypres. Forțele aliate anglo-franceze la nord-est de Ypres pătrunseseră pe teritoriul deținut de armata germană. Comandamentul german a decis să lanseze un contraatac și să niveleze linia frontului. În dimineața zilei de 22 aprilie, când vântul sufla lin dinspre nord-est, germanii au început pregătiri neobișnuite pentru ofensivă - au efectuat primul atac cu gaz din istoria războiului. Pe sectorul Ypres al frontului au fost deschise simultan 6.000 de butelii de clor. În cinci minute, s-a format un nor uriaș, otrăvitor, galben-verde, cântărind 180 de tone, care s-a deplasat încet spre tranșeele inamice.

Nimeni nu se aștepta la asta. Trupele franceze și britanice se pregăteau pentru un atac, pentru bombardarea artileriei, soldații au săpat în siguranță, dar în fața norului de clor distructiv erau complet neînarmați. Gazul mortal a pătruns în toate crăpăturile și în toate adăposturile. Rezultatele primului atac chimic (și prima încălcare a Convenției de la Haga din 1907 privind neutilizarea substanțelor toxice!) au fost uluitoare - clorul a afectat aproximativ 15 mii de oameni, aproximativ 5 mii au murit. Și toate acestea - pentru a nivela linia frontului de 6 km lungime! Două luni mai târziu, germanii au lansat un atac cu clor pe frontul de est. Și doi ani mai târziu, Ypres și-a sporit notorietatea. În timpul unei lupte grele din 12 iulie 1917, în zona acestui oraș a fost folosită pentru prima dată o substanță toxică, numită mai târziu gaz muștar. Gazul muștar este un derivat de clor, sulfura de diclorodietil.

Acesta este cel mai întunecat capitol din istoria clorului.

Dar ar fi complet greșit să vedem clorul doar ca o substanță toxică și o materie primă pentru producerea altor substanțe toxice...

Istoria clorului

Istoria clorului elementar este relativ scurtă, datând din 1774. Istoria compușilor cu clor este la fel de veche ca lumea. Este suficient să ne amintim că clorura de sodiu este sare de masă. Și, se pare, chiar și în timpurile preistorice, s-a remarcat capacitatea sării de a conserva carnea și peștele.

Cel mai vechi descoperiri arheologice– dovezile utilizării umane a sării datează de aproximativ 3...4 mileni î.Hr. Iar cea mai veche descriere a extragerii sării geme se găsește în scrierile istoricului grec Herodot (sec. V î.Hr.). Herodot descrie exploatarea sării geme în Libia. În oaza din Sinach din centrul deșertului libian se afla faimosul templu al zeului Amon-Ra. De aceea, Libia a fost numită „Amoniac”, iar primul nume pentru sarea gemă a fost „sal ammoniacum”. Mai târziu, începând cu secolul al XIII-lea. AD, acest nume a fost atribuit clorurii de amoniu.

Istoria naturală a lui Pliniu cel Bătrân descrie o metodă de separare a aurului de metalele de bază prin calcinare cu sare și argilă. Și una dintre primele descrieri ale purificării clorurii de sodiu se găsește în lucrările marelui medic și alchimist arab Jabir ibn Hayyan (în ortografia europeană - Geber).

Este foarte probabil ca alchimiștii să fi întâlnit și clor elementar, deoarece în țările din Est deja în secolul al IX-lea, iar în Europa în secolul al XIII-lea. Era cunoscută „Acva regia” - un amestec de acizi clorhidric și acizi azotic. În cartea olandezului Van Helmont, Hortus Medicinae, publicată în 1668, se spune că atunci când clorura de amoniu și acidul azotic sunt încălzite împreună, se obține un anumit gaz. Judecând după descriere, acest gaz este foarte asemănător cu clorul.

Clorul a fost descris pentru prima dată în detaliu de chimistul suedez Scheele în tratatul său despre piroluzit. În timp ce încălzi piroluzitul mineral cu acid clorhidric, Scheele a observat un miros caracteristic acva regiei, a colectat și a examinat gazul galben-verzui care a dat naștere acestui miros și a studiat interacțiunea acestuia cu anumite substanțe. Scheele a fost primul care a descoperit efectul clorului asupra aurului și cinabrului (în acest din urmă caz ​​se formează sublimat) și proprietățile de albire ale clorului.

Scheele nu a considerat gazul nou descoperit ca fiind o substanță simplă și l-a numit „acid clorhidric deflogistic”. Vorbitor limbaj modern, Scheele, iar după el alți oameni de știință din acea vreme credeau că noul gaz era oxidul de acid clorhidric.

Ceva mai târziu, Bertholet și Lavoisier au propus să considere acest gaz un oxid al unui anumit element nou „murium”. Timp de trei decenii și jumătate, chimiștii au încercat fără succes să izoleze muria necunoscută.

La început, Davy a fost, de asemenea, un susținător al „oxidului de muriu”, care în 1807 a descompus sarea de masă cu un curent electric în sodiu de metal alcalin și gaz galben-verde. Cu toate acestea, trei ani mai târziu, după multe încercări inutile de a obține muria, Davy a ajuns la concluzia că gazul descoperit de Scheele era o substanță simplă, un element, și l-a numit gaz clor sau clor (din greacă - galben-verde). Și trei ani mai târziu, Gay-Lussac a dat noului element un nume mai scurt - clor. Adevărat, în 1811, chimistul german Schweiger a propus un alt nume pentru clor - „halogen” (tradus literal ca sare), dar acest nume nu a prins la început, iar mai târziu a devenit comun pentru un întreg grup de elemente, care include clorul. .

„Carte personală” de clor

La întrebarea, ce este clorul, puteți da cel puțin o duzină de răspunsuri.

În primul rând, este halogen;

în al doilea rând, unul dintre cei mai puternici agenți oxidanți;

în al treilea rând, un gaz extrem de otrăvitor;

în al patrulea rând, cel mai important produs al industriei chimice principale;

în al cincilea rând, materii prime pentru producția de materiale plastice și pesticide, cauciuc și fibre artificiale, coloranți și medicamente;

în al șaselea rând, substanța cu care se obțin titanul și siliciul, glicerina și fluoroplastic;

al șaptelea, un mijloc de purificare a apei de băut și de albire a țesăturilor...

Interacțiunea clorului cu fosforul:

Interacțiunea clorului cu coloranții organici:

Browserul dvs. nu acceptă JWPlayer

Această listă ar putea fi continuată.

În condiții normale, clorul elementar este un gaz galben-verzui destul de greu, cu un miros puternic și caracteristic. Greutatea atomică a clorului este de 35,453, iar greutatea moleculară este de 70,906, deoarece molecula de clor este diatomică. Un litru de clor gazos în condiții normale (temperatura 0 ° C și presiune 760 mm Hg) cântărește 3,214 g. Când este răcit la o temperatură de –34,05 ° C, clorul se condensează într-un lichid galben (densitate 1,56 g / cm 3) și Se intareste la o temperatura de – 101,6°C. La presiuni ridicate, clorul poate fi lichefiat și la temperaturi mai ridicate până la +144°C. Clorul este foarte solubil în dicloroetan și în alți solvenți organici clorurati.

Elementul numărul 17 este foarte activ - se combină direct cu aproape toate elementele tabelului periodic. Prin urmare, în natură se găsește numai sub formă de compuși. Cele mai comune minerale care conțin clor sunt halit NaCl, silvinita KCl NaCl, bischofit MgCl 2 6H 2 O, carnalita KCl MgCl 2 6H 2 O, kainita KCl MgSO 4 3H 2 O. Acesta este în primul rând „meritul” lor” (sau ) că conținutul de clor din scoarța terestră este de 0,20% în greutate. Unele minerale relativ rare care conțin clor, de exemplu corn argint AgCl, sunt foarte importante pentru metalurgia neferoasă.

Mai multe despre compușii clorului... click aici

În ceea ce privește conductivitatea electrică, clorul lichid se numără printre cei mai puternici izolatori: conduce curentul de aproape un miliard de ori mai rău decât apa distilată și de 10 22 de ori mai rău decât argintul.

Viteza sunetului în clor este de aproximativ o dată și jumătate mai mică decât în ​​aer.

Și, în sfârșit, despre izotopii de clor.

Nouă izotopi ai acestui element sunt acum cunoscuți, dar doar doi se găsesc în natură - clorul-35 și clorul-37. Primul este de aproximativ trei ori mai mare decât al doilea.

Restul de șapte izotopi sunt obținuți artificial. Cel mai scurt timp de viață dintre ele, 32 Cl, are un timp de înjumătățire de 0,306 secunde, iar cel mai lung, 36 Cl, are un timp de înjumătățire de 310 mii de ani.

Cum se obține clor în laborator și producție

In laborator:

Browserul dvs. nu acceptă JWPlayer

In productie:

Primul lucru pe care îl observi când intri într-o fabrică de clor sunt numeroasele linii electrice. Producția de clor consumă multă energie electrică - este necesar pentru a descompune compușii naturali ai clorului.

Desigur, principala materie primă de clor este sarea gemă. Dacă o instalație de clor este situată în apropierea unui râu, atunci sarea nu este livrată de calea ferata, iar pe șlepuri este mai economic. Sarea este un produs ieftin, dar se consumă mult: pentru a obține o tonă de clor, ai nevoie de aproximativ 1,7...1,8 tone de sare.

Sarea ajunge la depozite. Aici sunt stocate provizii de materii prime pentru trei până la șase luni - producția de clor, de regulă, este la scară largă.

Sarea se zdrobește și se dizolvă în apă caldă. Această saramură este pompată printr-o conductă către magazinul de purificare, unde în rezervoare uriașe de înălțimea unei clădiri cu trei etaje, saramura este curățată de impuritățile de săruri de calciu și magneziu și limpezită (permisă să se depună). Curat soluție concentrată clorura de sodiu este pompată în atelierul principal de producere a clorului - atelierul de electroliză.

Într-o soluție apoasă, moleculele de sare de masă sunt transformate în ioni Na + și Cl –. Ionul Cl diferă de atomul de clor doar prin faptul că are un electron în plus. Aceasta înseamnă că pentru a obține clor elementar este necesar să eliminați acest electron în plus. Acest lucru se întâmplă într-un electrolizor pe un electrod încărcat pozitiv (anod). Electronii par a fi „sorbiti” din el: 2Cl – Cl 2 + 2e. Anozii sunt fabricați din grafit, deoarece orice metal (cu excepția platinei și a analogilor săi), care elimină electronii în exces din ionii de clor, se corodează rapid și se descompune.

Există două tipuri de design tehnologic pentru producerea de clor: diafragmă și mercur. În primul caz, catodul este o foaie de fier perforată, iar spațiile catodice și anodice ale electrolizorului sunt separate printr-o diafragmă de azbest. La catodul de fier, ionii de hidrogen sunt descărcați și se formează o soluție apoasă de hidroxid de sodiu. Dacă mercurul este folosit ca catod, atunci ionii de sodiu sunt descărcați pe acesta și se formează un amalgam de sodiu, care este apoi descompus de apă. Se obține hidrogen și sodă caustică. În acest caz, nu este necesară o diafragmă de separare, iar alcaliul este mai concentrat decât în ​​electrolizoarele cu diafragmă.

Deci, producția de clor este simultan producerea de sodă caustică și hidrogen.

Hidrogenul este îndepărtat prin țevi metalice, iar clorul prin țevi de sticlă sau ceramică. Proaspăt preparat clor saturat cu vapori de apa si deci deosebit de agresiv. Ulterior, este mai întâi răcit cu apă rece în turnuri înalte, căptușit cu plăci ceramice la interior și umplut cu duze ceramice (așa-numitele inele Raschig), apoi uscat cu acid sulfuric concentrat. Este singurul desicant cu clor și unul dintre puținele lichide cu care clorul nu reacționează. .

Clor uscat nu mai este atât de agresiv nu distruge , De exemplu, echipamente din oțel .

Clorul este de obicei transportat sub formă lichidă în cisterne feroviare sau cilindri sub presiune de până la 10 atm.

Unul dintre multi

Toată varietatea de aplicații practice ale clorului poate fi exprimată fără prea multă întindere într-o singură frază: clorul este necesar pentru producerea de produse cu clor, de exemplu. substanțe care conțin clor „legat”. Ele sunt foarte diferite - atât ca proprietăți, cât și ca scop.

Luați, de exemplu, insecticidele organoclorurate - substanțe care ucid insectele dăunătoare, dar sunt sigure pentru plante. O parte semnificativă a clorului produs este consumată pentru a obține produse de protecție a plantelor.

Unul dintre cele mai importante insecticide este hexaclorociclohexanul (numit adesea hexacloran). Această substanță a fost sintetizată pentru prima dată în 1825 de Faraday, dar uz practic găsit abia după mai bine de 100 de ani - în anii 30 ai secolului nostru.

Hexacloranul este acum produs prin clorurarea benzenului. Asemenea hidrogenului, benzenul reacționează foarte lent cu clorul în întuneric (și în absența catalizatorilor), dar la lumină puternică reacția de clorinare a benzenului (C 6 H 6 + 3 Cl 2 C 6 H 6 Cl 6) decurge destul de repede.

Hexacloranul este eficient în special în tratarea semințelor și în combaterea dăunătorilor culturilor de legume și fructe. Consumul de hexacloran este de doar 1...3 kg la hectar, efectul economic al folosirii lui este de 10...15 ori mai mare decat costurile. Din păcate, hexacloranul nu este inofensiv pentru oameni...

Clorura de polivinil

Dacă îi ceri oricărui școlar să enumere plasticele cunoscute de el, el va fi unul dintre primii care va denumi clorură de polivinil (cunoscută și sub denumirea de plastic vinil). Din punctul de vedere al unui chimist, PVC (așa cum se face adesea referire la clorură de polivinil în literatură) este un polimer în molecula căruia atomii de hidrogen și clor sunt „înșirați” pe un lanț de atomi de carbon:

Pot exista câteva mii de verigi în acest lanț.

Și din punct de vedere al consumatorului, PVC-ul este izolație pentru fire, linoleum, lacuri de protecție și materiale de ambalare, echipamente chimice și materiale plastice spumă, jucării și piese de instrumente.

Clorura de polivinil se formează prin polimerizarea clorurii de vinil, care se obține cel mai adesea prin tratarea acetilenei cu acid clorhidric:

HCCH + HCI CH2 = CHCI. Există o altă modalitate de a produce clorură de vinil - cracarea termică a dicloroetanului.

CH 2 Cl – CH 2 Cl CH 2 = CHCl + HCl. Combinația acestor două metode este de interes atunci când HCI, eliberat în timpul cracării dicloroetanului, este utilizat în producerea clorurii de vinil folosind metoda acetilenei.

Clorura de vinil este un gaz incolor cu un miros eteric plăcut, oarecum îmbătător; se polimerizează ușor. Pentru a obține polimerul, clorură de vinil lichidă este injectată sub presiune în apa calda, unde este zdrobită în picături mici. Pentru a preveni fuzionarea acestora, se adaugă puțină gelatină sau alcool polivinilic în apă și, pentru ca reacția de polimerizare să înceapă să se dezvolte, acolo se adaugă și un inițiator de polimerizare, peroxid de benzoil. După câteva ore, picăturile se întăresc și se formează o suspensie de polimer în apă. Pulberea de polimer este separată folosind un filtru sau o centrifugă.

Polimerizarea are loc de obicei la temperaturi de la 40 la 60°C, iar cu cât temperatura de polimerizare este mai mică, cu atât moleculele de polimer rezultate sunt mai lungi...

Calcul elementar

La producerea clorului prin electroliza unei soluții de sare de masă, se obține simultan hidrogen și sodă caustică:

2NaCI + 2H20 = H2 + CI2 + 2NaOH.

Desigur, hidrogenul este un produs chimic foarte important, dar există modalități mai ieftine și mai convenabile de a produce această substanță, de exemplu conversia gazelor naturale... Dar soda caustică este produsă aproape exclusiv prin electroliza soluțiilor de sare de masă - altele metodele reprezintă mai puțin de 10%. Deoarece producția de clor și NaOH este complet interconectată (după cum reiese din ecuația reacției, producția unui mol - 71 g de clor - este invariabil însoțită de producerea a doi moli - 80 g de alcali electrolitic), cunoscând productivitatea un atelier (sau instalație, sau stat) pentru alcalii, se poate calcula cu ușurință cât de mult clor produce. Fiecare tonă de NaOH este „însoțită” de 890 kg de clor.

Ei bine, lubrifiant!

Acidul sulfuric concentrat este practic singurul lichid care nu reactioneaza cu clorul . Prin urmare, pentru comprimarea și pomparea clorului, fabricile folosesc pompe în care acidul sulfuric acționează ca fluid de lucru și în același timp și ca lubrifiant.

pseudonimul lui Friedrich Wöhler

Investigarea interacțiunii substanțelor organice cu clorul, un chimist francez din secolul al XIX-lea. Jean Dumas a făcut o descoperire uimitoare: clorul este capabil să înlocuiască hidrogenul în moleculele compuşilor organici. De exemplu, când acidul acetic este clorurat, mai întâi un hidrogen din grupa metil este înlocuit cu clor, apoi altul, un al treilea... Dar cel mai izbitor lucru a fost că proprietățile chimice ale acizilor cloracetici diferă puțin de acidul acetic însuși. Clasa de reacții descoperită de Dumas a fost complet inexplicabilă prin ipoteza electrochimică și teoria Berzelius a radicalilor care erau dominanti în acel moment (în cuvintele chimistului francez Laurent, descoperirea acidului cloroacetic a fost ca un meteor care a distrus întregul vechi şcoală). Berzelius și studenții și adepții săi au contestat cu putere corectitudinea lucrării lui Dumas. O scrisoare batjocoritoare a celebrului chimist german Friedrich Wöhler sub pseudonimul S.S.N. a apărut în revista germană Annalen der Chemie und Pharmacie. Windier (în germană „Schwindler” înseamnă „mincinos”, „înșel”). A raportat că autorul a reușit să înlocuiască toți atomii de carbon din fibre (C 6 H 10 O 5). hidrogen și oxigen în clor, iar proprietățile fibrei nu s-au schimbat. Și acum, la Londra, se fac tampoane calde pentru burtă din vată constând... din clor pur.

Clor și apă

Clorul este vizibil solubil în apă. La 20°C, 2,3 volume de clor se dizolvă într-un volum de apă. Soluțiile apoase de clor (apa cu clor) sunt galbene. Dar în timp, mai ales atunci când sunt depozitate la lumină, se decolorează treptat. Acest lucru se explică prin faptul că clorul dizolvat interacționează parțial cu apa, se formează acizi clorhidric și hipocloros:

CI2 + H20 HCI + HOCI. Acesta din urmă este instabil și se descompune treptat în HCI și oxigen. Prin urmare, o soluție de clor în apă se transformă treptat într-o soluție de acid clorhidric.

Dar la temperaturi scăzute, clorul și apa formează un hidrat de cristal cu o compoziție neobișnuită - Cl 2 5 3 / 4 H2O.

Aceste cristale galben-verzui (stabile doar la temperaturi sub 10°C) pot fi obținute prin trecerea clorului prin apă cu gheață. Formula neobișnuită este explicată de structura hidratului cristalin, care este determinată în primul rând de structura gheții. ÎN rețea cristalină gheață, moleculele de H2O pot fi aranjate în așa fel încât să apară goluri distanțate în mod regulat între ele. O celulă unitate cubică conține 46 de molecule de apă, între care există opt goluri microscopice. În aceste goluri se depun moleculele de clor. Formula exactă a hidratului de clor cristalin ar trebui, așadar, scrisă după cum urmează: 8Cl 2 46H 2 O.

Intoxicatia cu clor

Prezența a aproximativ 0,0001% clor în aer irită mucoasele. Expunerea constantă la o astfel de atmosferă poate duce la boli bronșice, afectează brusc pofta de mâncare și dă o nuanță verzuie pielii. Dacă conținutul de clor din aer este de 0,1°/o, atunci poate apărea otrăvire acută, primul semn al căruia este atacurile severe de tuse. In cazul intoxicatiei cu clor este necesara odihna absoluta; Este util să inhalați oxigen sau amoniac (sniffing amoniac) sau vapori de alcool cu ​​eter. Conform standardelor sanitare existente, conținutul de clor din aerul spațiilor industriale nu trebuie să depășească 0,001 mg/l, adică. 0,00003%.

Compușii oxigenului clor

Clorul formează 4 acizi care conțin oxigen: hipocloros, clor, hipocloros și percloric.

Acidul hipocloros (HClO) se formează prin interacțiunea clorului cu apa, precum și a sărurilor acestuia cu acizi minerali puternici. Este un acid slab și este foarte instabil. Compoziția produselor reacției sale de descompunere depinde de condiții. Cu iluminarea puternică a acidului hipocloros, prezența unui agent reducător în soluție, precum și starea prelungită, se descompune cu eliberarea de oxigen atomic:

HClO = HCl + O.

În prezența substanțelor de eliminare a apei, se formează oxid de clor (I):

2HCIO = 2H2O + CI2O.

3 HCIO = 2 HCI + HCIO3.

Prin urmare, atunci când clorul interacționează cu o soluție alcalină fierbinte, sărurile nu se formează din acizi clorhidric și hipocloros, ci din acizi clorhidric și hipocloros:

6 NaOH + 3 Cl2 = 5 NaCl + NaClO3 + 3 H2O.

Sărurile acidului hipocloros - hipocloriții - sunt agenți oxidanți foarte puternici. Ele se formează atunci când clorul reacţionează cu alcalii la rece. În același timp, se formează săruri ale acidului clorhidric. Dintre aceste amestecuri, cele mai utilizate sunt apa de înălbire și javel.

Acidul hipocloros (HClO 3) se formează prin acţiunea sărurilor sale - cloraţii - cu acidul sulfuric. Acesta este un acid foarte instabil, un agent oxidant foarte puternic. Poate exista doar în soluții diluate.

Prin evaporarea unei soluții de HClO 3 la temperatură scăzută în vid, se poate obține o soluție vâscoasă care conține aproximativ 40% acid percloric. La un conținut mai mare de acid, soluția se descompune exploziv.

Descompunerea explozivă are loc și la concentrații mai mici în prezența agenților reducători. În soluții diluate, acidul percloric prezintă proprietăți oxidante, iar reacțiile decurg destul de calm:

HCIO3 + 6HBr = HCI + 3Br2 + 3H2O.

Sărurile acidului percloric se formează în timpul electrolizei soluțiilor de clorură în absența unei diafragme între spațiile catodice și anodice, precum și în timpul dizolvării clorului într-o soluție alcalină fierbinte, așa cum se arată mai sus. Cloratul de potasiu (sare Berthollet) format în timpul electrolizei este ușor solubil în apă și se separă ușor de alte săruri sub formă de precipitat alb. La fel ca acidul, clorații sunt agenți oxidanți destul de puternici:

KCl03 + 6 HCI = KCI + 3 CI2 + 3 H2O.

Clorații sunt utilizați pentru producerea de explozivi, precum și pentru producerea de oxigen în laborator și săruri ale acidului percloric - perclorați. Când sarea Berthollet este încălzită în prezența dioxidului de mangan (MnO2), care joacă rolul de catalizator, se eliberează oxigen. Dacă încălziți cloratul de potasiu fără catalizator, acesta se descompune pentru a forma săruri de potasiu ale acizilor clorhidric și percloric:

2 KCl03 = 2 KCI + 3O2;

4 KClO 3 = KCl + 3 KClO 4.

Prin tratarea percloraților cu acid sulfuric concentrat, se poate obține acid percloric:

KCl04 + H2SO4 = KHS04 + HClO4.

Acesta este cel mai puternic acid. Este cel mai stabil dintre toți acizii de clor care conțin oxigen, cu toate acestea, acidul anhidru se poate descompune exploziv atunci când este încălzit, agitat sau în contact cu agenți reducători. Soluțiile diluate de acid percloric sunt destul de stabile și sigure de utilizat. Clorații de potasiu, rubidiu, cesiu, amoniu și majoritatea bazelor organice sunt slab solubili în apă.

În industrie, percloratul de potasiu se obține prin oxidarea electrolitică a sării Berthollet:

2 H + + 2 e - = H2 (la catod);

ClO 3 - - 2 e - + H 2 O = ClO4 - + 2 H + (la anod).

Acidul cloros (HClO 2) se formează prin acțiunea acidului sulfuric concentrat asupra cloriților de metale alcaline, care se obțin ca produse intermediare în timpul electrolizei soluțiilor de cloruri de metale alcaline în absența unei diafragme între spațiile catodice și anodice. Este un acid slab, instabil, un agent oxidant foarte puternic într-un mediu acid. Când interacționează cu acidul clorhidric, clorul este eliberat:

HCIO2 + 3HCI = CI2 + 2H2O.

Cloriții de sodiu sunt folosiți pentru a produce dioxid de clor, pentru dezinfecția apei și, de asemenea, ca agent de albire.

Varul clor sau de albire (CaOCl 2) sau CaCl (ClO) se formează prin interacțiunea clorului cu hidroxid de calciu sub formă de pulbere - puf:

Ca(OH)2 + CI2 = Cl-O-Ca-Cl + H2O,

2Ca(OH)2 + 2CI2 = CaCI2 + Ca(OCl)2 + 2H2O.

Calitatea înălbitorului este determinată de conținutul de hipoclorit din acesta. Are proprietăți oxidante foarte puternice și poate chiar oxida sărurile de mangan în permanganat:

5 CaOCl 2 + 2 Mn(NO 3) 2 + 3 Ca(OH) 2 = Ca(MnO 4) 2 + 5 CaCl 2 + 2 Ca(NO 3) 2 + 3 H 2 O.

Sub influența dioxidului de carbon conținut în aer, se descompune odată cu eliberarea de clor:

CaOCl 2 + CO 2 = CaCO 3 + Cl 2,

CaCI2 + Ca(OCl)2 + 2CO2 = 2 CaCO3 + 2CI2.

Înălbitorul este folosit ca înălbitor și dezinfectant.

Clor

CLOR-A; m.[din greacă chlōros - verde pal] Element chimic (Cl), un gaz asfixiant de culoare galben-verzuie cu miros înțepător (folosit ca otrăvitor și dezinfectant). Compuși ai clorului. Intoxicatia cu clor.

◁ Clorul (vezi).

clor

(lat. Chlorum), element chimic Grupa VII a tabelului periodic, aparține halogenilor. Numele provine din grecescul chlōros - galben-verde. Clorul liber este format din molecule diatomice (Cl 2); gaz galben-verde cu miros înțepător; densitate 3,214 g/l; t pl -101°C; t kip -33,97°C; la temperaturi obișnuite se lichefiază ușor sub o presiune de 0,6 MPa. Foarte activ din punct de vedere chimic (agent oxidant). Principalele minerale sunt halita (sare geamă), silvita, bischofitul; apa de mare conține cloruri de sodiu, potasiu, magneziu și alte elemente. Se folosesc la producerea de compuși organici care conțin clor (60-75%), substanțe anorganice (10-20%), pentru albirea celulozei și țesăturilor (5-15%), pentru nevoi sanitare și dezinfecție (clorarea) a apei. . Toxic.

CLOR

CLOR (lat. Chlorum), Cl (a se citi „clor”), element chimic cu număr atomic 17, masă atomică 35,453. În forma sa liberă este un gaz greu galben-verzui cu un miros ascuțit sufocant (de unde și numele: cloros grecesc - galben-verde).
Clorul natural este un amestec de doi nuclizi (cm. NUCLID) cu numere de masă de 35 (într-un amestec de 75,77% din masă) și 37 (24,23%). Configurația stratului exterior de electroni 3 s 2 p 5 . În compuși prezintă în principal stări de oxidare –1, +1, +3, +5 și +7 (valențe I, III, V și VII). Situat în a treia perioadă în grupa VIIA a tabelului periodic al elementelor lui Mendeleev, aparține halogenilor (cm. HALOGEN).
Raza atomului de clor neutru este de 0,099 nm, razele ionice sunt, respectiv (valorile numărului de coordonare sunt indicate în paranteze): Cl - 0,167 nm (6), Cl 5+ 0,026 nm (3) și Clr 7+ 0,022 nm (3) și 0,041 nm (6). Energiile de ionizare secvențială ale atomului de clor neutru sunt, respectiv, 12,97, 23,80, 35,9, 53,5, 67,8, 96,7 și, respectiv, 114,3 eV. Afinitate electronică 3,614 eV. Conform scalei Pauling, electronegativitatea clorului este 3,16.
Istoria descoperirii
Cel mai important component chimic clorul - sare de masă (formula chimică NaCl, denumire chimică clorură de sodiu) - este cunoscută omului din cele mai vechi timpuri. Există dovezi că extracția sării de masă a fost efectuată încă din 3-4 mii de ani î.Hr. în Libia. Este posibil ca, folosind sarea de masă pentru diverse manipulări, alchimiștii să fi întâlnit și clor gazos. Pentru a dizolva „regele metalelor” - aurul - au folosit „vodca regia” - un amestec de acizi clorhidric și acizi azotici, a căror interacțiune eliberează clor.
Pentru prima dată, clorul gazos a fost obținut și descris în detaliu de chimistul suedez K. Scheele (cm. SCHEELE Karl Wilhelm)în 1774. A încălzit acidul clorhidric cu piroluzitul mineral (cm. PIROLUZIT) MnO 2 și a observat eliberarea unui gaz galben-verde cu miros înțepător. Întrucât teoria flogistului domina în acele vremuri (cm. PHLOGISTON), Scheele a considerat noul gaz drept „acid clorhidric deflogistonizat”, adică ca un oxid (oxid) al acidului clorhidric. A. Lavoisier (cm. LAVOISIER Antoine Laurent) considera gazul ca un oxid al elementului „muria” (acidul clorhidric se numea acid muric, din latinescul muria - saramură). Același punct de vedere a fost împărtășit pentru prima dată de savantul englez G. Davy (cm. DAVY Humphrey), care a petrecut mult timp descompunând „oxidul de muriu” în substanțe simple. A eșuat, iar până în 1811 Davy a ajuns la concluzia că acest gaz este o substanță simplă și îi corespunde un element chimic. Davy a fost primul care a sugerat să-l numească clor în conformitate cu culoarea galben-verde a gazului. Numele „clor” a fost dat elementului în 1812 de chimistul francez J. L. Gay-Lussac (cm. GAY LUSSAC Joseph Louis); este acceptat in toate tarile cu exceptia Marii Britanii si SUA, unde s-a pastrat numele introdus de Davy. S-a sugerat ca acest element să fie numit „halogen” (adică, care produce sare), dar de-a lungul timpului a devenit numele general pentru toate elementele grupului VIIA.
Fiind în natură
Conținutul de clor din scoarța terestră este de 0,013% în greutate; acesta este prezent în concentrații notabile sub forma ionului Cl –. apa de mare(în medie aproximativ 18,8 g/l). Din punct de vedere chimic, clorul este foarte activ și, prin urmare, nu apare sub formă liberă în natură. Face parte din astfel de minerale care formează depozite mari, cum ar fi sarea de masă sau roca (halită (cm. HALITE)) NaCl, carnalită (cm. CARNALIT) KCI MgCI26H210, silvină (cm. SYLVIN) KCI, silvinită (Na, K)CI, kainită (cm. KAINIT) KCI MgS043H20, bischofit (cm. BISCHOFIT) MgCl2·6H20 şi mulţi alţii. Clorul poate fi găsit într-o varietate de roci și sol.
Chitanță
Pentru a produce clor gazos, se folosește electroliza unei soluții apoase puternice de NaCl (uneori se folosește KCl). Electroliza se realizează folosind o membrană schimbătoare de cationi care separă spațiile catodice și anodice. Mai mult, datorită procesului
2NaCI + 2H2O = 2NaOH + H2 + CI2
se obțin simultan trei produse chimice valoroase: clorul la anod, hidrogenul la catod (cm. HIDROGEN), iar alcalii se acumulează în electrolizor (1,13 tone de NaOH pentru fiecare tonă de clor produsă). Producția de clor prin electroliză necesită cantități mari de energie electrică: de la 2,3 la 3,7 MW se consumă pentru a produce 1 tonă de clor.
Pentru a obține clor în laborator, se utilizează reacția acidului clorhidric concentrat cu orice agent oxidant puternic (permanganat de potasiu KMnO 4, dicromat de potasiu K 2 Cr 2 O 7, clorat de potasiu KClO 3, înălbitor CaClOCl, oxid de mangan (IV) MnO22 ). Cel mai convenabil este să utilizați permanganat de potasiu în aceste scopuri: în acest caz, reacția se desfășoară fără încălzire:
2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O.
Dacă este necesar, clorul sub formă lichefiată (sub presiune) este transportat în cisterne feroviare sau în cilindri de oțel. Cilindrii de clor au un marcaj special, dar chiar și fără acesta, un cilindru de clor poate fi ușor distins de buteliile cu alte gaze netoxice. Fundul cilindrilor de clor are forma unei emisfere, iar un cilindru cu clor lichid nu poate fi așezat vertical fără suport.
Proprietati fizice si chimice
În condiții normale, clorul este un gaz galben-verde, densitatea gazului la 25°C este de 3,214 g/dm 3 (de aproximativ 2,5 ori densitatea aerului). Punctul de topire al clorului solid este de –100,98°C, punctul de fierbere este de –33,97°C. Potențialul standard al electrodului Cl 2 /Cl - într-o soluție apoasă este de +1,3583 V.
În stare liberă, există sub formă de molecule diatomice de Cl 2. Distanța internucleară în această moleculă este de 0,1987 nm. Afinitatea electronică a moleculei de Cl 2 este de 2,45 eV, potențialul de ionizare este de 11,48 eV. Energia de disociere a moleculelor de Cl 2 în atomi este relativ scăzută și se ridică la 239,23 kJ/mol.
Clorul este ușor solubil în apă. La o temperatură de 0°C, solubilitatea este de 1,44% în greutate, la 20°C - 0,711°C% în greutate, la 60°C - 0,323% în greutate. %. O soluție de clor în apă se numește apă cu clor. În apa cu clor se stabilește un echilibru:
Сl 2 + H 2 O H + = Сl - + HOСl.
Pentru a deplasa acest echilibru la stânga, adică pentru a reduce solubilitatea clorului în apă, ar trebui adăugat în apă fie clorură de sodiu NaCl, fie un acid puternic nevolatil (de exemplu, sulfuric).
Clorul este foarte solubil în multe lichide nepolare. Clorul lichid în sine servește ca solvent pentru substanțe precum BCl 3, SiCl 4, TiCl 4.
Datorită energiei scăzute de disociere a moleculelor de Cl 2 în atomi și a afinității electronice ridicate a atomului de clor, clorul este foarte activ din punct de vedere chimic. Reacționează direct cu majoritatea metalelor (inclusiv, de exemplu, aurul) și multe nemetale. Deci, fără încălzire, clorul reacționează cu alcalinul (cm. METALE ALCALINE)și metale alcalino-pământoase (cm. METALELE ALCALINĂ PĂMINTOSE), cu antimoniu:
2Sb + 3Cl2 = 2SbCl3
Când este încălzit, clorul reacţionează cu aluminiul:
3Сl 2 + 2Аl = 2А1Сl 3
si fierul de calcat:
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3.
Clorul reacționează cu hidrogenul H2 fie când este aprins (clorul arde liniștit într-o atmosferă de hidrogen), fie când un amestec de clor și hidrogen este iradiat cu lumină ultravioletă. În acest caz, apare clorură de hidrogen gazos HCl:
H2 + CI2 = 2HCI.
O soluție de acid clorhidric în apă se numește acid clorhidric (cm. ACID CLORHIDRIC)(acid clorhidric. Concentrația maximă în masă a acidului clorhidric este de aproximativ 38%. Săruri ale acidului clorhidric - cloruri (cm. CLORURĂ), de exemplu, clorură de amoniu NH4CI, clorură de calciu CaCl2, clorură de bariu BaCl2 și altele. Multe cloruri sunt foarte solubile în apă. Clorura de argint AgCl este practic insolubilă în apă și în soluții apoase acide. O reacție calitativă la prezența ionilor de clorură într-o soluție este formarea unui precipitat alb de AgCl cu ioni Ag +, practic insolubil într-un mediu de acid azotic:
CaCI2 + 2AgNO3 = Ca(NO3)2 + 2AgCl.
La temperatura camerei, clorul reacţionează cu sulful (se formează aşa-numita monoclorură de sulf S 2 Cl 2) şi cu fluorul (se formează compuşii ClF şi ClF 3). Când este încălzit, clorul interacționează cu fosforul (formând, în funcție de condițiile de reacție, compuși PCl 3 sau PCl 5), arsen, bor și alte nemetale. Clorul nu reacționează direct cu oxigenul, azotul, carbonul (se obțin indirect numeroși compuși ai clorului cu aceste elemente) și gazele inerte (recent oamenii de știință au găsit modalități de a activa astfel de reacții și de a le desfășura „direct”). Cu alți halogeni, clorul formează compuși interhalogeni, de exemplu, agenți oxidanți foarte puternici - fluorurile ClF, ClF 3, ClF 5. Puterea de oxidare a clorului este mai mare decât a bromului, astfel încât clorul înlocuiește ionul de bromură din soluțiile de bromură, de exemplu:
CI2 + 2NaBr = Br2 + 2NaCl
Clorul suferă reacții de substituție cu mulți compuși organici, de exemplu, cu metanul CH4 și benzenul C6H6:
CH4 + CI2 = CH3CI + HCI sau C6H6 + CI2 = C6H5CI + HCI.
O moleculă de clor este capabilă să se atașeze prin legături multiple (duble și triple) la compuși organici, de exemplu, la etilena C 2 H 4:
C2H4 + CI2 = CH2CI CH2CI.
Clorul interacționează cu soluțiile apoase de alcalii. Dacă reacția are loc la temperatura camerei, se formează clorură (de exemplu, clorură de potasiu KCl) și hipoclorit. (cm. HIPOCLORIȚI)(de exemplu, hipoclorit de potasiu KClO):
CI2 + 2KOH = KClO + KCI + H2O.
Când clorul interacționează cu o soluție alcalină fierbinte (temperatura de aproximativ 70-80°C), se formează clorura și cloratul corespunzătoare. (cm. CLORAȚI), De exemplu:
3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O.
Când clorul interacționează cu o suspensie umedă de hidroxid de calciu Ca(OH) 2, se formează înălbitor (cm. pulbere de albire)(„albitor”) CaClOCl.
Starea de oxidare a clorului +1 corespunde acidului hipocloros slab, instabil (cm. acid hipocloros) HCIO. Sărurile sale sunt hipocloriți, de exemplu, NaClO - hipoclorit de sodiu. Hipocloriții sunt agenți oxidanți puternici și sunt utilizați pe scară largă ca agenți de albire și dezinfectare. Când hipocloriții, în special înălbitorul, interacționează cu dioxidul de carbon CO 2, se formează, printre alți produse, acid hipocloros volatil. (cm. acid hipocloros), care se poate descompune pentru a elibera oxid de clor (I) Cl 2 O:
2HClO = CI2O + H2O.
Mirosul acestui gaz, Cl 2 O, este mirosul caracteristic al „înălbitorului”.
Starea de oxidare a clorului +3 corespunde acidului slab stabil cu putere medie HClO 2. Acest acid se numește acid cloric, sărurile sale se numesc cloriți (cm. CLORIȚI (săruri)), de exemplu, NaClO 2 - clorit de sodiu.
Starea de oxidare a clorului +4 corespunde unui singur compus - dioxidul de clor ClO 2.
Starea de oxidare a clorului +5 corespunde acidului percloric puternic, stabil doar în soluții apoase la concentrații sub 40% (cm. acid hipocloros) HCI03. Sărurile sale sunt clorații, de exemplu, cloratul de potasiu KClO 3.
Starea de oxidare a clorului +6 corespunde unui singur compus - trioxidul de clor ClO 3 (există sub forma unui dimer Cl 2 O 6).
Starea de oxidare a clorului +7 corespunde unui acid percloric foarte puternic și destul de stabil. (cm. ACID PERCLORIC) HCI04. Sărurile sale sunt perclorații (cm. PERCLORAȚI), de exemplu, perclorat de amoniu NH4ClO4 sau perclorat de potasiu KClO4. Trebuie remarcat faptul că perclorații de metale alcaline grele - potasiu, și în special rubidiu și cesiu - sunt ușor solubili în apă. Oxidul corespunzător stării de oxidare a clorului este +7 - Cl 2 O 7.
Dintre compușii care conțin clor în stări pozitive de oxidare, hipocloriții au cele mai puternice proprietăți oxidante. Pentru perclorați, proprietățile oxidante sunt necaracteristice.
Aplicație
Clorul este unul dintre cele mai importante produse industria chimica. Producția sa globală se ridică la zeci de milioane de tone pe an. Clorul este folosit pentru a produce dezinfectanți și înălbitori (hipoclorit de sodiu, înălbitor și altele), acid clorhidric, cloruri ale multor metale și nemetale, multe materiale plastice (clorura de polivinil). (cm. CLORURA DE POLIVINIL)și altele), solvenți cu conținut de clor (dicloretan CH 2 ClCH 2 Cl, tetraclorură de carbon CCl 4 etc.), pentru deschiderea minereurilor, separarea și purificarea metalelor etc. Clorul este folosit pentru dezinfectarea apei (clorinare (cm. CLORARE)) și pentru multe alte scopuri.
Rolul biologic
Clorul este unul dintre cele mai importante elemente biogene (cm. ELEMENTE BIOGENICE)și face parte din toate organismele vii. Unele plante, așa-numitele halofite, nu numai că sunt capabile să crească în soluri foarte sărate, ci și să acumuleze cantități mari de cloruri. Sunt cunoscute microorganisme (halobacterii etc.) si animale care traiesc in conditii de salinitate ridicata. Clorul este unul dintre principalele elemente ale metabolismului apă-sare la animale și la oameni, determinând procesele fizice și chimice din țesuturile organismului. Este implicat în menținerea echilibrului acido-bazic în țesuturi, osmoreglare (cm. OSMOREGULARE)(clorul este principala substanță osmotic activă din sânge, limfă și alte fluide corporale), fiind mai ales în afara celulelor. La plante, clorul participă la reacțiile oxidative și la fotosinteză.
Țesutul muscular uman conține 0,20-0,52% clor, țesut osos - 0,09%; în sânge - 2,89 g/l. Corpul obișnuit al unei persoane (greutate corporală 70 kg) conține 95 g de clor. În fiecare zi, o persoană primește 3-6 g de clor din alimente, ceea ce acoperă mai mult decât necesarul acestui element.
Caracteristici ale lucrului cu clor
Clorul este un gaz asfixiant otrăvitor; dacă intră în plămâni, provoacă arsuri ale țesutului pulmonar și sufocare. Efect iritant are efect asupra căilor respiratorii la o concentrație în aer de aproximativ 0,006 mg/l. Clorul a fost una dintre primele otrăvuri chimice (cm. SUBSTANȚE Otrăvitoare), folosit de Germania în Primul razboi mondial. Când lucrați cu clor, trebuie să folosiți îmbrăcăminte de protecție, o mască de gaz și mănuși. Pentru o scurtă perioadă de timp, puteți proteja organele respiratorii de clorul care intră în ele cu un bandaj de pânză umezit cu o soluție de sulfit de sodiu Na 2 SO 3 sau tiosulfat de sodiu Na 2 S 2 O 3. Concentrația maximă admisă de clor în aerul spațiilor de lucru este de 1 mg/m3, în aerul zonelor populate 0,03 mg/m3.