Hlorne emisije. Fizička svojstva hlora: gustina, toplotni kapacitet, toplotna provodljivost Cl2. Reakcije sa organskim supstancama

Država Kuzbass Technical University

Rad na kursu

BJD predmet

Karakterizacija hlora kao hitne hemijski opasne supstance

Kemerovo-2009

Uvod

1. Karakteristike AHOV-a (prema izdatom zadatku)

2. Načini sprečavanja nezgode, zaštita od opasnih hemikalija

3. Zadatak

4. Proračun hemijske situacije (prema izdatom zadatku)

Zaključak

Književnost

Uvod

Ukupno u Rusiji radi 3.300 privrednih objekata koji imaju značajne zalihe opasnih hemikalija. Više od 35% njih ima horske zalihe.

Hlor (lat. Chlorum), Cl - hemijski element VII grupe periodnog sistema Mendeljejeva, atomski broj 17, atomska masa 35.453; pripada porodici halogena.

Hlor se takođe koristi za hlorisanje neke oto ryh rude sa namjenom i privlačenjem titana, niobija, cirkonija i dr.

trovanja hlor su mogući u hemijskoj, celulozno-papirnoj, tekstilnoj, farmaceutskoj industriji. Hlor iritira sluzokožu očiju i respiratornog trakta. Sekundarna infekcija se obično pridružuje primarnim upalnim promjenama. Akutno trovanje se razvija gotovo odmah. Pri udisanju srednje i niske koncentracije hlora primećuju se stezanje i bol u grudima, suhi kašalj, ubrzano disanje, bol u očima, suzenje, povišen nivo leukocita u krvi, telesna temperatura i dr. Bronhopneumonija, toksični plućni edem, depresija , konvulzije su moguće. U lakšim slučajevima oporavak nastupa za 3-7 dana. Kao dugoročne posljedice uočavaju se katari gornjih dišnih puteva, rekurentni bronhitis, pneumoskleroza; moguća aktivacija plućne tuberkuloze. Uz produženo udisanje malih koncentracija hlora, slično, ali polako razvijajući forme bolesti. Prevencija trovanja, zaptivanje proizvodnih objekata, opreme, efikasna ventilacija, po potrebi upotreba gas maske. Maksimalno dozvoljena koncentracija hlora u vazduhu proizvodnje, prostorija je 1 mg/m 3 . Proizvodnja hlora, izbjeljivača i drugih spojeva koji sadrže hlor odnosi se na industrije sa štetnim uslovima rad .

Hlor su verovatno dobijali i alhemičari, ali njegovo otkriće i prvo istraživanje neraskidivo je povezano sa imenom čuvenog švedskog hemičara Carla Wilhelma Scheelea. Scheele je otvorio pet hemijski elementi- barijum i mangan (zajedno sa Johanom Ganom), molibden, volfram, hlor, i nezavisno od drugih hemičara (iako kasnije) - još tri: kiseonik, vodonik i azot. Nijedan hemičar kasnije nije mogao ponoviti ovo dostignuće. Istovremeno, Scheele, već izabran za člana Kraljevske švedske akademije nauka, bio je jednostavan farmaceut u Köpingu, iako je mogao zauzeti časniju i prestižniju poziciju. Sam Fridrih II Veliki, pruski kralj, ponudio mu je mesto profesora hemije na Univerzitetu u Berlinu. Odbijajući takve primamljive ponude, Scheele je rekao: "Ne mogu jesti više nego što mi treba, a ono što zaradim ovdje u Köpingu dovoljno mi je za život."

Brojna jedinjenja hlora bila su poznata, naravno, mnogo pre Šelea. Ovaj element je dio mnogih soli, uključujući najpoznatiju - kuhinjsku sol. Godine 1774, Scheele je izolovao slobodni hlor zagrijavanjem crnog minerala piroluzita sa koncentriranom hlorovodoničnom kiselinom: MnO 2 + 4HCl ® Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O.

U početku, hemičari su hlor smatrali ne elementom, već hemijskim spojem nepoznatog elementa murija (od latinskog muria - salamura) sa kiseonikom. Vjerovalo se da hlorovodonična kiselina (nazvana je murija) sadrži hemijski vezan kiseonik. O tome je “svjedočila”, posebno, sljedeća činjenica: kada je otopina hlora ostavljena na svjetlosti, iz nje se oslobađa kisik, a hlorovodonična kiselina ostaje u otopini. Međutim, brojni pokušaji da se kisik "otrgne" od hlora nisu doveli do ničega. Dakle, niko nije uspeo da dobije ugljični dioksid zagrevanjem hlora sa ugljem (koji na visokim temperaturama „oduzima“ kiseonik mnogim jedinjenjima koja ga sadrže). Kao rezultat sličnih eksperimenata koje su izveli Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac i Louis Jacques Tenard, postalo je jasno da hlor ne sadrži kisik i da je jednostavna tvar. Eksperimenti Gay-Lussaca, koji je analizirao kvantitativni odnos gasova u reakciji hlora sa vodonikom, doveli su do istog zaključka.

Godine 1811. Davy je predložio naziv "hlorin" za novi element - iz grčkog. "kloros" - žuto-zeleni. Ovo je boja hlora. Isti korijen je u riječi "hlorofil" (od grčkog "chloros" i "phyllon" - list). Godinu dana kasnije, Gay-Lussac je "skratio" ime u "hlor". Ali do sada, Britanci (i Amerikanci) ovaj element nazivaju "hlor" (hlor), dok Francuzi - hlor (hlor). Nemci, „zakonodavci“ hemije, takođe su usvojili skraćeni naziv za skoro čitav 19. vek. (na njemačkom hlor - Chlor). Godine 1811., njemački fizičar Johann Schweiger predložio je naziv "halogen" za hlor (od grčkog "hals" - sol i "gennao" - rađam). Nakon toga, ovaj termin je dodijeljen ne samo hloru, već i svim njegovim analozima u sedmoj grupi - fluoru, bromu, jodu, astatinu.

Zanimljiva demonstracija sagorevanja vodonika u atmosferi hlora: ponekad tokom eksperimenta neobično nuspojava: Čuje se zujanje. Najčešće, plamen zuji kada se tanka cijev koja nosi vodonik spusti u konusnu posudu napunjenu hlorom; isto važi i za sferične tikvice, ali u cilindrima plamen obično ne zuji. Ovaj fenomen je nazvan "plamen koji pjeva".

U vodenom rastvoru, hlor delimično i prilično sporo reaguje sa vodom; na 25°C, ravnoteža: Cl 2 + H 2 O HClO + HCl se uspostavlja u roku od dva dana. Hipohlorna kiselina se razlaže na svetlosti: HClO ® HCl + O. Za efekat izbeljivanja pripisuje se atomski kiseonik (apsolutno suvi hlor nema tu sposobnost).

Klor u svojim spojevima može pokazati sva oksidaciona stanja - od -1 do +7. Sa kiseonikom, hlor formira brojne okside, svi su u svom čistom obliku nestabilni i eksplozivni: Cl 2 O je žuto-narandžasti gas, ClO 2 je žuti gas (ispod 9,7 ° C je svetlo crvena tečnost), hlor perhlorat Cl 2 O 4 (ClO –ClO 3, svijetložuta tečnost), Cl 2 O 6 (O 2 Cl–O–ClO 3, jarko crvena tečnost), Cl 2 O 7 je bezbojna vrlo eksplozivna tečnost. Nestabilni oksidi Cl 2 O 3 i ClO 3 dobijeni su na niskim temperaturama. ClO 2 oksid se proizvodi u industrijskim razmjerima i koristi se umjesto hlora za izbjeljivanje pulpe i dezinfekciju vode za piće i otpadnih voda. Sa drugim halogenima, hlor formira niz takozvanih interhalogenih jedinjenja, na primer, ClF, ClF 3 , ClF 5 , BrCl, ICl, ICl 3 .

Klor i njegovi spojevi s pozitivnim oksidacijskim stanjem jaki su oksidanti. Godine 1822. njemački hemičar Leopold Gmelin je oksidacijom hlorom dobio crvenu boju od žute krvne soli: 2K 4 + Cl 2 ® K 3 + 2KCl. Klor lako oksidira bromide i kloride uz oslobađanje slobodnog broma i joda.

Klor u različitim oksidacionim stanjima formira niz kiselina: HCl - hlorovodonična (hlorovodonična, soli - hloridi), HClO - hipohlorna (soli - hipohloriti), HClO 2 - hlorid (soli - hloriti), HClO 3 - hlorna (soli - hlorati) , HClO 4 - hlor (soli - perhlorati). U svom čistom obliku, od kiseonikovih kiselina, stabilna je samo perhlorna kiselina. Od soli kisikovih kiselina praktična upotreba imaju hipohlorite, natrijum hlorit NaClO 2 - za izbeljivanje tkanina, za proizvodnju kompaktnih pirotehničkih izvora kiseonika ("kiseoničke sveće"), kalijum hlorate (bertolet so), kalcijum i magnezijum (za suzbijanje štetočina Poljoprivreda, kao sastojci pirotehničkih sastava i eksploziva, u proizvodnji šibica), perhlorati - komponente eksploziva i pirotehničkih sastava; amonijum perhlorat je komponenta čvrstog raketnog goriva.

Hlor reaguje sa mnogim organskim jedinjenjima. Brzo se dodaje nezasićenim spojevima s dvostrukim i trostrukim vezama ugljik-ugljik (reakcija s acetilenom ide eksplozijom), a na svjetlu - u benzol. Pod određenim uslovima, hlor može da zameni atome vodonika u organskim jedinjenjima: R–H + Cl 2 ® RCl + HCl. Ova reakcija je odigrala značajnu ulogu u istoriji organske hemije. 1840-ih, francuski hemičar Jean Baptiste Dumas otkrio je da kada hlor reaguje sa sirćetnom kiselinom, reakcija

CH 3 COOH + Cl 2 ® CH 2 ClCOOH + HCl. Sa viškom hlora nastaje trihloroctena kiselina CCl 3 COOH. Međutim, mnogi kemičari su s nevjericom reagirali na Dumasov rad. Zaista, prema tada općeprihvaćenoj Berzeliusovoj teoriji, pozitivno nabijeni atomi vodika ne mogu se zamijeniti negativno nabijenim atomima hlora. Ovog su mišljenja u to vrijeme imali mnogi istaknuti hemičari, među kojima su bili Friedrich Wöhler, Justus Liebig i, naravno, sam Berzelius.

Da bi ismijao Dumasa, Wöhler je svom prijatelju Liebigu prenio članak u ime izvjesnog S. Windlera (Schwindler je na njemačkom varalica) o novoj uspješnoj primjeni reakcije koju je navodno otkrio Dumas. Wöhler je u članku, uz očiglednu sprdnju, pisao o tome kako je u mangan acetatu Mn (CH 3 COO) 2 bilo moguće zamijeniti sve elemente, u skladu s njihovom valentnošću, klorom, što je rezultiralo žutom kristalnom tvari koja se sastoji samo od klora. . Nadalje je rečeno da se u Engleskoj, sukcesivnom zamjenom svih atoma u organskim jedinjenjima atomima hlora, obične tkanine pretvaraju u hlorne, a da istovremeno stvari zadržavaju svoj izgled. U fusnoti je istaknuto da su londonske prodavnice žustro trgovale materijalom koji se sastoji samo od hlora, jer je ovaj materijal veoma dobar za noćne kape i tople gaće.

Reakcija hlora sa organskim jedinjenjima dovodi do stvaranja mnogih organoklornih proizvoda, među kojima su široko rasprostranjeni rastvarači metilen hlorid CH 2 Cl 2, hloroform CHCl 3, ugljik tetrahlorid CCl 4, trihloretilen CHCl \u003d CCl 2, tetrahloretilen4 C 2 . U prisustvu vlage, hlor obezboji zeleno lišće biljaka, mnoge boje. Ovo se koristi od 18. veka. za izbeljivanje tkanina.

Hlor kao otrovni gas.

Scheele, koji je primio hlor, primijetio je njegov vrlo neprijatan oštar miris, otežano disanje i kašalj. Kako se kasnije saznalo, čovjek osjeti miris hlora čak i ako jedan litar zraka sadrži samo 0,005 mg ovog plina, a pritom već djeluje nadražujuće na Airways, uništavajući ćelije sluzokože respiratornog trakta i pluća. Koncentracija od 0,012 mg/l teško se podnosi; ako koncentracija hlora prelazi 0,1 mg/l, postaje opasna po život: disanje se ubrzava, postaje konvulzivno, a zatim sve rjeđe, a nakon 5-25 minuta disanje prestaje. Maksimalno dozvoljena koncentracija u vazduhu industrijskih preduzeća je 0,001 mg/l, au vazduhu stambenih naselja - 0,00003 mg/l.

Peterburški akademik Toviy Yegorovich Lovitz, ponavljajući Scheeleov eksperiment 1790. godine, slučajno je ispustio značajnu količinu hlora u zrak. Nakon što ga je udahnuo, izgubio je svijest i pao, a zatim je osam dana patio od strašnih bolova u grudima. Na sreću, oporavio se. Skoro je umro, otrovan hlorom, i poznati engleski hemičar Davy. Eksperimenti sa čak i malom količinom hlora su opasni, jer mogu izazvati ozbiljna oštećenja pluća. Priča se da je njemački hemičar Egon Wiberg jedno od svojih predavanja o hloru započeo riječima: „Hlor je otrovan gas. Ako se otrujem tokom neke druge demonstracije, izvedite me napolje Svježi zrak. Ali predavanje će, nažalost, morati biti prekinuto. Ako ispustite mnogo hlora u vazduh, to postaje prava katastrofa. To su tokom Prvog svetskog rata iskusile englesko-francuske trupe. Ujutro 22. aprila 1915. nemačka komanda odlučila je da izvede prvi gasni napad u istoriji ratova: kada je vetar zapuhao prema neprijatelju, istovremeno su se otvorili ventili od 5730 cilindara na malom frontu od šest kilometara u blizini belgijski grad Ypres, od kojih je svaki sadržavao 30 kg tekućeg hlora. U roku od 5 minuta formirao se ogroman žuto-zeleni oblak, koji se polako udaljavao od njemačkih rovova prema Saveznicima. Engleski i francuski vojnici bili su potpuno bespomoćni. Plin je prodirao kroz pukotine u sva skloništa, od njega se nije moglo pobjeći: uostalom, gas maska ​​još nije bila izmišljena. Kao rezultat toga, 15.000 ljudi je otrovano, od kojih je 5.000 umrlo. Mesec dana kasnije, 31. maja, Nemci su ponovili gasni napad na istočnom frontu protiv ruskih trupa. To se dogodilo u Poljskoj u blizini grada Bolimova. Na frontu od 12 km, iz 12 hiljada cilindara ispušteno je 264 tone mješavine hlora sa mnogo otrovnijim fosgenom (hlorid ugljične kiseline COCl 2). Kraljevska komanda je znala šta se dogodilo na Ypresu, a ipak ruski vojnici nisu imali nikakva sredstva zaštite! Kao rezultat gasnog napada, gubici su iznosili 9146 ljudi, od čega samo 108 - kao rezultat puščanog i artiljerijskog granatiranja, ostali su otrovani. Istovremeno, skoro odmah su umrle 1183 osobe.

Ubrzo su kemičari ukazali na to kako pobjeći od hlora: potrebno je disati kroz zavoj od gaze natopljen otopinom natrijevog tiosulfata (ova tvar se koristi u fotografiji, često se naziva hiposulfit). Klor vrlo brzo reagira s otopinom tiosulfata, oksidirajući ga:

Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O ® 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl. Naravno, sumporna kiselina također nije bezopasna tvar, ali njezina razrijeđena vodena otopina je mnogo manje opasna od otrovnog hlora. Stoga je tiosulfat tih godina imao drugo ime - "antihlor", ali prve tiosulfatne gas maske nisu bile baš efikasne.

Godine 1916. ruski hemičar, budući akademik Nikolaj Dmitrijevič Zelinski izumio je zaista efikasnu gas masku u kojoj su otrovne tvari zadržavane slojem aktivnog uglja. Takav ugalj sa vrlo razvijenom površinom mogao bi zadržati mnogo više hlora od gaze impregnirane hiposulfitom. Na sreću, "napadi hlorom" ostali su samo tragična epizoda u istoriji. Nakon svjetskog rata, hlor je imao samo miroljubive profesije.

Upotreba hlora.

Ogromne količine hlora - desetine miliona tona - proizvode se godišnje širom svijeta. Samo u SAD do kraja 20. veka. godišnje se elektrolizom dobija oko 12 miliona tona hlora (10. mesto među hemijskim industrijama). Najveći deo (do 50%) troši se na hlorisanje organskih jedinjenja - za dobijanje rastvarača, sintetičke gume, polivinil hlorida i druge plastike, hlorprenske gume, pesticida, lijekovi, mnoge druge potrebne i korisni proizvodi. Ostatak se troši za sintezu neorganskih hlorida, u industriji celuloze i papira za beljenje drvne celuloze, za prečišćavanje vode. U relativno malim količinama, hlor se koristi u metalurškoj industriji. Uz njegovu pomoć dobijaju se vrlo čisti metali - titan, kalaj, tantal, niobijum. Spaljivanjem vodonika u hloru dobija se hlorovodonik, a iz njega - hlorovodonična kiselina. Klor se također koristi za proizvodnju sredstava za izbjeljivanje (hipohloriti, izbjeljivači) i dezinfekciju vode hloriranjem.

Ilya Leenson

Hlor(od grčkog χλωρ?ς - "zeleno") - element glavne podgrupe sedme grupe, trećeg perioda periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, sa atomskim brojem 17. Označen je simbolom Cl(lat. Chlorum). Reaktivni nemetal. Uključeno u grupu halogena (prvobitno je naziv "halogen" koristio njemački hemičar Schweiger za klor [doslovno, "halogen" je prevedeno kao sol), ali se nije ukorijenio, a kasnije je postao uobičajen za VII grupu elemenata, što uključuje hlor).

Jednostavna supstanca hlor (CAS broj: 7782-50-5) u normalnim uslovima je žućkasto-zeleni otrovni gas oštrog mirisa. Molekul hlora je dvoatomski (formula Cl 2).

Istorija otkrića hlora

Po prvi put, gasoviti bezvodni hlorovodonik sakupio je J. Prisley 1772. godine. (preko tečne žive). Klor je prvi put dobio 1774. godine od strane Scheelea, koji je opisao njegovo oslobađanje tokom interakcije piroluzita sa hlorovodoničnom kiselinom u svojoj raspravi o piroluzitu:

4HCl + MnO 2 \u003d Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O

Scheele je primijetio miris klora, sličan mirisu carske vode, njegovu sposobnost interakcije sa zlatom i cinoberom, kao i njegova svojstva izbjeljivanja.

Međutim, Scheele je, u skladu s teorijom flogistona koja je u to vrijeme dominirala hemijom, sugerirao da je hlor deflogisticirana hlorovodonična kiselina, odnosno oksid hlorovodonične kiseline. Berthollet i Lavoisier su sugerirali da je hlor oksid elementa muria, međutim, pokušaji da se izoluje ostali su neuspješni sve do Davyjevog rada, koji je uspio elektrolizom razgraditi kuhinjsku sol u natrijum i hlor.

Rasprostranjenost u prirodi

U prirodi postoje dva izotopa hlora 35 Cl i 37 Cl. Hlor je najzastupljeniji halogen u zemljinoj kori. Klor je vrlo aktivan - kombinuje se direktno sa gotovo svim elementima periodnog sistema. Stoga se u prirodi javlja samo u obliku spojeva u sastavu minerala: halit NaCl, silvin KCl, silvinit KCl NaCl, bišofit MgCl 2 6H2O, karnalit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H. Najveće rezerve hlora sadržane su u sastavu soli u vodama mora i okeana (sadržaj u morska voda 19 g/l). Hlor čini 0,025% ukupnog broja atoma u zemljinoj kori, Klarkov broj hlora je 0,017%, a ljudsko telo sadrži 0,25% jona hlora po masi. Kod ljudi i životinja, hlor se nalazi uglavnom u međućelijskim tečnostima (uključujući krv) i igrama važnu ulogu u regulaciji osmotskih procesa, kao iu procesima povezanim s radom nervnih ćelija.

Fizička i fizičko-hemijska svojstva

U normalnim uslovima, hlor je žuto-zeleni gas sa zagušljivim mirisom. Neka od njegovih fizičkih svojstava prikazana su u tabeli.

Neka fizička svojstva hlora

Nekretnina	Značenje
Boja (gas)	žuto zeleno
Temperatura ključanja	-34°C
Temperatura topljenja	-100°C
Temperatura raspadanja (disocijacije na atome)	~1400 °C
Gustina (gas, n.o.s.)	3.214 g/l
Afinitet prema elektronu atoma	3,65 eV
Prva energija ionizacije	12,97 eV
Toplotni kapacitet (298 K, plin)	34,94 (J/mol K)
Kritična temperatura	144°C
kritičnog pritiska	76 atm
Standardna entalpija formiranja (298 K, gas)	0 (kJ/mol)
Standardna entropija formiranja (298 K, gas)	222,9 (J/mol K)
Entalpija fuzije	6,406 (kJ/mol)
Entalpija ključanja	20,41 (kJ/mol)
Energija cijepanja homolitičke veze X-X	243 (kJ/mol)
Energija kidanja heterolitičke veze X-X	1150 (kJ/mol)
Energija jonizacije	1255 (kJ/mol)
Energija afiniteta elektrona	349 (kJ/mol)
Atomski radijus	0,073 (nm)
Elektronegativnost prema Paulingu	3,20
Allred-Rochow elektronegativnost	2,83
Stabilna oksidaciona stanja	-1, 0, +1, +3, (+4), +5, (+6), +7

Plinoviti hlor se relativno lako pretvara u tečnost. Počevši od pritiska od 0,8 MPa (8 atmosfera), hlor će biti tečan već na sobnoj temperaturi. Kada se ohladi na temperaturu od -34 °C, hlor takođe postaje tečan pri normalnom atmosferskom pritisku. Tečni hlor je žuto-zelena tečnost sa veoma visokim korozivnim dejstvom (zbog visoke koncentracije molekula). Povećanjem pritiska moguće je postići postojanje tečnog hlora do temperature od +144°C (kritična temperatura) pri kritičnom pritisku od 7,6 MPa.

Na temperaturama ispod -101 °C, tekući hlor kristalizira u ortorombičnu rešetku s prostornom grupom cmca i parametri a=6,29 Å b=4,50 Å, c=8,21 Å. Ispod 100 K, ortorombska modifikacija kristalnog hlora pretvara se u tetragonalnu modifikaciju koja ima prostornu grupu P4 2 /cm i parametri rešetke a=8,56 Å i c=6,12 Å.

Rastvorljivost

Stepen disocijacije molekula hlora Cl 2 → 2Cl. Na 1000 K iznosi 2,07×10 −4%, a na 2500 K 0,909%.

Prag percepcije mirisa u vazduhu je 0,003 (mg/l).

U pogledu električne provodljivosti, tečni hlor spada među najjače izolatore: provodi struju skoro milijardu puta lošije od destilovane vode i 10 22 puta lošije od srebra. Brzina zvuka u hloru je oko jedan i po puta manja nego u vazduhu.

Hemijska svojstva

Struktura elektronske ljuske

Valentni nivo atoma hlora sadrži 1 nespareni elektron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5, tako da je valencija 1 za atom hlora veoma stabilna. Zbog prisustva nezauzete orbitale d-podnivoa u atomu hlora, atom hlora može pokazati i druge valencije. Šema formiranja pobuđenih stanja atoma:

Poznata su i jedinjenja hlora u kojima atom hlora formalno pokazuje valenciju 4 i 6, kao što su ClO 2 i Cl 2 O 6 . Međutim, ova jedinjenja su radikali, što znači da imaju jedan nespareni elektron.

Interakcija sa metalima

Klor direktno reaguje sa gotovo svim metalima (s nekim samo u prisustvu vlage ili kada se zagreje):

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

Interakcija sa nemetalima

Sa nemetalima (osim ugljika, dušika, kisika i inertnih plinova) formira odgovarajuće kloride.

Na svjetlu ili kada se zagrije, aktivno reagira (ponekad i eksplozijom) s vodikom radikalnim mehanizmom. Smjese hlora sa vodonikom, koje sadrže od 5,8 do 88,3% vodonika, eksplodiraju pri zračenju sa stvaranjem hlorovodonika. Mješavina hlora i vodika u malim koncentracijama gori bezbojnim ili žuto-zelenim plamenom. Maksimalna temperatura plamena vodonik-hlor je 2200 °C.:

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

Sa kiseonikom hlor stvara okside u kojima pokazuje oksidaciono stanje od +1 do +7: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Imaju oštar miris, termički i fotokemijski su nestabilni i skloni eksplozivnom raspadanju.

Pri reakciji s fluorom ne nastaje hlorid, već fluor:

Cl 2 + 3F 2 (npr.) → 2ClF 3

Ostale nekretnine

Klor istiskuje brom i jod iz njihovih jedinjenja sa vodonikom i metalima:

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

U reakciji s ugljičnim monoksidom nastaje fosgen:

Cl 2 + CO → COCl 2

Kada se rastvori u vodi ili lužinama, hlor dismutira, formirajući hipohlornu (a kada se zagrije, perhlornu) i hlorovodoničnu kiselinu ili njihove soli:

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

Kloriranjem suvog kalcijum hidroksida dobija se izbeljivač:

Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O

Djelovanjem klora na amonijak može se dobiti dušikov triklorid:

4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4 Cl

Oksidirajuća svojstva hlora

Klor je veoma jak oksidant.

Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S

Reakcije sa organskim supstancama

Sa zasićenim jedinjenjima:

CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl

Veže se za nezasićena jedinjenja višestrukim vezama:

CH 2 \u003d CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl

Aromatični spojevi zamjenjuju atom vodika hlorom u prisustvu katalizatora (na primjer, AlCl 3 ili FeCl 3):

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl

Kako doći

Industrijske metode

U početku se industrijska metoda za proizvodnju klora temeljila na Scheele metodi, odnosno reakciji piroluzita sa klorovodičnom kiselinom:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

Godine 1867, Deacon je razvio metodu za proizvodnju hlora katalitičkom oksidacijom hlorovodonika sa atmosferskim kiseonikom. Deacon proces se trenutno koristi za obnavljanje hlora iz hlorovodonika, nusproizvoda industrijskog hlorisanja organskih jedinjenja.

4HCl + O 2 → 2H 2 O + 2Cl 2

Danas se klor proizvodi u industrijskim razmjerima zajedno s natrijum hidroksidom i vodikom elektrolizom otopine natrijevog klorida:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Anoda: 2Cl - - 2e - → Cl 2 0 Katoda: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH -

Pošto se elektroliza vode odvija paralelno sa elektrolizom natrijum hlorida, ukupna jednačina se može izraziti na sledeći način:

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

Koriste se tri varijante elektrohemijske metode za proizvodnju hlora. Dvije od njih su elektroliza sa čvrstom katodom: dijafragmska i membranska metoda, a treća je elektroliza s tečnom živinom katodom (metoda proizvodnje žive). Među metodama elektrohemijske proizvodnje, elektroliza živine katode je najlakša i najpogodnija metoda, ali ova metoda uzrokuje značajnu štetu okolišu zbog isparavanja i curenja metalne žive.

Dijafragmska metoda sa čvrstom katodom

Šupljina ćelije je podijeljena poroznom azbestnom pregradom - dijafragmom - na katodni i anodni prostor, gdje se nalaze katoda i anoda ćelije. Stoga se takav elektrolizator često naziva dijafragmska elektroliza, a metoda proizvodnje je membranska elektroliza. Struja zasićenog anolita (rastvor NaCl) neprekidno ulazi u anodni prostor ćelije dijafragme. Kao rezultat elektrohemijskog procesa, hlor se oslobađa na anodi zbog razgradnje halita, a vodik se oslobađa na katodi zbog raspadanja vode. U ovom slučaju, zona blizu katode je obogaćena natrijum hidroksidom.

Membranska metoda sa čvrstom katodom

Membranska metoda je u suštini slična dijafragmskoj, ali su anodni i katodni prostori razdvojeni polimernom membranom za kationsku izmjenu. Metoda proizvodnje membrane je efikasnija od metode dijafragme, ali je teža za korištenje.

Živina metoda sa tečnom katodom

Proces se izvodi u elektrolitičkoj kadi, koja se sastoji od elektrolizera, razlagača i živine pumpe, međusobno povezanih komunikacijama. U elektrolitičkoj kadi, pod dejstvom živine pumpe, živa cirkuliše, prolazeći kroz elektrolizator i razlagač. Katoda elektrolizera je mlaz žive. Anode - grafitne ili niske habanje. Zajedno sa živom, struja anolita, rastvora natrijum hlorida, neprekidno teče kroz elektrolizator. Kao rezultat elektrohemijskog razlaganja klorida, na anodi se formiraju molekule hlora, a oslobođeni natrijum se otapa u živi na katodi, formirajući amalgam.

Laboratorijske metode

U laboratorijama se za dobijanje hlora obično koriste procesi bazirani na oksidaciji hlorovodonika jakim oksidantima (na primer, mangan (IV) oksid, kalijum permanganat, kalijum dihromat):

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

Skladištenje hlora

Proizvedeni hlor se skladišti u posebnim „rezervoarima“ ili se pumpa u čelične cilindre visokog pritiska. Cilindri sa tečnim hlorom pod pritiskom imaju posebnu boju - boju močvare. Treba napomenuti da se tokom duže upotrebe boca za hlor u njima akumulira ekstremno eksplozivan azot trihlorid, te se stoga, s vremena na vreme, moraju redovno ispirati i čistiti od azot-hlorida boce za hlor.

Standardi kvaliteta hlora

Prema GOST 6718-93 „Tečni hlor. Specifikacije” proizvode se sljedeće vrste hlora

Aplikacija

Klor se koristi u mnogim industrijama, nauci i domaćim potrebama:

• U proizvodnji polivinil hlorida, plastičnih jedinjenja, sintetičke gume, od kojih se izrađuju: izolacije za žice, prozorski profili, ambalažni materijal, odeća i obuća, linoleum i gramofonske ploče, lakovi, oprema i penasta plastika, igračke, delovi instrumenata, građevinski materijal. Polivinil hlorid se proizvodi polimerizacijom vinil hlorida, koji se danas najčešće dobija iz etilena hlorom izbalansiranom metodom preko međuprodukta 1,2-dihloroetana.
• Svojstva izbeljivanja hlora poznata su od davnina, iako ne „beli” sam hlor, već atomski kiseonik, koji nastaje pri razgradnji hipohlorne kiseline: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O.. Ova metoda beljenja tkanina, papira, kartona se koristi vekovima.
• Proizvodnja organoklornih insekticida - tvari koje ubijaju insekte štetne za usjeve, ali su bezbedne za biljke. Značajan dio proizvedenog hlora troši se na dobijanje sredstava za zaštitu bilja. Jedan od najvažnijih insekticida je heksahlorocikloheksan (često se naziva heksahloran). Ovu supstancu je prvi put sintetizirao Faraday 1825. godine, ali je praktičnu primjenu našla tek nakon više od 100 godina - 30-ih godina dvadesetog stoljeća.
• Korišćen je kao hemijsko ratno sredstvo, kao i za proizvodnju drugih hemijskih ratnih sredstava: iperita, fosgena.
• Za dezinfekciju vode - "hlorisanje". Najčešća metoda dezinfekcije vode za piće; zasniva se na sposobnosti slobodnog hlora i njegovih spojeva da inhibiraju enzimske sisteme mikroorganizama koji katalizuju redoks procese. Za dezinfekciju vode za piće koriste se hlor, hlor dioksid, hloramin i izbjeljivač. SanPiN 2.1.4.1074-01 utvrđuje sljedeće granice (koridor) za dozvoljeni sadržaj slobodnog rezidualnog hlora u vodi za piće iz centraliziranog vodosnabdijevanja 0,3 - 0,5 mg / l. Brojni naučnici, pa čak i političari u Rusiji kritikuju sam koncept hlorisanja vode iz slavine, ali ne mogu ponuditi alternativu dezinfekcionom efektu jedinjenja hlora. Materijali od kojih su napravljene vodovodne cijevi različito djeluju s kloriranom vodom iz slavine. Slobodni klor u vodi iz slavine značajno skraćuje vijek trajanja cjevovoda na bazi poliolefina: polietilenske cijevi različite vrste, uključujući umreženi polietilen, veći poznat kao PEX (PEX, PE-X). U SAD-u su, da bi kontrolisali prijem cevovoda od polimernih materijala za upotrebu u sistemima vodosnabdevanja sa hlorisanom vodom, bili primorani da usvoje 3 standarda: ASTM F2023 za cevi od umreženog polietilena (PEX) i tople hlorisane vode, ASTM F2263 za sve polietilenske cijevi i kloriranu vodu i ASTM F2330 za višeslojne cijevi (metalni polimer) i toplu kloriranu vodu. Što se tiče trajnosti pri interakciji sa kloriranom vodom pozitivni rezultati demonstrirati bakarne vodovodne cijevi.
• Registrovan u prehrambenoj industriji kao aditiva za hranu E925.
• AT hemijska proizvodnja hlorovodonična kiselina, izbeljivač, bertolet so, metalni hloridi, otrovi, lekovi, đubriva.
• U metalurgiji za proizvodnju čistih metala: titanijum, kalaj, tantal, niobijum.
• Kao indikator solarnih neutrina u detektorima hlor-argon.

Mnoge razvijene zemlje nastoje da ograniče upotrebu hlora u kući, uključujući i zato što spaljivanje smeća koje sadrži hlor proizvodi značajnu količinu dioksina.

Biološka uloga

Klor je jedan od najvažnijih biogenih elemenata i dio je svih živih organizama.

Kod životinja i ljudi hloridni joni su uključeni u održavanje osmotske ravnoteže, kloridni ion ima optimalan radijus za prodiranje kroz ćelijsku membranu. Ovo objašnjava njegovo zajedničko učešće sa jonima natrijuma i kalija u stvaranju konstantnog osmotskog pritiska i regulaciji metabolizma vode i soli. Pod uticajem GABA (neurotransmitera), joni hlorida deluju inhibitorno na neurone smanjujući akcioni potencijal. U želucu joni klorida stvaraju povoljno okruženje za djelovanje proteolitičkih enzima želučanog soka. Klorni kanali prisutni su u mnogim tipovima ćelija, mitohondrijskim membranama i skeletnim mišićima. Ovi kanali obavljaju važne funkcije u regulaciji volumena tekućine, transepitelnom transportu jona i stabilizaciji membranskih potencijala, te su uključeni u održavanje pH vrijednosti ćelije. Klor se akumulira u visceralnom tkivu, koži i skeletnim mišićima. Hlor se apsorbuje uglavnom u debelom crevu. Apsorpcija i izlučivanje hlora usko su povezani sa jonima natrijuma i bikarbonata, u manjoj meri sa mineralokortikoidima i aktivnošću Na + /K + - ATP-aze. Ćelije akumuliraju 10-15% ukupnog hlora, od ove količine, od 1/3 do 1/2 - u eritrocitima. Oko 85% hlora nalazi se u ekstracelularnom prostoru. Hlor se iz organizma izlučuje uglavnom urinom (90-95%), izmetom (4-8%) i preko kože (do 2%). Izlučivanje hlora je povezano sa jonima natrijuma i kalija, a recipročno sa HCO 3 - (kiselinsko-bazna ravnoteža).

Osoba konzumira 5-10 g NaCl dnevno. Minimalna ljudska potreba za hlorom je oko 800 mg dnevno. Beba dobija potreban iznos hlora kroz majčino mlijeko koje sadrži 11 mmol/l hlora. NaCl je neophodan za proizvodnju hlorovodonične kiseline u želucu, koja potiče probavu i uništavanje patogenih bakterija. Trenutno, uloga hlora u nastanku određenih bolesti kod ljudi nije dobro shvaćena, uglavnom zbog malog broja studija. Dovoljno je reći da nisu razvijene čak ni preporuke o dnevnom unosu hlora. Ljudsko mišićno tkivo sadrži 0,20-0,52% hlora, kosti - 0,09%; u krvi - 2,89 g / l. U tijelu prosječne osobe (tjelesne težine 70 kg) 95 g hlora. Svakog dana s hranom osoba dobije 3-6 g hlora, što u višku pokriva potrebu za ovim elementom.

Joni hlora su vitalni za biljke. Klor je uključen u energetski metabolizam u biljkama aktiviranjem oksidativne fosforilacije. Neophodan je za stvaranje kiseonika u procesu fotosinteze od strane izolovanih hloroplasta, stimuliše pomoćne procese fotosinteze, prvenstveno one povezane sa akumulacijom energije. Klor ima pozitivan učinak na apsorpciju jedinjenja kiseonika, kalijuma, kalcijuma i magnezijuma u korenu. Prekomjerna koncentracija kloridnih jona u biljkama može imati i negativnu stranu, na primjer, smanjiti sadržaj hlorofila, smanjiti aktivnost fotosinteze i usporiti rast i razvoj biljaka.

Ali postoje biljke koje su se u procesu evolucije ili prilagodile zaslanjenosti tla, ili su u borbi za prostor zauzele prazne slane močvare u kojima nema konkurencije. Biljke koje rastu u zaslanjenim tlima nazivaju se halofiti, akumuliraju hlorid tokom vegetacije, a zatim se oslobađaju viška opadanjem listova ili oslobađaju hlorid na površini lišća i grana i dobijaju dvostruku korist od zasjenjivanja površine od sunčeve svjetlosti.

Među mikroorganizmima su poznati i halofili - halobakterije - koje žive u jako slanim vodama ili zemljištima.

Karakteristike rada i mjere opreza

Klor je otrovan gas za gušenje koji, ako uđe u pluća, izaziva opekotine plućnog tkiva, gušenje. Ima iritativno dejstvo na respiratorni trakt u koncentraciji u vazduhu od oko 0,006 mg/l (tj. dvostruko više od praga mirisa hlora). Hlor je bio jedan od prvih hemijskih otrova koje je Nemačka upotrebila u Prvom svjetski rat. Pri radu sa hlorom treba koristiti zaštitnu odeću, gas maske i rukavice. Na kratko vrijeme da biste zaštitili dišne ​​organe od prodora klora, možete koristiti krpeni zavoj navlažen otopinom natrijevog sulfita Na 2 SO 3 ili natrijevog tiosulfata Na 2 S 2 O 3.

MPC hlora u atmosferskom vazduhu je: prosječna dnevna - 0,03 mg/m³; maksimalno jednokratno - 0,1 mg / m³; u radnim prostorijama industrijskog preduzeća - 1 mg / m³.

DEFINICIJA

Hlor- sedamnaesti element periodnog sistema. Oznaka - Cl od latinskog "klorum". Smješten u trećem periodu, VIIA grupa. Odnosi se na nemetale. Nuklearni naboj je 17.

Najvažnije prirodno jedinjenje hlora je natrijum hlorid (obična so) NaCl. Glavna masa natrijum hlorida nalazi se u vodi mora i okeana. Vode mnogih jezera takođe sadrže značajne količine NaCl. Takođe se nalazi u čvrstom obliku, formirajući debele slojeve takozvane kamene soli na mestima u zemljinoj kori. Druga jedinjenja hlora su takođe česta u prirodi, na primer, kalijum hlorid u obliku minerala karnalit KCl × MgCl 2 × 6H 2 O i silvit KCl.

U normalnim uslovima, hlor je žuto-zeleni gas (slika 1), koji je veoma rastvorljiv u vodi. Nakon hlađenja, iz vodenih otopina se oslobađaju kristalni hidrati, koji su klarati približnog sastava Cl 2 × 6H 2 O i Cl 2 × 8H 2 O.

Rice. 1. Hlor u tečnom stanju. Izgled.

Atomska i molekularna težina hlora

Relativna atomska masa elementa je omjer mase atoma datog elementa i 1/12 mase atoma ugljika. Relativna atomska masa je bezdimenzionalna i označava se sa A r (indeks “r” je početno slovo engleske riječi relativno, što u prijevodu znači “relativan”). Relativna atomska masa atomskog hlora je 35,457 amu.

Mase molekula, baš kao i mase atoma, izražene su u jedinicama atomske mase. Molekularna težina supstance je masa molekula, izražena u jedinicama atomske mase. Relativna molekulska težina tvari je omjer mase molekula date supstance i 1/12 mase atoma ugljika čija je masa 12 amu. Poznato je da je molekul hlora dvoatoman - Cl 2 . Relativna molekulska težina molekula hlora bit će jednaka:

M r (Cl 2) = 35,457 × 2 ≈ 71.

Izotopi hlora

Poznato je da u prirodi hlor može biti u obliku dva stabilna izotopa 35 Cl (75,78%) i 37 Cl (24,22%). Njihovi maseni brojevi su 35 odnosno 37. Jezgro atoma izotopa hlora 35 Cl sadrži sedamnaest protona i osamnaest neutrona, a izotop 37 Cl sadrži isti broj protona i dvadeset neutrona.

Postoje umjetni izotopi hlora s masenim brojevima od 35 do 43, među kojima je najstabilniji 36 Cl s vremenom poluraspada od 301 hiljadu godina.

Joni hlora

Na vanjskom energetskom nivou atoma hlora postoji sedam valentnih elektrona:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .

Kao rezultat hemijske interakcije, hlor može izgubiti svoje valentne elektrone, tj. budu njihov donor, i pretvaraju se u pozitivno nabijene jone ili prihvataju elektrone od drugog atoma, tj. budu njihov akceptor i pretvaraju se u negativno nabijene jone:

Cl 0 -7e → Cl 7+;

Cl 0 -5e → Cl 5+;

Cl 0 -4e → Cl 4+;

Cl 0 -3e → Cl 3+;

Cl 0 -2e → Cl 2+;

Cl 0 -1e → Cl 1+;

Cl 0 +1e → Cl 1-.

Molekul i atom hlora

Molekul hlora se sastoji od dva atoma - Cl 2 . Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu klora:

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Vježbajte	Koju zapreminu hlora treba uzeti da reaguje sa 10 litara vodonika? Gasovi su pod istim uslovima.
Odluka	Napišimo reakcijsku jednačinu za interakciju hlora i vodika: Cl 2 + H 2 \u003d 2HCl. Izračunajte količinu vodikove supstance koja je reagovala: n (H 2)=V (H 2) / V m ; n (H 2) = 10 / 22,4 = 0,45 mol. Prema jednadžbi, n (H 2) = n (Cl 2) = 0,45 mol. Tada je volumen klora koji je ušao u reakciju interakcije s vodikom:

Jonski radijus (+7e)27 (-1e)181 pm Elektronegativnost
(prema Paulingu) 3.16 Potencijal elektrode 0 Stanja oksidacije 7, 6, 5, 4, 3, 1, −1 Termodinamička svojstva jednostavne supstance Gustina (na -33,6 °C)1,56
/cm³ Molarni toplotni kapacitet 21,838 J /( mol) Toplotna provodljivost 0,009 W /( ) Temperatura topljenja 172.2 Toplota topljenja 6,41 kJ / mol Temperatura ključanja 238.6 Toplota isparavanja 20,41 kJ/mol Molarni volumen 18,7 cm³/mol Kristalna rešetka jednostavne supstance Rešetkasta struktura ortorombni Parametri rešetke a=6,29 b=4,50 c=8,21 c/a odnos — Debye temperatura n/a K

Hlor (χλωρός - zelena) - element glavne podgrupe sedme grupe, trećeg perioda periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, sa atomskim brojem 17. Označava se simbolom Cl (lat. Chlorum). Reaktivni nemetal. Spada u grupu halogena (prvobitno je naziv "halogen" koristio njemački hemičar Schweiger za klor [doslovno, "halogen" je prevedeno kao sol), ali se nije ukorijenio, a kasnije je postao uobičajen za VII. grupa elemenata, koja uključuje hlor).

Jednostavna supstanca hlor (CAS broj: 7782-50-5) u normalnim uslovima je žućkasto-zeleni otrovni gas oštrog mirisa. Molekula hlora je dvoatomska (formula Cl2).

Dijagram atoma hlora

Klor je prvi put dobio 1772. od strane Scheelea, koji je opisao njegovo oslobađanje tokom interakcije piroluzita sa hlorovodoničnom kiselinom u svojoj raspravi o piroluzitu:

4HCl + MnO 2 \u003d Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O

Scheele je primijetio miris klora, sličan mirisu carske vode, njegovu sposobnost interakcije sa zlatom i cinoberom, kao i njegova svojstva izbjeljivanja.

Međutim, Scheele je, u skladu s teorijom flogistona koja je u to vrijeme dominirala hemijom, sugerirao da je hlor deflogisticirana hlorovodonična kiselina, odnosno oksid hlorovodonične kiseline. Berthollet i Lavoisier su sugerirali da je hlor oksid elementa murijuma, ali pokušaji da se izoluju ostali su neuspješni sve do Davyjevog rada, koji je uspio elektrolizom razgraditi kuhinjsku sol u natrijum i hlor.

Rasprostranjenost u prirodi

U prirodi postoje dva izotopa hlora 35 Cl i 37 Cl. Hlor je najzastupljeniji halogen u zemljinoj kori. Klor je vrlo aktivan - kombinuje se direktno sa gotovo svim elementima periodnog sistema. Stoga se u prirodi javlja samo u obliku spojeva u sastavu minerala: halit NaCl, silvin KCl, silvinit KCl NaCl, bišofit MgCl 2 6H2O, karnalit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H. Najveće rezerve hlora sadržane su u solima voda mora i okeana.

Hlor čini 0,025% ukupnog broja atoma u zemljinoj kori, Klarkov broj hlora je 0,19%, a ljudsko telo sadrži 0,25% jona hlora po masi. Kod ljudi i životinja, hlor se uglavnom nalazi u međućelijskim tečnostima (uključujući krv) i igra važnu ulogu u regulaciji osmotskih procesa, kao i u procesima povezanim sa funkcionisanjem nervnih ćelija.

Izotopski sastav

U prirodi postoje 2 stabilna izotopa hlora: masenog broja 35 i 37. Proporcije njihovog sadržaja su 75,78% odnosno 24,22%.

Izotop	Relativna masa, a.m.u.	Poluživot	Tip propadanja	nuklearni spin
35Cl	34.968852721	stabilan	—	3/2
36Cl	35.9683069	301000 godina	β-raspad u 36 Ar	0
37Cl	36.96590262	stabilan	—	3/2
38Cl	37.9680106	37,2 minuta	β-raspad u 38 Ar	2
39Cl	38.968009	55,6 minuta	β-raspad u 39 Ar	3/2
40Cl	39.97042	1,38 minuta	β-raspad u 40 Ar	2
41Cl	40.9707	34 c	β-raspad u 41 Ar
42Cl	41.9732	46,8 s	β-raspad u 42 Ar
43Cl	42.9742	3,3 s	β-raspad u 43 Ar

Fizička i fizičko-hemijska svojstva

U normalnim uslovima, hlor je žuto-zeleni gas sa zagušljivim mirisom. Neka od njegovih fizičkih svojstava prikazana su u tabeli.

Neka fizička svojstva hlora

Nekretnina	Značenje
Temperatura ključanja	-34°C
Temperatura topljenja	-101°C
Temperatura raspadanja (disocijacije na atome)	~1400°S
Gustina (gas, n.o.s.)	3.214 g/l
Afinitet prema elektronu atoma	3,65 eV
Prva energija ionizacije	12,97 eV
Toplotni kapacitet (298 K, plin)	34,94 (J/mol K)
Kritična temperatura	144°C
kritičnog pritiska	76 atm
Standardna entalpija formiranja (298 K, gas)	0 (kJ/mol)
Standardna entropija formiranja (298 K, gas)	222,9 (J/mol K)
Entalpija fuzije	6,406 (kJ/mol)
Entalpija ključanja	20,41 (kJ/mol)

Kada se ohladi, hlor prelazi u tečnost na temperaturi od oko 239 K, a zatim ispod 113 K kristališe u ortorombičnu rešetku sa prostornom grupom cmca i parametri a=6,29 b=4,50 , c=8,21 . Ispod 100 K, ortorombska modifikacija kristalnog hlora transformiše se u tetragonalnu, koja ima prostornu grupu P4 2 /cm i parametri rešetke a=8,56 i c=6,12 .

Rastvorljivost

Solvent	Rastvorljivost g/100 g
Benzen	Rastvorljivo
voda (0 °C)	1,48
voda (20°C)	0,96
voda (25°C)	0,65
voda (40°C)	0,46
voda (60°C)	0,38
voda (80°C)	0,22
Tetrahlorid ugljenika (0 °C)	31,4
Tetrahlorid ugljenika (19 °C)	17,61
Tetrahlorid ugljenika (40 °C)	11
Hloroform	Visoko rastvorljiv
TiCl 4 , SiCl 4 , SnCl 4	Rastvorljivo

Na svjetlu ili kada se zagrije, aktivno reagira (ponekad i eksplozijom) s vodikom radikalnim mehanizmom. Smjese hlora sa vodonikom, koje sadrže od 5,8 do 88,3% vodonika, eksplodiraju kada se ozrače sa stvaranjem hlorovodonika. Mješavina hlora i vodika u malim koncentracijama gori bezbojnim ili žuto-zelenim plamenom. Maksimalna temperatura plamena vodonik-hlor je 2200 °C.:

Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2 Cl 2 + 3F 2 (npr.) → 2ClF 3

Ostale nekretnine

Cl 2 + CO → COCl 2

Kada se rastvori u vodi ili lužinama, hlor dismutira, formirajući hipohlornu (a kada se zagrije perhlorničnu) i hlorovodoničnu kiselinu ili njihove soli:

Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O 4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4Cl

Oksidirajuća svojstva hlora

Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S

Reakcije sa organskim supstancama

CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 6-x Cl x + HCl

Veže se za nezasićena jedinjenja višestrukim vezama:

CH 2 \u003d CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl

Aromatični spojevi zamjenjuju atom vodika hlorom u prisustvu katalizatora (na primjer, AlCl 3 ili FeCl 3):

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl

Hlorne metode za proizvodnju hlora

Industrijske metode

U početku se industrijska metoda za proizvodnju klora temeljila na Scheele metodi, odnosno reakciji piroluzita sa klorovodičnom kiselinom:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O 2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Anoda: 2Cl - - 2e - → Cl 2 0 Katoda: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH-

Pošto se elektroliza vode odvija paralelno sa elektrolizom natrijum hlorida, ukupna jednačina se može izraziti na sledeći način:

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

Koriste se tri varijante elektrohemijske metode za proizvodnju hlora. Dvije od njih su elektroliza sa čvrstom katodom: dijafragmska i membranska metoda, treća je elektroliza s tečnom katodom (metoda proizvodnje žive). Među metodama elektrohemijske proizvodnje, elektroliza živine katode je najlakša i najpogodnija metoda, ali ova metoda uzrokuje značajnu štetu okolišu zbog isparavanja i curenja metalne žive.

Dijafragmska metoda sa čvrstom katodom

Šupljina ćelije je podijeljena poroznom azbestnom pregradom - dijafragmom - na katodni i anodni prostor, gdje se nalaze katoda i anoda ćelije. Stoga se takav elektrolizator često naziva dijafragmska elektroliza, a metoda proizvodnje je membranska elektroliza. Struja zasićenog anolita (rastvor NaCl) neprekidno ulazi u anodni prostor ćelije dijafragme. Kao rezultat elektrohemijskog procesa, hlor se oslobađa na anodi zbog razgradnje halita, a vodik se oslobađa na katodi zbog raspadanja vode. U ovom slučaju, zona blizu katode je obogaćena natrijum hidroksidom.

Membranska metoda sa čvrstom katodom

Membranska metoda je u suštini slična dijafragmskoj, ali su anodni i katodni prostori razdvojeni polimernom membranom za kationsku izmjenu. Metoda proizvodnje membrane je efikasnija od metode dijafragme, ali je teža za korištenje.

Živina metoda sa tečnom katodom

Proces se izvodi u elektrolitičkoj kadi, koja se sastoji od elektrolizera, razlagača i živine pumpe, međusobno povezanih komunikacijama. U elektrolitičkoj kadi, pod dejstvom živine pumpe, živa cirkuliše, prolazeći kroz elektrolizator i razlagač. Katoda ćelije je mlaz žive. Anode - grafitne ili niske habanje. Zajedno sa živom, struja anolita, rastvora natrijum hlorida, neprekidno teče kroz elektrolizator. Kao rezultat elektrohemijskog razlaganja klorida, na anodi se formiraju molekule hlora, a oslobođeni natrijum se otapa u živi na katodi, formirajući amalgam.

Laboratorijske metode

U laboratorijama se za dobijanje hlora obično koriste procesi bazirani na oksidaciji hlorovodonika jakim oksidantima (na primer, mangan (IV) oksid, kalijum permanganat, kalijum dihromat):

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

Skladištenje hlora

Proizvedeni hlor se skladišti u posebnim „rezervoarima“ ili se pumpa u čelične cilindre visokog pritiska. Cilindri sa tečnim hlorom pod pritiskom imaju posebnu boju - boju močvare. Treba napomenuti da se tokom duže upotrebe boca za hlor u njima akumulira ekstremno eksplozivan azot trihlorid, te se stoga, s vremena na vreme, moraju redovno ispirati i čistiti od azot-hlorida boce za hlor.

Standardi kvaliteta hlora

Prema GOST 6718-93 „Tečni hlor. Specifikacije” proizvode se sljedeće vrste hlora

Aplikacija

Klor se koristi u mnogim industrijama, nauci i domaćim potrebama:

• U proizvodnji polivinil hlorida, plastičnih jedinjenja, sintetičke gume, od kojih se izrađuju: izolacije za žice, prozorski profili, ambalažni materijal, odeća i obuća, linoleum i gramofonske ploče, lakovi, oprema i penasta plastika, igračke, delovi instrumenata, građevinski materijal. Polivinil hlorid se proizvodi polimerizacijom vinil hlorida, koji se danas najčešće dobija iz etilena hlorom izbalansiranom metodom preko međuprodukta 1,2-dihloroetana.
• Svojstva izbeljivanja hlora poznata su od davnina, iako ne „beli” sam hlor, već atomski kiseonik, koji nastaje pri razgradnji hipohlorne kiseline: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O.. Ova metoda beljenja tkanina, papira, kartona se koristi vekovima.
• Proizvodnja organoklornih insekticida - tvari koje ubijaju insekte štetne za usjeve, ali su bezbedne za biljke. Značajan dio proizvedenog hlora troši se na dobijanje sredstava za zaštitu bilja. Jedan od najvažnijih insekticida je heksahlorocikloheksan (često se naziva heksahloran). Ovu supstancu je prvi put sintetizirao Faraday 1825. godine, ali je praktičnu primjenu našla tek nakon više od 100 godina - 30-ih godina našeg stoljeća.
• Korišćen je kao hemijsko ratno sredstvo, kao i za proizvodnju drugih hemijskih ratnih sredstava: iperita, fosgena.
• Za dezinfekciju vode - "hlorisanje". Najčešća metoda dezinfekcije vode za piće; zasniva se na sposobnosti slobodnog hlora i njegovih spojeva da inhibiraju enzimske sisteme mikroorganizama koji katalizuju redoks procese. Za dezinfekciju vode za piće koriste se hlor, hlor dioksid, hloramin i izbjeljivač. SanPiN 2.1.4.1074-01 utvrđuje sljedeće granice (koridor) za dozvoljeni sadržaj slobodnog rezidualnog hlora u vodi za piće iz centraliziranog vodosnabdijevanja 0,3 - 0,5 mg / l. Brojni naučnici, pa čak i političari u Rusiji kritikuju sam koncept hlorisanja vode iz slavine, ali ne mogu ponuditi alternativu dezinfekcionom efektu jedinjenja hlora. Materijali od kojih su napravljene vodovodne cijevi različito djeluju s kloriranom vodom iz slavine. Slobodni hlor u vodi iz slavine značajno skraćuje vijek trajanja cjevovoda na bazi poliolefina: polietilenske cijevi različitih tipova, uključujući i umreženi polietilen, poznatiji kao PEX (PEX, PE-X). U SAD-u su, radi kontrole prijema cjevovoda od polimernih materijala za upotrebu u sistemima vodosnabdijevanja hloriranom vodom, prinuđena da se usvoje 3 standarda: ASTM F2023 za cijevi, membrane i skeletne mišiće. Ovi kanali obavljaju važne funkcije u regulaciji volumena tekućine, transepitelnom transportu jona i stabilizaciji membranskih potencijala, te su uključeni u održavanje pH vrijednosti ćelije. Klor se akumulira u visceralnom tkivu, koži i skeletnim mišićima. Hlor se apsorbuje uglavnom u debelom crevu. Apsorpcija i izlučivanje hlora usko su povezani sa jonima natrijuma i bikarbonata, u manjoj meri sa mineralokortikoidima i aktivnošću Na + /K + - ATP-aze. U ćelijama se akumulira 10-15% ukupnog hlora, od ove količine od 1/3 do 1/2 - u eritrocitima. Oko 85% hlora nalazi se u ekstracelularnom prostoru. Hlor se iz organizma izlučuje uglavnom urinom (90-95%), izmetom (4-8%) i preko kože (do 2%). Izlučivanje hlora je povezano sa jonima natrijuma i kalijuma, a recipročno sa HCO 3 - (kiselinsko-bazna ravnoteža).

  Osoba konzumira 5-10 g NaCl dnevno. Minimalna ljudska potreba za hlorom je oko 800 mg dnevno. Odojče potrebnu količinu hlora prima kroz majčino mlijeko koje sadrži 11 mmol/l hlora. NaCl je neophodan za proizvodnju hlorovodonične kiseline u želucu, koja potiče probavu i uništavanje patogenih bakterija. Trenutno, uloga hlora u nastanku određenih bolesti kod ljudi nije dobro shvaćena, uglavnom zbog malog broja studija. Dovoljno je reći da nisu razvijene čak ni preporuke o dnevnom unosu hlora. Ljudsko mišićno tkivo sadrži 0,20-0,52% hlora, kosti - 0,09%; u krvi - 2,89 g / l. U tijelu prosječne osobe (tjelesne težine 70 kg) 95 g hlora. Svakog dana s hranom osoba dobije 3-6 g hlora, što u višku pokriva potrebu za ovim elementom.

  Joni hlora su vitalni za biljke. Klor je uključen u energetski metabolizam u biljkama aktiviranjem oksidativne fosforilacije. Neophodan je za stvaranje kiseonika u procesu fotosinteze od strane izolovanih hloroplasta, stimuliše pomoćne procese fotosinteze, prvenstveno one povezane sa akumulacijom energije. Klor ima pozitivan učinak na apsorpciju jedinjenja kiseonika, kalijuma, kalcijuma i magnezijuma u korenu. Prekomjerna koncentracija jona klora u biljkama može imati i negativnu stranu, na primjer, smanjiti sadržaj klorofila, smanjiti aktivnost fotosinteze, usporiti rast i razvoj biljaka klora Baskunchak). Klor je bio jedan od prvih korišćenih hemijskih otrova

  – Uz pomoć analitičke laboratorijske opreme, laboratorijskih i industrijskih elektroda, posebno: referentne elektrode ESr-10101 za analizu sadržaja Cl- i K+.

  Zahtjevi za hlorom, pronađeni smo po zahtjevima za hlorom

  Interakcija, trovanje, voda, reakcije i dobivanje hlora

  • oksid
  • rješenje
  • kiseline
  • veze
  • svojstva
  • definicija
  • dioksida
  • formula
  • težina
  • aktivan
  • tečnost
  • supstance
  • aplikacija
  • akcija
  • oksidacijskom stanju
  • hidroksid