Clor - proprietăți ale elementelor chimice

Clor (lat Chlorum.), CI, un element chimic din grupa a VII-a a tabelului periodic, numărul atomic 17, masa atomică 35.453; Aceasta se referă la o familie de halogeni. În condiții normale (0 ° C și 0,1 MN / m 2 sau 1 kgf / cm2), a unui gaz galben-verzui cu un miros iritant puternic. Natural Clor este format din doi izotopi stabili 35 Cl (75.77%) și 37 Cl (24,23%). produs Artificial izotopi radioactivi cu numere de masă de 31-47, în special 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40, cu timpi de înjumătățire (T ½), respectiv, 0,31; 2.5; 1,56 secunde; 3,1 x 10 5 ani; 37,3, 55,5 și 1,4 min. 36 Cl și 38 Cl folosite ca trasoare.

Informații istorice. Clor obținut mai întâi în 1774, K. Scheele reacția acidului clorhidric cu pirolusit MnO2. Cu toate acestea, numai în 1810, H. Davy a constatat că clor - elementul și a numit-clor (din Chloros grecești. - galben-verde). În 1813, JL Gay-Lussac a sugerat numele de clor elementului.

Proprietățile fizice ale clorului. Clorul are un punct de fierbere -34,05 ° C, punct de topire -101 ° C Densitatea gazului de clor în condiții normale, 3.214 g / l; vapori saturați la 0 ° C, 12,21 g / l; lichid de clor la temperatura de fierbere a 1,557 g / cm3; Clor solid la - 102 ° C 1,9 g / cm 3. Presiunea vaporilor de clor la 0 ° C 0,369; la 25 ° C 0,772; la 100 ° C 3,814 MN / m 2 sau 3,69, respectiv; 7,72; 38,14 kgf / cm 2. Căldura de topire de 90,3 kJ / kg (21,5 cal / g); căldura de vaporizare 288 kJ / kg (68,8 cal / g); căldura specifică a gazului la presiune constantă este de 0,48 kJ / (kg · K) [0,11 cal / (g · ° C)]. Constantele critice ale clorului: Temperatura 144 ° C, presiunea de 7,72 MN / m 2 (77,2 kgf / cm2), densitatea 573 g / l, volumul specific de 1.745 × 10 -3 L / g. Solubilitate (g / litru) de clor la o presiune parțială de 0,1 MN / m 2 sau 1 kgf / cm2 în apă 14,8 (0 ° C), 5,8 (30 ° C), 2,8 ( 70 ° C); într-o soluție de 300 g / l NaCl 1,42 (30 ° C), 0,64 (70 ° C). Sub 9,6 ° C în soluții apoase de hidrați de clor sunt formate din compoziție variabilă NH2 Cl2 · G (unde n = 6-8); Aceste cristale galben de sistem cubic, se descompun la temperaturi ridicate la clor și apă. Clorul este foarte solubil în TiCl4. SiCI4. SnCI4 și unii solvenți organici (în special hexan C6 H14 și tetraclorură de carbon CCl4). molecula de clor diatomica (Cl2). Gradul de disociere termică a Cl2 + 243kdzh = 2CI la 1000 K este 2,07 × 10 -4%, la 2500 K 0.909%.

Proprietățile chimice ale clorului. Exterior configurație electronică 2 Cl 3s atom Sp 5. Ca urmare clor în oxidarea compușilor exponat -1, +1, +3, +4, +5, +6 și +7. Covalente Raza atomică 0.99Å, Raza ionică de Cl - 1,82Å, Afinitatea atomului de clor de electroni de 3,65 eV, energia de ionizare a 12,97 eV.

Tratat Chimic Clor foarte activ, conectat direct cu aproape toate metalele (cu unele numai în prezența umidității sau sub încălzire) și cu nemetalelor (cu excepția de carbon, azot, oxigen, gaz inert), pentru a forma clorurile corespunzătoare, reacționează cu mulți compuși, înlocuiește hidrogen în hidrocarburi saturate și se alătură compușilor nesaturați. Clor brom și iod dislocă din compușii lor cu hidrogen și metale; Compușii clorului din aceste elemente este deplasate cu fluor. metale alcaline, în prezența urmelor de umezeală interacționează cu aprinderea clorului, majoritatea metalelor reacționează cu clorul numai în timpul încălzirii uscat. Oțel și niște bare de metal într-o atmosferă de clor uscat în condiții de temperaturi scăzute, astfel încât acestea sunt utilizate pentru fabricarea de echipamente și de depozitare pentru clor uscat. Fosforul este aprins într-o atmosferă de clor, formând RCl3. și cu continuare clorinarea - RSl5; clor cu sulf sub încălzire dă S2 Cl2. SCL2 și alte Sn Clm. Arsen, stibiu, bismut, stronțiu, telurul reacționează puternic cu clor. Un amestec de clor cu ardere de hidrogen incolor sau galben-verde, pentru a forma o flacără de acid clorhidric (această reacție în lanț).

Temperatura maximă a flăcării de hidrogen clor 2200 ° C Amestecuri de clor și hidrogen, conținând 5.8-88.5% H2. exploziv.

Cu forme de oxigen Clor oxizi: Cl2 O SlO2. O6 Cl2. Cl2 O7. Cl2 O8. și hipoclorit (săruri ale acidului hipocloros), cloriti, clorați și perclorați. Toți compușii de clor oxigen formează un amestec exploziv cu substanțe ușor oxidabile. Oxizii de malostoyki clor și pot exploda spontan, hipocloriți se descompun încet depozitare, clorați și perclorați pot exploda sub efectul inițiatorilor.

Clor în apă hidrolizează pentru a forma acid hipocloros și clorhidric: Cl2 + H2O = HCI + NClO. Clorurarea soluții apoase de alcalii în hipocloriți și clorurile formate la rece: 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCI + H2 O și atunci când sunt încălzite - clorați. Clorinarea de hidroxid de calciu uscat obținut înălbitor.

Când amoniacul reacționează cu clorul produs triclorură de azot. Când clorurarea compușilor organici sau clor substituiți de hidrogen sau este atașat la legături multiple, formând diferiți compuși organici clorurați.

Clorul reacționează cu alți halogeni compus mezhgalogennye. Fluorurile CLF, 3N. Este foarte reactiv 3N; de exemplu, în atmosferă se aprinde vata de sticla 3N. Compușii cunoscuți de clor și fluor cu oxigen - oxyfluorides Clor: ClO3 F, ClO2 F3. ClOF, ClOF3 perclorat FClO4 fluor.

Producerea de clor. Clor a început să producă industrie în anul 1785 godu reacția acidului clorhidric cu oxid de mangan (II) sau pirolusit. In 1867, chimistul englez H. Deacon a dezvoltat un procedeu de obținere a clorului prin oxidarea cu oxigen atmosferic HCl în prezența unui catalizator. De la sfârșitul anului 19 - începutul secolului 20 clorului produs prin electroliza soluțiilor apoase de cloruri de metale alcaline. Conform acestei metode produce 90-95% din clor din lume. Cantități mici de clor se obțin simultan în timpul producției de magneziu, calciu, sodiu și litiu electroliza clorurilor topite. Se aplică două metode de bază de electroliza soluțiilor apoase de NaCl: 1), în electroliza cu un catod solid și o diafragmă de filtrare poroasă; 2) în catod de mercur electrolitic. Pentru ambele metode de grafit sau un oxid de gaz anod clor-titan ruteniu. Prin prima metodă, hidrogenul este eliberat la catod și formează o soluție de NaOH și NaCl, din care prelucrarea ulterioară este izolat marfă sodă caustică. Prin a doua metodă amalgam de sodiu se formează la catod, cu descompunerea sa de apă pură într-un aparat separat s-a obținut o soluție de NaOH, hidrogen pur și mercurul care merge din nou în producție. Ambele metode produc 1 tonă de clor la 1.125 m NaOH.

Electroliza cu diafragmă necesită mai puține investiții de capital pentru producerea clorului, oferă o mai ieftin NaOH. Metoda cu un catod de mercur produce foarte pur NaOH, dar pierderea de mercur poluează mediul înconjurător.

Folosirea clorului. Una dintre cele mai importante sectoare ale industriei chimice este industria de clor. Cantitatea principală de clor care sunt prelucrate la locul producerii acestora în compuși ai clorului. Clor depozitate și transportate în formă lichidă în bidoane, butoaie, cisterne de cale ferată sau nave echipate special. Pentru țările industrializate se caracterizează prin următoarele consum aproximativ de clor: pentru producerea compușilor organici cu conținut de clor - 60-75%; compuși anorganici care conțin clor, -10-20%; celuloză și albire tkaney- 5-15%; în scopuri și clorinare sanitare - 2-6% din producția totală.

Clorul este aplicabil clorurarea unor minereuri de asemenea, pentru a extrage din titan, niobiu, zirconiu și altele

otrăvirea de clor sunt posibile în industria chimică, celuloză și hârtie, industria textilă, farmaceutică și alte industrii. Clorul irita membranele mucoase ale ochilor și a tractului respirator. Modificarile inflamatorii primare sunt de obicei îmbinate prin infecții secundare. Intoxicație acută se dezvoltă aproape imediat. mediu Inhalarea și concentrații scăzute de clor observate etanșeitate și dureri în piept, tuse uscată, dificultăți de respirație, dureri în ochi, lăcrimare, creșterea leucocitelor din sânge, temperatura corpului, și așa mai departe. N. bronhopneumonia Posibil, edem pulmonar toxic, depresie, convulsii . În cazurile ușoare recupera în termen de 3-7 zile. Deoarece efectele pe termen lung sunt observate catar ale tractului respirator superior, bronșită recurente, fibroza pulmonară, și altele; posibila activare a tuberculozei pulmonare. Inhalarea prelungită a concentrațiilor scăzute de clor sunt observate similar, dar in curs de dezvoltare lent formă a bolii. Prevenirea de intoxicare: etansare plante, echipamente, ventilație eficientă, dacă este necesar, folosiți o mască de gaze. Producerea de clor și alți compuși ai clorului se referă la producerea în condiții nocive.