На каких химических свойствах хлора основано
Анонимный вопрос · 21 декабря 2018
362
Мои интересы: разнообразны, но можно выделить следующие: литература, история…
В основном для обеззараживания питьевой воды, отбеливания ткани и бумаги используют свойство хлора образовывать в реакции с водой сильный окислитель — хлорноватистую кислоту.
Что используют в органике для обнаружения хлора?
Долгое время работала воспитателем детского сада, многое знаю о работе с детьми…
Опыт. Качественное определение хлора в молекулах галогенопроизводных углеводородов
Для проведения опыта требуется медная проволока длиной около 10 см, загнутая на конце петлей и вставленная другим концом в держатель.
Прокалите петлю проволоки до исчезновения посторонней окраски пламени. Остывшую петлю, покрывшуюся черным налетом оксида меди (П), опустите в пробирку с хлороформом, затем смоченную веществом петлю вновь внесите в пламя горелки. Немедленно появляется характерная зеленовато-голубая окраска пламени, так как образующиеся при сгорании летучие галогениды меди окрашивают пламя горелки.
Прочитать ещё 1 ответ
Как реагирует NaCl с серной кислотой?
Подготовила к ЕГЭ по химии 5000 учеников. С любого уровня до 100 в режиме… · vk.com/mendo_him
NaCl+H2SO4
Для этой реакции нужны определённые условия, и тогда реакция пойдёт????
????NaCl(тв) + H2SO4(конц) =NaHSO4+HCl⬆, если t<110 °C
????2NaCl(тв) + H2SO4(конц)=2HCl⬆+Na2SO4, если t>110°C
Получается, что нужны твёрдые кристаллики хлорида натрия, обязательно концентрированная серная кислота и нагревание ???? так получают газ хлороводород
Прочитать ещё 2 ответа
Как кипячена вода защищает от хлорки?
Researcher, Institute of Physics, University of Tartu
Действительно, кипяченая вода не «защищает» от хлорки, а кипячением из нее удаляют хлорирующий агент, но только растворимость газов тут ни при чем, воду в основном «хлорируют» не хлором. С целью дезинфекции в воду добавляют соединения типа гипохлорида натрия (NaOCl) или хлорид-гипохлорида кальция (Ca(OCl)Cl). Эти соединения растворяются в воде с образование гипохлорид аниона (OCl-), который является сильным окислителем, поскольку разлагается с выделением атомарного кислорода. Именно кислород в момент выделения является активным агентом обеззараживания воды.
Гипохлорид ион неустойчив и разлагается не только при контакте с восстановителями (например, биозагрязнения, ради реакции с которыми его и добавляют), но и просто при повышении температуры — например, кипячение воды. При этом выделяется кислород и образуется безвредный хлорид ион.
Собственно, даже когда воду хлорируют хлором, то все равно это делают в таких условиях, что в воде накапливается именно гипохлорид ионы, а не растворенный молекулярный хлор (это было бы слишком опасно). То есть, «хлорирование» — это не насышение воды молекулярным хлором, а растворение в ней хлорсодержащих веществ на основе гипохлорид иона.
Помогает ли хлор при обработке поверхности от коронавируса?
Команда Яндекс.Кью помогает найти ответы на ваши вопросы о коронавирусе · yandex.ru/covid19
По данным ВОЗ, обработка всего тела спиртом или хлорной известью не уничтожит вирусы, которые уже проникли в организм. Распыление таких веществ может нанести вред одежде и слизистым оболочкам (т.е. глазам, ротовой полости). Следует помнить, что как спирт, так и хлорная известь, могут быть эффективными средствами дезинфекции поверхностей, но использовать их необходимо в соответствующих случаях и с соблюдением правил.
Для защиты от новой коронавирусной инфекции существует целый ряд профилактических мер. Для начала необходимо регулярно обрабатывать руки спиртосодержащим антисептиком или мыть их водой с мылом.
Прочитать ещё 1 ответ
Для каких элементов характерны летучие водородные соединения?
Автор проекта ChemistryToday, человек, заинтересованный химией и продвигающий… · vk.com/chemtoday
Летучие водородные соединения (ЛВС) образуют, в основном, неметаллы: практически у каждого из них есть такие соединения — гидриды элемента или элемент’иды водорода.
Посмотрим на 2 период Таблицы Менделеева: ЛВС характерны для бора (различные бораны BnHm), углерода (вся органика! CxHy), азота (аммиак, например NH3), кислорода (вода!) и фтора (плавиковая кислота HF). Это как раз все неметаллы 2 периода (за исключением неона, благородного газа).
В 3 периоде всё то же самое: алюминий образует AlH3, алан, кремний — силан SiH4, фосфор — фосфин PH3, сера — сероводород H2S, хлор — хлороводород HCl.
Но так как при движении вниз по группе «металличность» элементов повышается, то для галлия (который под алюминием) уже гораздо менее характерно образование водородных соединений, тем более летучих, поэтому галлий уже выбывает из ЛВС неметаллов 4 периода. Следующий за ним — германий — образует герман GeH4, мышьяк — арсин AsH3, селен — селеноводород H2Se, бром — бромоводород HBr.
Все остальные также существуют: PbH4, SnH4, H2Te, SbH3, BiH3 (очень нестабилен), HI, HAt, H2Po.
Êàòàëîã ñòàòåé /
Õëîð
· Èñòîðèÿ îòêðûòèÿ õëîðà
· Ðàñïðîñòðàíåíèå â ïðèðîäå
· Èçîòîïíûé ñîñòàâ
· Ôèçè÷åñêèå è õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà
· Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà
· Ñïîñîáû ïîëó÷åíèÿ
· Õðàíåíèå õëîðà
· Ñòàíäàðòû êà÷åñòâà õëîðà
· Ïðèìåíåíèå
· Áèîëîãè÷åñêàÿ ðîëü
· Òîêñè÷íîñòü
· Ëèòåðàòóðà
· Áëèçêèå ñòàòüè
· Êîììåíòàðèè
· Ïðèìå÷àíèÿ
· Îôèöèàëüíûé ñàéò
·
Õëîð ïðèìåíÿþò âî ìíîãèõ îòðàñëÿõ ïðîìûøëåííîñòè, íàóêè è áûòîâûõ íóæä:
Îêîííûé ïðîôèëü, èçãîòîâëåííûé èç õëîðñîäåðæàùèõ ïîëèìåðîâ
Ãëàâíûì êîìïîíåíòîì îòáåëèâàòåëåé ÿâëÿåòñÿ Ëàáàððàêîâà âîäà (ãèïîõëîðèò íàòðèÿ)
-  ïðîèçâîäñòâå ïîëèâèíèëõëîðèäà, ïëàñòèêàòîâ, ñèíòåòè÷åñêîãî êàó÷óêà, èç êîòîðûõ èçãîòàâëèâàþò: èçîëÿöèþ äëÿ ïðîâîäîâ, îêîííûé ïðîôèëü, óïàêîâî÷íûå ìàòåðèàëû, îäåæäó è îáóâü, ëèíîëåóì è ãðàìïëàñòèíêè, ëàêè, àïïàðàòóðó è ïåíîïëàñòû, èãðóøêè, äåòàëè ïðèáîðîâ, ñòðîèòåëüíûå ìàòåðèàëû. Ïîëèâèíèëõëîðèä ïðîèçâîäÿò ïîëèìåðèçàöèåé âèíèëõëîðèäà, êîòîðûé ñåãîäíÿ çà÷àñòóþ ïîëó÷àþò èç ýòèëåíà ñáàëàíñèðîâàííûì ïî õëîðó ìåòîäîì ÷åðåç ïðîìåæóòî÷íûé 1,2-äèõëîðýòàí.
- Îòáåëèâàþùèå ñâîéñòâà õëîðà èçâåñòíû ñ äàâíèõ âðåìåí, íå ñìîòðÿ íà òî, ÷òî íå ñàì õëîð «îòáåëèâàåò», à àòîìàðíûé êèñëîðîä, êîòîðûé îáðàçóåòñÿ ïðè ðàñïàäå õëîðíîâàòèñòîé êèñëîòû: Cl2 + H2O → HCl + HClO → 2HCl + O. Ýòîò ñïîñîá îòáåëèâàíèÿ òêàíåé, áóìàãè, êàðòîíà èñïîëüçóåòñÿ óæå íåñêîëüêî âåêîâ.
- Ïðîèçâîäñòâî õëîðîðãàíè÷åñêèõ èíñåêòèöèäîâ âåùåñòâ, óáèâàþùèõ âðåäíûõ äëÿ ïîñåâîâ íàñåêîìûõ, íî áåçîïàñíûå äëÿ ðàñòåíèé. Íà ïîëó÷åíèå ñðåäñòâ çàùèòû ðàñòåíèé ðàñõîäóåòñÿ çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü ïðîèçâîäèìîãî õëîðà. Îäèí èç ñàìûõ âàæíûõ èíñåêòèöèäîâ ãåêñàõëîðöèêëîãåêñàí (çà÷àñòóþ íàçûâàåìûé ãåêñàõëîðàíîì). Ýòî âåùåñòâî âïåðâûå ñèíòåçèðîâàíî åù¸ â 1825 ã. Ôàðàäååì, íî ïðàêòè÷åñêîå ïðèìåíåíèå íàøëî òîëüêî ÷åðåç 100 ñ ëèøíèì ëåò â 30-õ ãîäàõ ÕÕ ñòîëåòèÿ.
- Èñïîëüçîâàëñÿ êàê áîåâîå îòðàâëÿþùåå âåùåñòâî, è êðîìå ýòîãî äëÿ ïðîèçâîäñòâà äðóãèõ áîåâûõ îòðàâëÿþùèõ âåùåñòâ: èïðèò, ôîñãåí.
- Äëÿ îáåççàðàæèâàíèÿ âîäû «õëîðèðîâàíèÿ». Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàí¸ííûé ñïîñîá îáåççàðàæèâàíèÿ ïèòüåâîé âîäû; îñíîâàí íà ñïîñîáíîñòè ñâîáîäíîãî õëîðà è åãî ñîåäèíåíèé óãíåòàòü ôåðìåíòíûå ñèñòåìû ìèêðîîðãàíèçìîâ êàòàëèçèðóþùèå îêèñëèòåëüíî-âîññòàíîâèòåëüíûå ïðîöåññû. Äëÿ îáåççàðàæèâàíèÿ ïèòüåâîé âîäû ïðèìåíÿþò: õëîð, äâóîêèñü õëîðà, õëîðàìèí è õëîðíóþ èçâåñòü. ÑàíÏèÍ 2.1.4.1074-01 [1] óñòàíàâëèâàåò ñëåäóþùèå ïðåäåëû (êîðèäîð) äîïóñòèìîãî ñîäåðæàíèÿ ñâîáîäíîãî îñòàòî÷íîãî õëîðà â ïèòüåâîé âîäå öåíòðàëèçîâàííîãî âîäîñíàáæåíèÿ 0.3 0.5 ìã/ë. Ðÿä ó÷¸íûõ è äàæå ïîëèòèêîâ â Ðîññèè êðèòèêóþò ñàìó êîíöåïöèþ õëîðèðîâàíèÿ âîäîïðîâîäíîé âîäû. Àëüòåðíàòèâîé ÿâëÿåòñÿ îçîíèðîâàíèå. Ìàòåðèàëû, èç êîòîðûõ èçãîòîâëåíû âîäîïðîâîäíûå òðóáû, ïî ðàçíîìó âçàèìîäåéñòâóþò ñ õëîðèðîâàííîé âîäîïðîâîäíîé âîäîé. Ñâîáîäíûé õëîð â âîäîïðîâîäíîé âîäå ñóùåñòâåííî ñîêðàùàåò ñðîê ñëóæáû òðóáîïðîâîäîâ íà îñíîâå ïîëèîëåôèíîâ: ïîëèýòèëåíîâûõ òðóá ðàçëè÷íîãî âèäà, â òîì ÷èñëå ñøèòîãî ïîëèýòèëåíà, áîëüøèå èçâåñòíîãî êàê ÏÅÊÑ (PEX, PE-X).  ÑØÀ äëÿ êîíòðîëÿ äîïóñêà òðóáîïðîâîäîâ èç ïîëèìåðíûõ ìàòåðèàëîâ ê èñïîëüçîâàíèþ â âîäîïðîâîäàõ ñ õëîðèðîâàííîé âîäîé âûíóæäåíû áûëè ïðèíÿòü 3 ñòàíäàðòà: ASTM F2023 ïðèìåíèòåëüíî ê òðóáàì èç ñøèòîãî ïîëèýòèëåíà (PEX) è ãîðÿ÷åé õëîðèðîâàííîé âîäå, ASTM F2263 ïðèìåíèòåëüíî ê ïîëèýòèëåíîâûì òðóáàì âñåì è õëîðèðîâàííîé âîäå è ASTM F2330 ïðèìåíèòåëüíî ê ìíîãîñëîéíûì (ìåòàëëîïîëèìåðíûì) òðóáàì è ãîðÿ÷åé õëîðèðîâàííîé âîäå.  ÷àñòè äîëãîâå÷íîñòè ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ õëîðèðîâàííîé âîäîé ïîëîæèòåëüíûå ðåçóëüòàòû äåìîíñòðèðóþò ìåäíûå âîäîïðîâîäíûå òðóáû.
-  ïèùåâîé ïðîìûøëåííîñòè çàðåãèñòðèðîâàí â êà÷åñòâå ïèùåâîé äîáàâêè E925.
-  õèìè÷åñêîì ïðîèçâîäñòâå ñîëÿíîé êèñëîòû, õëîðíîé èçâåñòè, áåðòîëåòîâîé ñîëè, õëîðèäîâ ìåòàëëîâ, ÿäîâ, ëåêàðñòâ, óäîáðåíèé.
-  ìåòàëëóðãèè äëÿ ïðîèçâîäñòâà ÷èñòûõ ìåòàëëîâ: òèòàíà, îëîâà, òàíòàëà, íèîáèÿ.
- Êàê èíäèêàòîð ñîëíå÷íûõ íåéòðèíî â õëîð-àðãîííûõ äåòåêòîðàõ.
Ìíîãèå ðàçâèòûå ñòðàíû ñòðåìÿòñÿ îãðàíè÷èòü èñïîëüçîâàíèå õëîðà â áûòó, â òîì ÷èñëå ïîòîìó, ÷òî ïðè ñæèãàíèè õëîðñîäåðæàùåãî ìóñîðà îáðàçóåòñÿ çíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî äèîêñèíîâ.
В периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева хлор находится в 3 периоде, VII группе, главной (А) подгруппе. Из уроков химии мы знаем, что в эту группу входят элементы с самой высокой окислительной активностью. В электронном облаке хлора находится 17 электронов и до завершения внешнего электронного уровня ему нахватает лишь одного электрона. Любыми способами он пытается отнять его у других элементов, чем и объясняется его высокая химическая активность. Вот что знают о хлоре большинство учеников среднестатистических школ. Однако, данный элемент куда интереснее.
Начнем с истории открытия хлора, но прежде чем перейти к ней позвольте напомнить, что одно из важнейших соединений хлора – хлороводород, было получено Джозефом Пристли в 1772 г. Спустя всего пару лет после этого события (в 1774 г) шведский химик Карл Вильгельм Шееле получил хлор при взаимодействие пиролюзита с вышеупомянутой хлороводородной кислотой:
4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
При этом, Шееле отметил схожесть запаха хлора с запахом царской водки (смесью концентрированных азотной и соляной кислот, взятых в соотношение 1:3) и способность вещества взаимодействовать с золотом (Au) и киноварью (HgS). Так же он обратил внимание на его отбеливающие свойства. Однако, он не догадался отнести хлор к простым веществам.
Спустя время, элементарную природу хлора доказал Гемфри Дэви, путем электролиза поваренной соли:
2NaCl = 2Na + Cl2
В 1811 г. Дэви предложил назвать данный элемент «хлорином». Но спустя всего год Ж. Гей-Люссак «сократил» его название до хлора. Кстати, в том же 1811 г. физик Иоган Швейгер предлагал для хлора название «галоген» (рождающий соли), но в итоге это название закрепилось за всеми элементами VII А группы.
В 1826 г. атомная масса хлора была с высокой точностью определена шведским химиков Йенсом Якобом Берцелиусом. Она отличается от современных данных буквально на 0.1%. В настоящее время в школьных учебниках химии, под хлором указывается масса 35.453.
При нормальных условиях, хлор — токсичный удушливый газ, который при попадании в лёгкие вызывает ожог лёгочной ткани и удушье. Не удивительно, что он стал одним из первых химических отравляющих веществ, использованных Германией в Первую мировую войну. Так, 22 апреля 1915 года немецкая армия распылила 168 тонн хлора около бельгийского города Ипр. Атака началась в 17:00, когда подул слабый восточный ветер. Газ стал двигаться в сторону французских позиций в виде облаков желтовато-зелёного цвета. Надо заметить, что немецкая пехота также пострадала от газов и, не имея достаточного подкрепления, не смогла использовать полученное преимущество до прихода британско-канадских сил. Антанта сразу заявила о том, что Германия нарушила принципы международного права, однако Берлин парировал это заявление тем, что Гаагская конвенция запрещала лишь применение химических снарядов, но не газов.
Отрывок, демонстрирующий разрушительный потенциал хлора во всех красках: «Вся зелень в крепости и в ближайшем районе по пути движения газов была уничтожена, листья на деревьях пожелтели, свернулись и опали, трава почернела и легла на землю, лепестки цветов облетели. Все медные предметы на плацдарме крепости — части орудий и снарядов, умывальники, баки и прочее — покрылись толстым зелёным слоем окиси хлора; предметы продовольствия, хранящиеся без герметической укупорки — мясо, масло, сало, овощи, оказались отравленными и непригодными для употребления.» С.А. Хмельков «Борьба за Осовец»
Интересно, что во Второй мировой войне, несмотря на то, что обе противоборствующие стороны обладали большими запасами отравляющих газов, в боевых действиях они не использовались.
Сейчас, во многих городах водоочистные системы применяют хлор для уничтожения бактерий, путем хлорирования воды. При этом в среднем на один миллион частей воды используют четыре-пять частей хлора. Это количество безвредно для человека, однако иногда после этого вода может иметь привкус хлора.
Для хлорирования воды на водопроводных очистных станциях используется жидкий хлор. При введении хлора в воду образуются хлорноватистая и соляная кислоты:
Cl2 + Н2О = НСlO + НСl
Далее происходит диссоциация образовавшейся хлорноватистой кислоты:
НСlO = Н(+) + СlO(-)
Получающиеся в результате диссоциации хлорноватистой кислоты гипохлоритные ионы СlO(-) обладают наряду с недиссоциированными молекулами хлорноватистой кислоты бактерицидным свойством.
Сумму Сl2, НСlO, СlO(-) называют свободным активным хлором.
Количество активного хлора, необходимого для обеззараживания воды, должно определяться не по количеству болезнетворных бактерий, а по всему количеству органических веществ и микроорганизмов (а также и неорганических веществ, способных к окислению), которые могут находиться в хлорируемой воде.
Еще несколько интересных фактов, о хлоре:
— На долю хлора приходится 0.025% от общего числа атомов земной коры.
— Минимальная потребность человека в хлоре составляет около 800 мг. В сутки.
— Очень много получаемого на производстве хлора уходит на изготовление отбеливающих средств. Особенно широко хлор применяется при отбеливание бумаги.
— Хлор входит в состав многих гербицидов (веществ, для уничтожения сорных растений) и дезинфицирующих средств, так как он хорошо уничтожает микробы.
— Жидкий хлор является одним из самых сильных изоляторов электричества. Он проводит ток почти в миллиард раз хуже, чем дистиллированная вода.
Превратить хлор в жидкость можно с помощью охлаждения и высокого давления.
Если вам понравилась данная статья ставьте лайки и не забывайте подписываться на мой канал. А если вы знаете дополнительные интересные факты о хлоре, обязательно напишите об этом в комментариях.
До новых встреч!
Õëîð – ýëåìåíò VII ïîäãðóïïû Ïåðèîäè÷åñêîé òàáëèöû Ä.È.Ìåíäåëååâà. Íà âíåøíåì óðîâíå – 7 ýëåêòðîíîâ, ïîýòîìó ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ âîññòàíîâèòåëÿìè, õëîð ïîêàçûâàåò ñâîè îêèñëèòåëüíûå ñâîéñòâà, ïðèòÿãèâàÿ ê ñåáå ýëåêòðîí ìåòàëëà.
Ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà õëîðà.
Õëîð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé æåëòûé ãàç. Èìååò ðåçêèé çàïàõ.
Õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà õëîðà.
Ñâîáîäíûé õëîð î÷åíü àêòèâåí. Îí ðåàãèðóåò ñî âñåìè ïðîñòûìè âåùåñòâàìè, êðîìå êèñëîðîäà, àçîòà è áëàãîðîäíûõ ãàçîâ:
Si + 2Cl2 = SiCl4 + Q.
Ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ âîäîðîäîì ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå ðåàêöèè ïðàêòè÷åñêè íåò, íî êàê òîëüêî îñâåùåíèå âûñòóïàåò â êà÷åñòâå âíåøíåãî âîçäåéñòâèÿ, âîçíèêàåò öåïíàÿ ðåàêöèÿ, êîòîðàÿ íàøëà ñâîå ïðèìåíåíèå â îðãàíè÷åñêîé õèìèè.
Ïðè íàãðåâå õëîð ñïîñîáåí âûòåñíèòü éîä èëè áðîì èç èõ êèñëîò:
Cl2 + 2HBr = 2HCl + Br2.
Ñ âîäîé õëîð ðåàãèðóåò, ÷àñòè÷íî ðàñòâîðÿÿñü â íåé. Ýòó ñìåñü íàçûâàþò õëîðíîé âîäîé.
Ðåàãèðóåò ñ ùåëî÷àìè:
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O (õîëîä),
Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3 H2O (íàãðåâ).
Ïîëó÷åíèå õëîðà.
1. Ýëåêòðîëèç ðàñïëàâà õëîðèäà íàòðèÿ, êîòîðûé ïðîòåêàåò ïî ñëåäóþùåé ñõåìå:
2. Ëàáîðàòîðíûé ñïîñîá ïîëó÷åíèÿ õëîðà:
MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O.
Êàëüêóëÿòîðû ïî õèìèè | |
| Õèìèÿ îíëàéí íà íàøåì ñàéòå äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷ è óðàâíåíèé. | |
| Êàëüêóëÿòîðû ïî õèìèè | |
Õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû | |
| Õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû Ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû Ìåíäåëååâà, ñâîéñòâà, âàëåíòíîñòü õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ | |
| Õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû | |
Õèìèÿ 7,8,9,10,11 êëàññ, ÅÃÝ, ÃÈÀ | |
| Îñíîâíàÿ èíôîðìàöèÿ ïî êóðñó õèìèè äëÿ îáó÷åíèÿ è ïîäãîòîâêè â ýêçàìåíàì, ÃÂÝ, ÅÃÝ, ÎÃÝ, ÃÈÀ | |
| Õèìèÿ 7,8,9,10,11 êëàññ, ÅÃÝ, ÃÈÀ | |
Õëîðèäû ìåòàëëîâ. | |
| Õëîðèä ìåòàëëîâ ýòî ïðîèçâîäíîå îò õëîðîâîäîðîäíîé êèñëîòû è àòîìîì ìåòàëëà. | |
| Õëîðèäû ìåòàëëîâ. | |
В природе хлор встречается в газообразном состоянии и только в виде соединений с другими газами. В условиях, приближенных к нормальным, это ядовитый едкий газ зеленоватого цвета. Имеет больший вес, чем воздух. Обладает сладким запахом. Молекула хлора содержит два атома. В спокойном состоянии не горит, но при высоких температурах входит во взаимодействие с водородом, после чего возможен взрыв. В результате выделяется газ фосген. Очень ядовит. Так, даже при малой концентрации в воздухе (0,001 мг на 1 дм3) может вызвать летальный исход. Основная характеристика неметалла хлора гласит, что он тяжелее воздуха, следовательно, всегда будет находиться у самого пола в виде желтовато-зеленой дымки.
Исторические факты
Впервые на практике это вещество было получено К. Шелее в 1774 г. путем соединения соляной кислоты и пиролюзита. Однако лишь в 1810 г. П. Дэви смог дать характеристику хлору и установить, что это отдельный химический элемент.
Стоит отметить, что в 1772 г. Джозеф Пристли смог получить хлороводород – соединение хлора с водородом, однако разделить эти два элемента химик не смог.
Химическая характеристика хлора
Хлор – химический элемент основной подгруппы VII группы таблицы Менделеева. Находится в третьем периоде и имеет атомный номер 17 (17 протонов в атомном ядре). Химически активный неметалл. Обозначается буквами Cl.
Является типичным представителем галогенов. Это газы, не имеющие цвета, но обладающие резким едким запахом. Как правило, токсичны. Все галогены хорошо разбавляются в воде. При контакте с влажным воздухом начинают дымиться.
Внешняя электронная конфигурация атома Cl 3s2Зр5. Следовательно, в соединениях химический элемент проявляет уровни окисления -1,+1, +3, +4, +5, +6 и +7. Ковалентный радиус атома 0,96Å, ионный радиус Cl- 1.83 Å, сродство атома к электрону 3,65 эв, уровень ионизации 12,87 эв.
Как указано выше, хлор представляет собой довольно активный неметалл, что позволяет создавать соединения практически с любыми металлами (в отдельных случаях при помощи нагревания или с помощью влаги, вытесняя при этом бром) и неметаллами. В порошкообразной форме реагирует с металлами только под действием высоких температур.
Максимальная температура горения — 2250 °С. С кислородом способен образовывать оксиды, гипохлориты, хлориты и хлораты. Все соединения, содержащие кислород, становятся взрывоопасными в условиях взаимодействия с окисляющимися веществами. Стоит отметить, что оксиды хлора могут произвольно взрываться, в то время как хлораты взрываются лишь при воздействии на них какими-либо инициаторами.
Характеристика хлора по положению в периодической системе:
• простое вещество;
• элемент семнадцатой группы периодической таблицы;
• третий период третьего ряда;
• седьмая группа главной подгруппы;
• атомный номер 17;
• обозначается символом Cl;
• химически активный неметалл;
• находится в группе галогенов;
• в условиях, приближенных к нормальным, это ядовитый газ желтовато-зелёного цвета с едким запахом;
• молекула хлора имеет 2 атома (формула Cl2).
Физические свойства хлора:
• температура кипения: -34,04 °С;
• температура плавления: -101,5 °С;
• плотность в газообразном состоянии — 3 ,214 г/л;
• плотность жидкого хлора (в период кипения) – 1,537 г/см3;
• плотность твердого хлора – 1,9 г/см3;
• удельный объем – 1,745 х 10-3 л/г.
Хлор: характеристика температурных изменений
В газообразном состоянии имеет свойство легко сжижаться. При давлении в 8 атмосфер и температуре 20 °С выглядит как зеленовато-желтая жидкость. Обладает очень высокими коррозионными свойствами. Как показывает практика, этот химический элемент может сохранять жидкое состояние вплоть до критической температуры (143 °С), при условии увеличения давления.
Если его охладить до температуры -32 °С, он изменит свое агрегатное состояние на жидкое вне зависимости от атмосферного давления. При дальнейшем понижении температуры происходит кристаллизация (при показателе -101 °С).
Хлор в природе
В земной коре хлора содержится всего 0,017 %. Основная масса находится в вулканических газах. Как указано выше, вещество имеет большую химическую активность, вследствие чего в природе встречается в соединениях с другими элементами. При этом множество минералов содержат хлор. Характеристика элемента позволяет образовывать порядка ста различных минералов. Как правило, это хлориды металлов.
Также большое его количество находится в Мировом океане – почти 2 %. Это обусловлено тем, что хлориды очень активно растворяются и разносятся с помощью рек и морей. Возможен и обратный процесс. Хлор вымывается обратно на берег, а далее ветер разносит его по окрестностям. Именно поэтому наибольшая его концентрация наблюдается в прибрежных зонах. В засушливых районах планеты рассматриваемый нами газ образуется при помощи испарения воды, вследствие чего появляются солончаки. Ежегодно в мире добывают порядка 100 млн тонн данного вещества. Что, впрочем, неудивительно, ведь существует много месторождений, содержащих хлор. Характеристика его, однако, во многом зависит именно от его географического положения.
Методы получения хлора
Сегодня существует ряд методов получения хлора, из которых наиболее распространены следующие:
1. Диафрагменный. Является самым простым и менее затратным. Соляной раствор в диафрагменном электролизе поступает в пространство анода. Далее по стальной катодной сетке перетекает в диафрагму. В ней находится небольшое количество полимерных волокон. Важной особенностью этого устройства является противоток. Он направлен из анодного пространства в катодное, что позволяет отдельно получить хлор и щелоки.
2. Мембранный. Наиболее энергоэффективен, но сложноосуществим в организации. Схож с диафрагменным. Различие состоит в том, что анодное и катодное пространства полностью разделены мембраной. Следовательно, на выходе получаются два отдельных потока.
Стоит отметить, что характеристика хим. элемента (хлора), полученного данными методами, будет иной. Более «чистым» принято считать мембранный метод.
3. Ртутный метод с жидким катодом. По сравнению с остальными технологиями, этот вариант позволяет получать наиболее чистый хлор.
Принципиальная схема установки состоит из электролизера и соединенных между собой насоса и разлагателя амальгамы. В качестве катода служит перекачиваемая насосом ртуть вместе с раствором поваренной соли, а в качестве анода — угольные или графитовые электроды. Принцип действия установки следующий: из электролита выделяется хлор, который отводится из электролизера вместе с анолитом. Из последнего удаляют примеси и остатки хлора, донасыщают галитом и снова возвращают на электролиз.
Требования промышленной безопасности и нерентабельность производства привели к замене жидкого катода твердым.
Применение хлора в промышленных целях
Свойства хлора позволяют активно применять его в промышленности. С помощью этого химического элемента получают различные хлорорганические соединения (винилхлорид, хлоро-каучук и др.), лекарственные препараты, дезинфицирующие средства. Но самая большая ниша, занятая в промышленности, это производство соляной кислоты и извести.
Широко применяются методы очищения питьевой воды. На сегодняшний день пытаются отойти от этого метода, заменив его озонированием, поскольку рассматриваемое нами вещество негативно влияет на организм человека, к тому же хлорированная вода разрушает трубопроводы. Вызвано это тем, что в свободном состоянии Cl пагубно влияет на трубы, изготовленные из полиолефинов. Тем не менее большинство стран отдает предпочтение именно методу хлорирования.
Также хлор применяется в металлургии. С его помощью получают ряд редких металлов (ниобий, тантал, титан). В химической промышленности активно используют различные хлорорганические соединения для борьбы против сорняков и для других сельскохозяйственных целей, используется элемент и в качестве отбеливателя.
Благодаря своей химической структуре хлор разрушает большинство органических и неорганических красителей. Достигается это путем полного их обесцвечивания. Такой результат возможен лишь при условии присутствия воды, ведь процесс обесцвечивания происходит благодаря атомарному кислороду, который образуется после распада хлора: Cl2 + H2O → HCl + HClO → 2HCl + O. Данный способ нашел применение пару веков назад и пользуется популярностью и по сей день.
Очень популярно применение этого вещества для получения хлорорганических инсектицидов. Эти сельскохозяйственные препараты убивают вредоносные организмы, оставляя нетронутыми растения. Значительная часть всего добываемого на планете хлора уходит на сельскохозяйственные нужды.
Также используется он при производстве пластикатов и каучука. С их помощью изготавливают изоляцию проводов, канцелярские товары, аппаратуру, оболочки бытовой техники и т. д. Бытует мнение, что каучуки, полученные таким образом, вредят человеку, но это не подтверждено наукой.
Стоит отметить, что хлор (характеристика вещества была подробно раскрыта нами ранее) и его производные, такие как иприт и фосген, применяются и в военных целях для получения боевых отравляющих средств.
Хлор как яркий представитель неметаллов
Неметаллы – простые вещества, которые включают в себя газы и жидкости. В большинстве случаев они хуже проводят электрический ток, чем металлы, и имеют существенные различия в физико-механических характеристиках. При помощи высокого уровня ионизации способны образовывать ковалентные химические соединения. Ниже будет дана характеристика неметалла на примере хлора.
Как уже было сказано выше, этот химический элемент представляет собой газ. В нормальных условиях у него полностью отсутствуют свойства, сходные с таковыми у металлов. Без сторонней помощи не может взаимодействовать с кислородом, азотом, углеродом и др. Свои окислительные свойства проявляет в связях с простыми веществами и некоторыми сложными. Относится к галогенам, что ярко отражается на его химических особенностях. В соединениях с остальными представителями галогенов (бром, астат, йод), вытесняет их. В газообразном состоянии хлор (характеристика его — прямое тому подтверждение) хорошо растворяется. Является отличным дезинфектором. Убивает только живые организмы, что делает его незаменимым в сельском хозяйстве и медицине.
Применение в качестве отравляющего вещества
Характеристика атома хлора позволяет применять его как отравляющее средство. Впервые газ был применен Германией 22.04.1915 г., в ходе Первой мировой войны, вследствие чего погибло порядка 15 тыс. человек. На данный момент как отравляющее вещество не применяется.
Дадим краткую характеристику химического элемента как удушающего средства. Влияет на организм человека посредством удушения. Сначала оказывает раздражение верхних дыхательных путей и слизистой оболочки глаз. Начинается сильный кашель с приступами удушья. Далее, проникая в легкие, газ разъедает легочную ткань, что приводит к отеку. Важно! Хлор является быстродействующим веществом.
В зависимости от концентрации в воздухе, симптоматика бывает разной. При малом содержании у человека наблюдается покраснение слизистой оболочки глаз, легкая одышка. Содержание в атмосфере 1,5-2 г/м3 вызывает тяжесть и острые ощущения в груди, резкую боль в верхних дыхательных путях. Также состояние может сопровождаться сильным слезотечением. После 10-15 минут нахождения в помещении с такой концентрацией хлора наступает сильный ожог легких и смерть. При более плотных концентрациях смерть возможна в течение минуты от паралича верхних дыхательных путей.
При работе с этим веществом рекомендуется использовать спецодежду, противогаз, перчатки.
Хлор в жизни организмов и растений
Хлор входит в состав практически всех живых организмов. Особенность состоит в том, что присутствует он не в чистом виде, а в виде соединений.
В организмах животных и человека ионы хлора поддерживают осмотическое равенство. Вызвано это тем, что они имеют наиболее подходящий радиус для проникновения в мембранные клетки. Наряду с ионами калия Cl регулирует водно-солевой баланс. В кишечнике ионы хлора создают благоприятную среду для действия протеолитических ферментов желудочного сока. Хлорные каналы предусмотрены во многих клетках нашего организма. Посредством их происходит межклеточный обмен жидкостями и поддерживается pH клетки. Порядка 85 % от общего объема этого элемента в организме пребывает в межклеточном пространстве. Выводится из организма по мочеиспускательным каналам. Вырабатывается женским организмом в процессе кормления грудью.
На данном этапе развития тяжело однозначно сказать, какие именно заболевания провоцирует хлор и его соединения. Связано это с недостатком исследований в этой области.
Также ионы хлора присутствуют в клетках растений. Он активно принимает участие в энергетическом обмене. Без этого элемента невозможен процесс фотосинтеза. С его помощью корни активно впитывают необходимые вещества. Но большая концентрация хлора в растениях способна оказывать пагубное влияние (замедление процесса фотосинтеза, остановка развития и роста).
Однако существуют такие представители флоры, которые смогли «подружиться» или хотя бы ужиться с данным элементом. Характеристика неметалла (хлора) содержит такой пункт, как способность вещества окислять почвы. В процессе эволюции упомянутые выше растения, называемые галофитами, заняли пустые солончаки, которые пустовали из-за переизбытка этого элемента. Они впитывают ионы хлора, а после избавляются от них при помощи листопада.
Транспортировка и хранение хлора
Существует несколько способов перемещать и хранить хлор. Характеристика элемента предполагает необходимость специальных баллонов с высоким давлением. Такие емкости имеют опознавательную маркировку – вертикальную зеленую линию. Ежемесячно баллоны необходимо тщательно промывать. При длительном хранении хлора в них образуется очень взрывоопасный осадок – трихлорид азота. При несоблюдении всех правил безопасности возможно самопроизвольное воспламенение и взрыв.
Изучение хлора
Будущим химикам должна быть известна характеристика хлора. По плану 9-классники могут даже ставить лабораторные опыты с этим веществом на основе базовых знаний по дисциплине. Естественно, преподаватель обязан провести инструктаж по технике безопасности.
Порядок работ следующий: необходимо взять колбу с хлором и насыпать в неё мелкую металлическую стружку. В полете стружка вспыхнет яркими светлыми искрами и одновременно образуется легкий белый дым SbCl3. При погружении в сосуд с хлором оловянной фольги она также самовоспламенится, а на дно колбы медленно опустятся огненные снежинки. Во время этой реакции образуется дымная жидкость – SnCl4. При помещении железной стружки в сосуде образуются красные «капли» и появится рыжий дым FeCl3.
Наряду с практическими работами повторяется теория. В частности, такой вопрос, как характеристика хлора по положению в периодической системе (описана в начале статьи).
В результате опытов выясняется, что элемент активно реагирует на органические соединения. Если поместить в банку с хлором вату, смоченную предварительно в скипидаре, то она мгновенно воспламенится, и из колбы резко повалит сажа. Эффектно тлеет желтоватым пламенем натрий, а на стенках химпосуды появляются кристаллы соли. Ученикам будет небезынтересно узнать, что, будучи ещё молодым химиком, Н. Н. Семенов (впоследствии лауреат Нобелевской премии), проведя такой опыт, собрал со стенок колбы соль и, посыпав ею хлеб, съел его. Химия оказалась права и не подвел