คำอธิบายของคลอรีน คลอรีน - ลักษณะทั่วไปและการใช้งาน อยู่ในธรรมชาติรับ

ทางตะวันตกของแฟลนเดอร์สเป็นเมืองเล็กๆ อย่างไรก็ตาม ชื่อของมันเป็นที่รู้จักไปทั่วโลกและจะคงอยู่ในความทรงจำของมนุษยชาติเป็นเวลานานในฐานะสัญลักษณ์ของอาชญากรรมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งต่อมนุษยชาติ เมืองนี้คืออีแปรส Crecy - Ypres - ฮิโรชิมา - เหตุการณ์สำคัญในการเปลี่ยนสงครามให้กลายเป็นเครื่องจักรทำลายล้างขนาดยักษ์

ในตอนต้นของปี 2458 หิ้ง Ypres ที่เรียกว่าแนวหน้าด้านตะวันตก กองกำลังพันธมิตรแองโกล-ฝรั่งเศสทางตะวันออกเฉียงเหนือของอีแปรส์บุกเข้าไปในดินแดนที่กองทัพเยอรมันยึดครอง กองบัญชาการเยอรมันตัดสินใจเปิดการตีโต้และยกระดับแนวหน้า ในเช้าของวันที่ 22 เมษายน เมื่อลมตะวันออกเฉียงเหนือที่ราบเรียบ ชาวเยอรมันเริ่มเตรียมการสำหรับการโจมตีที่ผิดปกติ - พวกเขาทำการโจมตีด้วยแก๊สครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของสงคราม ที่ส่วนหน้าของ Ypres มีการเปิดคลอรีน 6,000 ถังพร้อมกัน ภายในห้านาที เมฆขนาดใหญ่ที่มีน้ำหนัก 180 ตันก่อตัวเป็นก้อนเมฆสีเขียวอมเหลืองซึ่งค่อย ๆ เคลื่อนเข้าหาร่องลึกของศัตรู

ไม่มีใครคาดหวังสิ่งนี้ กองทหารของฝรั่งเศสและอังกฤษกำลังเตรียมพร้อมสำหรับการโจมตี สำหรับการระดมยิงด้วยปืนใหญ่ ทหารขุดเข้ามาอย่างปลอดภัย แต่ต่อหน้าเมฆคลอรีนที่ทำลายล้างพวกเขาไม่มีอาวุธเลย ก๊าซอันตรายได้แทรกซึมเข้าไปในรอยแตกทั้งหมด เข้าไปในที่กำบังทั้งหมด ผลลัพธ์ของครั้งแรก การโจมตีด้วยสารเคมี(และการละเมิดครั้งแรกของอนุสัญญากรุงเฮกปี 1907 ว่าด้วยการไม่ใช้สารพิษ!) นั้นน่าทึ่งมาก - คลอรีนโจมตีประมาณ 15,000 คนและประมาณ 5 พันคนเสียชีวิต และทั้งหมดนี้ - เพื่อยกระดับแนวหน้ายาว 6 กม.! สองเดือนต่อมา ฝ่ายเยอรมันได้เริ่มโจมตีด้วยคลอรีนที่แนวรบด้านตะวันออกเช่นกัน และอีกสองปีต่อมา Ypres ก็มีชื่อเสียงมากขึ้น ระหว่างการสู้รบอย่างหนักเมื่อวันที่ 12 กรกฎาคม พ.ศ. 2460 สารพิษซึ่งต่อมาเรียกว่าก๊าซมัสตาร์ดถูกนำมาใช้เป็นครั้งแรกในพื้นที่ของเมืองนี้ มัสตาร์ดเป็นอนุพันธ์ของคลอรีนไดคลอโรไดเอทิลซัลไฟด์

เราหวนนึกถึงตอนต่างๆ ของประวัติศาสตร์ ซึ่งเชื่อมโยงกับเมืองเล็กๆ เมืองหนึ่งและองค์ประกอบทางเคมีหนึ่งแห่ง เพื่อแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบอันตรายหมายเลข 17 สามารถอยู่ในมือของคนบ้าที่ติดอาวุธได้อย่างไร นี่คือหน้าที่มืดมนที่สุดในประวัติศาสตร์ของคลอรีน แต่คงเป็นการผิดอย่างยิ่งที่จะเห็นคลอรีนเพียงสารพิษและวัตถุดิบในการผลิตสารพิษอื่นๆ...

ประวัติของธาตุคลอรีนนั้นค่อนข้างสั้น ย้อนหลังไปถึงปี พ.ศ. 2317 ประวัติของสารประกอบคลอรีนนั้นเก่าแก่พอๆ กับโลก พอจำได้ว่าโซเดียมคลอไรด์เป็นเกลือแกง และเห็นได้ชัดว่าแม้ในสมัยก่อนประวัติศาสตร์ก็สังเกตเห็นความสามารถของเกลือในการรักษาเนื้อสัตว์และปลา

การค้นพบทางโบราณคดีที่เก่าแก่ที่สุด - หลักฐานการใช้เกลือโดยมนุษย์มีอายุย้อนไปถึงประมาณ 3-4 สหัสวรรษก่อนคริสต์ศักราช แต่คำอธิบายที่เก่าแก่ที่สุดของการสกัดเกลือสินเธาว์พบได้ในงานเขียนของนักประวัติศาสตร์ชาวกรีก Herodotus (ศตวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช) Herodotus อธิบายการขุดเกลือสินเธาว์ในลิเบีย ในโอเอซิสแห่งซีนาห์ในใจกลางทะเลทรายลิเบียมีวัดที่มีชื่อเสียงของเทพเจ้าอัมมอน-รา นั่นคือเหตุผลที่ลิเบียถูกเรียกว่า "แอมโมเนีย" และชื่อแรกของเกลือสินเธาว์คือ "sal ammoniacum" ต่อมาเริ่มราวศตวรรษที่สิบสาม AD ชื่อนี้ถูกกำหนดให้เป็นแอมโมเนียมคลอไรด์

ประวัติศาสตร์ธรรมชาติของผู้เฒ่าพลินีอธิบายวิธีการแยกทองคำออกจากโลหะพื้นฐานโดยการเผาด้วยเกลือและดินเหนียว และหนึ่งในคำอธิบายแรกของการทำให้โซเดียมคลอไรด์บริสุทธิ์มีอยู่ในงานเขียนของแพทย์ชาวอาหรับผู้ยิ่งใหญ่และนักเล่นแร่แปรธาตุ Jabir ibn Hayyan (ในการสะกดแบบยุโรป - Geber)

เป็นไปได้มากที่นักเล่นแร่แปรธาตุจะพบกับคลอรีนเนื่องจากในประเทศทางตะวันออกมีอยู่แล้วใน 9 และในยุโรปในศตวรรษที่ 13 "รอยัลวอดก้า" เป็นที่รู้จัก - ส่วนผสมของกรดไฮโดรคลอริกและกรดไนตริก หนังสือ Hortus Medicinae โดย Dutchman Van Helmont ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1668 กล่าวว่าเมื่อแอมโมเนียมคลอไรด์และกรดไนตริกถูกทำให้ร้อนร่วมกัน จะได้ก๊าซจำนวนหนึ่ง ตามคำอธิบาย ก๊าซนี้คล้ายกับคลอรีนมาก

ในรายละเอียด คลอรีนได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยนักเคมีชาวสวีเดนScheeleในบทความเรื่อง pyrolusite โดยการให้ความร้อนแร่ไพโรลูไซต์ด้วยกรดไฮโดรคลอริก Scheele สังเกตเห็นลักษณะเฉพาะของกลิ่นของ aqua regia รวบรวมและศึกษาก๊าซสีเหลืองสีเขียวที่ก่อให้เกิดกลิ่นนี้ และศึกษาปฏิกิริยาของมันกับสารบางชนิด Scheele เป็นคนแรกที่ค้นพบผลกระทบของคลอรีนต่อทองคำและชาด (ในกรณีหลังจะเกิด sublimate) และคุณสมบัติการฟอกขาวของคลอรีน

Scheele ไม่ได้ถือว่าก๊าซที่เพิ่งค้นพบเป็นสารธรรมดาและเรียกมันว่า "กรดไฮโดรคลอริก dephlogistinated" ในแง่สมัยใหม่ Scheele และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในเวลานั้นเชื่อว่าก๊าซใหม่คือกรดไฮโดรคลอริกออกไซด์

ต่อมาไม่นาน Bertholet และ Lavoisier เสนอว่าก๊าซนี้ถือเป็นออกไซด์ของธาตุใหม่ เรียกว่า มูเรียม เป็นเวลาสามทศวรรษครึ่งที่นักเคมีพยายามแยกมิวเรียมที่ไม่รู้จักแต่ไม่ประสบผลสำเร็จ

ผู้สนับสนุน "มูเรียมออกไซด์" ในตอนแรกก็เช่นกัน Davy ซึ่งในปี 1807 เกลือแกงสลายตัวด้วยกระแสไฟฟ้าเป็นโซเดียมโลหะอัลคาไลและก๊าซสีเหลืองสีเขียว อย่างไรก็ตาม สามปีต่อมา หลังจากพยายามอย่างไร้ผลหลายครั้งเพื่อให้ได้มูเรีย เดวี่สรุปได้ว่าก๊าซที่ชีลีค้นพบเป็นสารธรรมดา ธาตุ และเรียกมันว่าก๊าซคลอริกหรือคลอรีน (จากภาษากรีก - เหลือง-เขียว) และสามปีต่อมา Gay-Lussac ได้ตั้งชื่อธาตุใหม่ว่าคลอรีน จริงอยู่ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2354 นักเคมีชาวเยอรมันชไวเกอร์เสนอชื่อคลอรีนอีกชื่อหนึ่งว่า "ฮาโลเจน" (ตามตัวอักษรแปลว่าเกลือ) แต่ชื่อนี้ไม่ได้หยั่งรากในตอนแรกและต่อมาก็กลายเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับองค์ประกอบทั้งกลุ่มซึ่ง รวมถึงคลอรีน

"บัตรประจำตัว" ของคลอรีน

สำหรับคำถาม คลอรีนคืออะไร คุณสามารถให้คำตอบได้อย่างน้อยหนึ่งโหล อย่างแรกคือเป็นฮาโลเจน ประการที่สอง หนึ่งในตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด ประการที่สาม ก๊าซพิษร้ายแรง ประการที่สี่ ผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุดของอุตสาหกรรมเคมีหลัก ประการที่ห้า วัตถุดิบสำหรับการผลิตพลาสติกและยาฆ่าแมลง ยางและเส้นใยเทียม สีย้อมและยา ประการที่หกสารที่ได้รับไทเทเนียมและซิลิกอนกลีเซอรีนและฟลูออโรพลาสต์ ประการที่เจ็ด น้ำยาทำความสะอาด น้ำดื่มและการฟอกผ้า...

รายการนี้สามารถดำเนินการต่อได้

ภายใต้สภาวะปกติ ธาตุคลอรีนจะเป็นก๊าซสีเหลืองอมเขียวที่ค่อนข้างหนักและมีกลิ่นเฉพาะตัวที่คมชัด น้ำหนักอะตอมของคลอรีนเท่ากับ 35.453 และน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 70.906 เนื่องจากโมเลกุลของคลอรีนเป็นไดอะตอมมิก ก๊าซคลอรีนหนึ่งลิตรภายใต้สภาวะปกติ (อุณหภูมิ 0 ° C และความดัน 760 mm Hg) มีน้ำหนัก 3.214 g เมื่อเย็นลงที่อุณหภูมิ - 34.05 ° C คลอรีนจะควบแน่นเป็นของเหลวสีเหลือง (ความหนาแน่น 1.56 g / cm 3) และ ที่อุณหภูมิ - 101.6 ° C แข็งตัว ที่ ความดันโลหิตสูงคลอรีนสามารถเปลี่ยนเป็นของเหลวได้ที่อุณหภูมิสูงขึ้นถึง +144°C คลอรีนสามารถละลายได้ดีในไดคลอโรอีเทนและตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีคลอรีนอื่นๆ

องค์ประกอบหมายเลข 17 มีการใช้งานมาก - เชื่อมต่อโดยตรงกับองค์ประกอบเกือบทั้งหมดของระบบธาตุ ดังนั้นในธรรมชาติจึงเกิดขึ้นได้เฉพาะในรูปของสารประกอบเท่านั้น แร่ธาตุที่พบบ่อยที่สุดที่มีคลอรีน, halite NaCl, sylvinite KCl NaCl, bischofite MgCl 2 -6H 2 O, carnallite KCl-MgCl 2 -6H 2 O, kainite KCl-MgSO 4 -3H 2 O. นี่คือ "ไวน์" ตัวแรกของพวกเขา ( หรือ "เครดิต") ที่เนื้อหาคลอรีนของเปลือกโลกเป็น 0.20% โดยน้ำหนัก สำหรับโลหะวิทยาที่ไม่ใช่เหล็ก แร่ธาตุที่มีคลอรีนค่อนข้างน้อยมีความสำคัญมาก ตัวอย่างเช่น ฮอร์นซิลเวอร์ AgCl

ในแง่ของการนำไฟฟ้า คลอรีนเหลวจัดอยู่ในกลุ่มฉนวนที่แข็งแรงที่สุด โดยนำกระแสไฟฟ้าได้แย่กว่าน้ำกลั่นเกือบพันล้านเท่า และแย่กว่าเงิน 1022 เท่า

ความเร็วของเสียงในคลอรีนนั้นน้อยกว่าในอากาศประมาณหนึ่งเท่าครึ่ง

และสุดท้าย - เกี่ยวกับไอโซโทปของคลอรีน

ตอนนี้รู้จักไอโซโทปสิบไอโซโทปของธาตุนี้แล้ว แต่มีเพียงสองไอโซโทปที่พบในธรรมชาติ - คลอรีน-35 และคลอรีน-37 ครั้งแรกมากกว่าครั้งที่สองประมาณสามเท่า

ไอโซโทปที่เหลืออีกแปดไอโซโทปได้มาจากการปลอมแปลง อายุสั้นที่สุดของพวกเขา - 32 Cl มีครึ่งชีวิต 0.306 วินาทีและอายุยืนที่สุด - 36 Cl - 310,000 ปี

การคำนวณเบื้องต้น เมื่อได้คลอรีนจากอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์ ไฮโดรเจนและโซเดียมไฮดรอกไซด์จะได้รับพร้อมกัน: 2NaCl + 2H 2 O \u003d H 2 + Cl 2 + 2NaOH แน่นอน ไฮโดรเจนเป็นผลิตภัณฑ์เคมีที่สำคัญมาก แต่มีวิธีการผลิตสารนี้ที่ถูกกว่าและสะดวกกว่า เช่น การแปลงก๊าซธรรมชาติ ... แต่โซดาไฟได้มาจากการแยกอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายโซเดียมคลอไรด์เกือบทั้งหมด - วิธีอื่น บัญชีน้อยกว่า 10% เนื่องจากการผลิตคลอรีนและ NaOH มีความสัมพันธ์กันอย่างสมบูรณ์ (จากสมการปฏิกิริยา การผลิตหนึ่งกรัม-โมเลกุล - 71 กรัมของคลอรีน - มักจะมาพร้อมกับการผลิตสองกรัม-โมเลกุล - 80 กรัมของอิเล็กโทรไลต์อัลคาไล) เมื่อทราบประสิทธิภาพการผลิตของโรงงาน (หรือโรงงาน หรือสถานะ) ในแง่ของด่าง คุณสามารถคำนวณปริมาณคลอรีนที่ผลิตได้ NaOH แต่ละตันมีคลอรีน 890 กิโลกรัม "มาพร้อมกัน"

โอ้และน้ำมันหล่อลื่น! กรดซัลฟิวริกเข้มข้นเป็นของเหลวชนิดเดียวที่ไม่ทำปฏิกิริยากับคลอรีน ดังนั้นในการบีบอัดและสูบคลอรีน โรงงานจึงใช้ปั๊มที่กรดซัลฟิวริกทำหน้าที่เป็นของเหลวทำงานและในขณะเดียวกันก็เป็นสารหล่อลื่น

นามแฝงของฟรีดริช วอห์เลอร์ การตรวจสอบปฏิกิริยาของสารอินทรีย์กับคลอรีนนักเคมีชาวฝรั่งเศสแห่งศตวรรษที่ XIX Jean Dumas ได้ค้นพบสิ่งที่น่าทึ่ง: คลอรีนสามารถแทนที่ไฮโดรเจนในโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ ตัวอย่างเช่น เมื่อทำคลอรีนกรดอะซิติก ไฮโดรเจนตัวแรกของกลุ่มเมทิลจะถูกแทนที่ด้วยคลอรีน แต่สิ่งที่โดดเด่นที่สุดคือคุณสมบัติทางเคมีของกรดคลอโรอะซิติกไม่แตกต่างจากกรดอะซิติกมากนัก ประเภทของปฏิกิริยาที่ Dumas ค้นพบนั้นไม่สามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์โดยสมมติฐานทางไฟฟ้าเคมีที่โดดเด่นในขณะนั้นและทฤษฎีของอนุมูล Berzelius Berzelius นักเรียนและผู้ติดตามของเขาโต้เถียงกันอย่างจริงจังถึงความถูกต้องของงานของ Dumas ในวารสารภาษาเยอรมัน Annalen der Chemie und Pharmacie มีจดหมายเยาะเย้ยปรากฏขึ้นจากนักเคมีชื่อดังชาวเยอรมันชื่อ Friedrich Wöhler โดยใช้นามแฝง S. C. H. Windier (ในภาษาเยอรมัน "Schwindler" หมายถึง "คนโกหก", "ผู้หลอกลวง") มีรายงานว่าผู้เขียนสามารถแทนที่ในเซลลูโลส (C 6 H 10 O 5) อะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจนและออกซิเจนทั้งหมดด้วยคลอรีน และคุณสมบัติของเซลลูโลสไม่เปลี่ยนแปลง และตอนนี้ที่ลอนดอน พวกเขาทำผ้าคาดเอวอันอบอุ่นจากสำลี ซึ่งประกอบด้วยคลอรีนบริสุทธิ์

คลอรีนและน้ำ คลอรีนสามารถละลายได้ในน้ำอย่างเห็นได้ชัด ที่อุณหภูมิ 20°C คลอรีน 2.3 ปริมาตรจะละลายในน้ำหนึ่งปริมาตร สารละลายคลอรีน (น้ำคลอรีน) - สีเหลือง แต่เมื่อเวลาผ่านไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเก็บไว้ในที่แสงจะค่อยๆ เปลี่ยนสี สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าคลอรีนที่ละลายได้บางส่วนทำปฏิกิริยากับน้ำ กรดไฮโดรคลอริกและกรดไฮโปคลอรัสจะเกิดขึ้น: Cl 2 + H 2 O → HCl + HOCl หลังไม่เสถียรและค่อยๆสลายตัวเป็น HCl และออกซิเจน ดังนั้นสารละลายคลอรีนในน้ำจึงค่อยๆ กลายเป็นสารละลายของกรดไฮโดรคลอริก

แต่ที่อุณหภูมิต่ำ คลอรีนและไอโอดีนจะก่อตัวเป็นผลึกไฮเดรตที่มีองค์ประกอบผิดปกติ - Cl 2 * 5 3 / 4 H 2 O ผลึกสีเขียวแกมเหลืองเหล่านี้ (คงตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 10 ° C เท่านั้น) สามารถรับได้โดยผ่านคลอรีน น้ำแข็ง. สูตรที่ผิดปกตินี้อธิบายโดยโครงสร้างของผลึกไฮเดรต และถูกกำหนดโดยโครงสร้างของน้ำแข็งเป็นหลัก ในโครงผลึกน้ำแข็ง โมเลกุล H 2 O สามารถอยู่ในลักษณะที่ช่องว่างที่เว้นระยะห่างสม่ำเสมอปรากฏขึ้นระหว่างพวกมัน ลูกบาศก์เซลล์เบื้องต้นประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำ 46 โมเลกุล ระหว่างนั้นมีช่องว่างขนาดเล็กมากจำนวนแปดช่อง ในช่องว่างเหล่านี้ โมเลกุลของคลอรีนจะตกลงมา ดังนั้น ควรเขียนสูตรที่แน่นอนของคลอรีนไฮเดรตดังนี้: 8Cl 2 * 46H 2 O.

พิษจากคลอรีน การมีคลอรีนประมาณ 0.0001% ในอากาศทำให้เยื่อเมือกระคายเคือง การสัมผัสกับบรรยากาศดังกล่าวอย่างต่อเนื่องสามารถนำไปสู่โรคหลอดลม ลดความอยากอาหารอย่างรวดเร็ว และทำให้ผิวมีสีเขียวอมเขียว หากปริมาณคลอรีนในอากาศเท่ากับ 0.1% พิษเฉียบพลันอาจเกิดขึ้นได้ สัญญาณแรกที่บ่งชี้ว่าไอรุนแรง ในกรณีที่เป็นพิษจากคลอรีนจำเป็นต้องพักผ่อนอย่างเต็มที่ มีประโยชน์ในการสูดดมออกซิเจนหรือแอมโมเนีย (การดมกลิ่น แอมโมเนีย) หรือแอลกอฮอล์คู่กับอีเธอร์ ตามมาตรฐานสุขาภิบาลที่มีอยู่ ปริมาณคลอรีนในอากาศของโรงงานอุตสาหกรรมไม่ควรเกิน 0.001 มก. / ล. นั่นคือ 0.00003%

เขาเพียงพิษ “ใครๆ ก็รู้ว่าหมาป่ามันโลภ” คลอรีนนั้นเป็นพิษ - เช่นกัน อย่างไรก็ตาม ในปริมาณที่น้อย คลอรีนที่เป็นพิษในบางครั้งสามารถใช้เป็นยาแก้พิษได้ ดังนั้นผู้ที่ตกเป็นเหยื่อของไฮโดรเจนซัลไฟด์จะได้รับสารฟอกขาวที่ไม่เสถียร โดยการโต้ตอบ พิษทั้งสองจะถูกทำให้เป็นกลางซึ่งกันและกัน

การวิเคราะห์คลอรีน เพื่อตรวจสอบปริมาณคลอรีน ตัวอย่างอากาศจะถูกส่งผ่านตัวดูดซับด้วยสารละลายโพแทสเซียมไอโอไดด์ที่เป็นกรด (คลอรีนจะแทนที่ฝัก ปริมาณของสารหลังจะถูกกำหนดได้ง่ายโดยการกรองด้วยสารละลายของ Na 2 S 2 O 3 ) เพื่อกำหนดปริมาณจุลภาคของคลอรีนในอากาศ มักใช้วิธีการวัดสีโดยพิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงที่คมชัดใน สีของสารประกอบบางชนิด (benzidine, orthotoluidine, methyl orange) ในระหว่างการออกซิเดชันกับคลอรีน ตัวอย่างเช่น สารละลายกรดเบนซิดีนที่ไม่มีสีจะเปลี่ยนเป็นสีเหลือง และสารละลายที่เป็นกลางจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน ความเข้มของสีเป็นสัดส่วนกับปริมาณคลอรีน

ที่พิจารณา คุณสมบัติทางกายภาพคลอรีน: ความหนาแน่นของคลอรีน ค่าการนำความร้อน ความร้อนจำเพาะ และความหนืดไดนามิกที่อุณหภูมิต่างๆ คุณสมบัติทางกายภาพของ Cl 2 ถูกนำเสนอในรูปแบบของตารางสำหรับสถานะของเหลว ของแข็ง และก๊าซของฮาโลเจนนี้

คุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของคลอรีน

คลอรีนรวมอยู่ในกลุ่ม VII ของช่วงที่สามของระบบธาตุตามธาตุที่ 17 ซึ่งอยู่ในกลุ่มย่อยของฮาโลเจน ซึ่งมีน้ำหนักอะตอมและโมเลกุลสัมพัทธ์เท่ากับ 35.453 และ 70.906 ตามลำดับ ที่อุณหภูมิสูงกว่า -30°C คลอรีนจะเป็นก๊าซสีเหลืองแกมเขียวที่มีกลิ่นฉุนและระคายเคืองเฉพาะตัว มันทำให้เหลวได้ง่ายภายใต้ความดันธรรมดา (1.013·10 5 Pa) เมื่อทำให้เย็นลงถึง -34°C และเกิดเป็นของเหลวสีเหลืองใสที่แข็งตัวที่ -101°C

เนื่องจากปฏิกิริยาสูง คลอรีนอิสระจึงไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติ แต่มีอยู่ในรูปของสารประกอบเท่านั้น พบส่วนใหญ่ในแร่เฮไลต์ () นอกจากนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของแร่ธาตุเช่น: ซิลวิน (KCl), คาร์นัลไลต์ (KCl MgCl 2 6H 2 O) และซิลวิไนต์ (KCl NaCl) ปริมาณคลอรีนในเปลือกโลกเข้าใกล้ 0.02% ของจำนวนอะตอมทั้งหมดในเปลือกโลก โดยอยู่ในรูปของไอโซโทปสองไอโซโทป 35 Cl และ 37 Cl ในอัตราร้อยละ 75.77% 35 Cl และ 24.23% 37 Cl

คุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีน - ตารางตัวชี้วัดหลัก

คุณสมบัติ	ความหมาย
จุดหลอมเหลว °С	-100,5
จุดเดือด °C	-30,04
อุณหภูมิวิกฤต °С	144
แรงกดดันที่สำคัญ Pa	77.1 10 5
ความหนาแน่นวิกฤต kg / m 3	573
ความหนาแน่นของก๊าซ (ที่ 0 °С และ 1.013 10 5 Pa), kg/m 3	3,214
ความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัว (ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียสและ 3.664 10 5 Pa) กก./ม. 3	12,08
ความหนาแน่นของคลอรีนเหลว (ที่ 0 ° C และ 3.664 10 5 Pa), kg / m 3	1468
ความหนาแน่นของคลอรีนเหลว (ที่ 15.6 ° C และ 6.08 10 5 Pa), kg / m 3	1422
ความหนาแน่นของคลอรีนที่เป็นของแข็ง (ที่ -102°ซ), kg/m 3	1900
ความหนาแน่นสัมพัทธ์ในอากาศของก๊าซ (ที่ 0 °C และ 1.013 10 5 Pa)	2,482
ความหนาแน่นของอากาศสัมพัทธ์ของไอน้ำอิ่มตัว (ที่ 0°C และ 3.664 10 5 Pa)	9,337
ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของคลอรีนเหลวที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส (สำหรับน้ำที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส)	1,468
ปริมาตรของก๊าซจำเพาะ (ที่ 0 °С และ 1.013 10 5 Pa), m 3 /kg	0,3116
ปริมาตรเฉพาะของไอน้ำอิ่มตัว (ที่อุณหภูมิ 0 องศาเซลเซียส และ 3.664 10 5 Pa) ม. 3 /กก	0,0828
ปริมาตรจำเพาะของคลอรีนเหลว (ที่ 0°C และ 3.664 10 5 Pa), m 3 /kg	0,00068
ความดันไอคลอรีนที่ 0°C, Pa	3.664 10 5
ความหนืดไดนามิกของก๊าซที่ 20°C, 10 -3 Pa s	0,013
ความหนืดไดนามิกของคลอรีนเหลวที่ 20°C, 10 -3 Pa s	0,345
ความร้อนหลอมเหลวของคลอรีนที่เป็นของแข็ง (ที่จุดหลอมเหลว), kJ/kg	90,3
ความร้อนของการกลายเป็นไอ (ที่จุดเดือด), kJ/kg	288
ความร้อนของการระเหิด (ที่จุดหลอมเหลว), kJ/mol	29,16
ความจุความร้อนกราม C p ของแก๊ส (ที่ -73…5727°C), J/(mol K)	31,7…40,6
ความจุความร้อนโมลาร์ C p ของคลอรีนเหลว (ที่ -101…-34°C), J/(mol K)	67,1…65,7
ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของแก๊สที่ 0°C, W/(m K)	0,008
ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของคลอรีนเหลวที่ 30°C, W/(m K)	0,62
ก๊าซเอนทาลปี kJ/kg	1,377
เอนทาลปีของไอน้ำอิ่มตัว kJ/kg	1,306
เอนทาลปีของคลอรีนเหลว kJ/kg	0,879
ดัชนีการหักเหของแสงที่ 14°C	1,367
ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะที่ -70 องศาเซลเซียส, Sm/m	10 -18
สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน kJ/โมล	357
พลังงานไอออไนซ์ กิโลจูล/โมล	1260

ความหนาแน่นของคลอรีน

ภายใต้สภาวะปกติ คลอรีนเป็นก๊าซหนักที่มีความหนาแน่นมากกว่า ประมาณ 2.5 เท่า ความหนาแน่นของคลอรีนที่เป็นก๊าซและของเหลว ภายใต้สภาวะปกติ (ที่ 0 ° C) เท่ากับ 3.214 และ 1468 กก. / ม. 3 ตามลำดับ. เมื่อคลอรีนเหลวหรือก๊าซได้รับความร้อน ความหนาแน่นของคลอรีนจะลดลงเนื่องจากปริมาตรที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อน

ความหนาแน่นของก๊าซคลอรีน

ตารางแสดงความหนาแน่นของคลอรีนในสถานะก๊าซที่อุณหภูมิต่างๆ (ในช่วง -30 ถึง 140°C) และความดันบรรยากาศปกติ (1.013·10 5 Pa) ความหนาแน่นของคลอรีนเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ - เมื่อถูกความร้อนจะลดลง ตัวอย่างเช่น, ที่ 20 ° C ความหนาแน่นของคลอรีนคือ 2.985 กก. / ลบ.ม. 3และเมื่ออุณหภูมิของก๊าซนี้เพิ่มขึ้นถึง 100 ° C ค่าความหนาแน่นจะลดลงเป็น 2.328 กก. / ลบ.ม.

ความหนาแน่นของก๊าซคลอรีนที่อุณหภูมิต่างๆ

t, °С	ρ, กก. / ม. 3	t, °С	ρ, กก. / ม. 3
-30	3,722	60	2,616
-20	3,502	70	2,538
-10	3,347	80	2,464
0	3,214	90	2,394
10	3,095	100	2,328
20	2,985	110	2,266
30	2,884	120	2,207
40	2,789	130	2,15
50	2,7	140	2,097

เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของคลอรีนจะเพิ่มขึ้น. ตารางด้านล่างแสดงความหนาแน่นของก๊าซคลอรีนในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -40 ถึง 140°C และความดันตั้งแต่ 26.6·10 5 ถึง 213·10 5 Pa เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของคลอรีนในสถานะก๊าซจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน ตัวอย่างเช่น การเพิ่มความดันของคลอรีนจาก 53.2·10 5 เป็น 106.4·10 5 Pa ที่อุณหภูมิ 10°C ทำให้ความหนาแน่นของก๊าซนี้เพิ่มขึ้นสองเท่า

ความหนาแน่นของก๊าซคลอรีนที่อุณหภูมิและความดันต่างๆ อยู่ที่ 0.26 ถึง 1 atm

↓ t, °C | P, kPa →	26,6	53,2	79,8	101,3
-40	0,9819	1,996	—	—
-30	0,9402	1,896	2,885	3,722
-20	0,9024	1,815	2,743	3,502
-10	0,8678	1,743	2,629	3,347
0	0,8358	1,678	2,528	3,214
10	0,8061	1,618	2,435	3,095
20	0,7783	1,563	2,35	2,985
30	0,7524	1,509	2,271	2,884
40	0,7282	1,46	2,197	2,789
50	0,7055	1,415	2,127	2,7
60	0,6842	1,371	2,062	2,616
70	0,6641	1,331	2	2,538
80	0,6451	1,292	1,942	2,464
90	0,6272	1,256	1,888	2,394
100	0,6103	1,222	1,836	2,328
110	0,5943	1,19	1,787	2,266
120	0,579	1,159	1,741	2,207
130	0,5646	1,13	1,697	2,15
140	0,5508	1,102	1,655	2,097

ความหนาแน่นของก๊าซคลอรีนที่อุณหภูมิและความดันต่างๆ อยู่ที่ 1.31 ถึง 2.1 atm

↓ t, °C | P, kPa →	133	160	186	213
-20	4,695	5,768	—	—
-10	4,446	5,389	6,366	7,389
0	4,255	5,138	6,036	6,954
10	4,092	4,933	5,783	6,645
20	3,945	4,751	5,565	6,385
30	3,809	4,585	5,367	6,154
40	3,682	4,431	5,184	5,942
50	3,563	4,287	5,014	5,745
60	3,452	4,151	4,855	5,561
70	3,347	4,025	4,705	5,388
80	3,248	3,905	4,564	5,225
90	3,156	3,793	4,432	5,073
100	3,068	3,687	4,307	4,929
110	2,985	3,587	4,189	4,793
120	2,907	3,492	4,078	4,665
130	2,832	3,397	3,972	4,543
140	2,761	3,319	3,87	4,426

ความหนาแน่นของคลอรีนเหลว

คลอรีนเหลวสามารถมีอยู่ในช่วงอุณหภูมิที่ค่อนข้างแคบ โดยมีขอบเขตตั้งแต่ลบ 100.5 ถึงบวก 144°C (นั่นคือ จากจุดหลอมเหลวจนถึงอุณหภูมิวิกฤต) อุณหภูมิที่สูงกว่า 144 ° C คลอรีนจะไม่เข้าสู่สถานะของเหลวในทุกแรงดัน ความหนาแน่นของคลอรีนเหลวในช่วงอุณหภูมินี้จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1717 ถึง 573 กก./ลบ.ม.

ความหนาแน่นของคลอรีนเหลวที่อุณหภูมิต่างๆ

t, °С	ρ, กก. / ม. 3	t, °С	ρ, กก. / ม. 3
-100	1717	30	1377
-90	1694	40	1344
-80	1673	50	1310
-70	1646	60	1275
-60	1622	70	1240
-50	1598	80	1199
-40	1574	90	1156
-30	1550	100	1109
-20	1524	110	1059
-10	1496	120	998
0	1468	130	920
10	1438	140	750
20	1408	144	573

ความจุความร้อนจำเพาะของคลอรีน

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

โดยที่ T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ของคลอรีนในหน่วยองศาเคลวิน

ควรสังเกตว่าภายใต้สภาวะปกติ ความจุความร้อนจำเพาะของคลอรีนคือ 471 J/(kg K) และจะเพิ่มขึ้นเมื่อได้รับความร้อน ความจุความร้อนที่เพิ่มขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาเซลเซียสนั้นไม่มีนัยสำคัญ และที่อุณหภูมิสูง ความจุความร้อนจำเพาะของคลอรีนจะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างแท้จริง

ตารางแสดงผลการคำนวณความจุความร้อนจำเพาะของคลอรีนโดยใช้สูตรข้างต้น (ข้อผิดพลาดในการคำนวณประมาณ 1%)

ความจุความร้อนจำเพาะของก๊าซคลอรีนตามฟังก์ชันของอุณหภูมิ

t, °С	C p , J/(กก. K)	t, °С	C p , J/(กก. K)
0	471	250	506
10	474	300	508
20	477	350	510
30	480	400	511
40	482	450	512
50	485	500	513
60	487	550	514
70	488	600	514
80	490	650	515
90	492	700	515
100	493	750	515
110	494	800	516
120	496	850	516
130	497	900	516
140	498	950	516
150	499	1000	517
200	503	1100	517

ที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์ คลอรีนอยู่ในสถานะของแข็งและมีความจุความร้อนจำเพาะต่ำ (19 J/(kg·K)) เมื่ออุณหภูมิของของแข็ง Cl 2 เพิ่มขึ้น ความจุความร้อนจะเพิ่มขึ้นถึง 720 J/(kg K) ที่อุณหภูมิลบ 143°C

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

ค่าการนำความร้อนของคลอรีน

ตารางแสดงค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของคลอรีนก๊าซที่ความดันบรรยากาศปกติในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -70 ถึง 400 องศาเซลเซียส

ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของคลอรีนภายใต้สภาวะปกติคือ 0.0079 W / (m องศา) ซึ่งน้อยกว่าอุณหภูมิและความดันเดียวกัน 3 เท่า คลอรีนที่ให้ความร้อนทำให้การนำความร้อนเพิ่มขึ้น ดังนั้น ที่อุณหภูมิ 100°C ค่าของคุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีนนี้จึงเพิ่มขึ้นเป็น 0.0114 W/(m องศา)

ค่าการนำความร้อนของก๊าซคลอรีน

t, °С	λ, W/(ม. องศา)	t, °С	λ, W/(ม. องศา)
-70	0,0054	50	0,0096
-60	0,0058	60	0,01
-50	0,0062	70	0,0104
-40	0,0065	80	0,0107
-30	0,0068	90	0,0111
-20	0,0072	100	0,0114
-10	0,0076	150	0,0133
0	0,0079	200	0,0149
10	0,0082	250	0,0165
20	0,0086	300	0,018
30	0,009	350	0,0195
40	0,0093	400	0,0207

ความหนืดของคลอรีน

ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของก๊าซคลอรีนในช่วงอุณหภูมิ 20...5000°C สามารถคำนวณได้โดยประมาณโดยสูตร:

โดยที่ η T คือสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของคลอรีนที่อุณหภูมิที่กำหนด T, K;
η T 0 คือสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของคลอรีนที่อุณหภูมิ T 0 =273 K (ที่ n.a.);
C คือค่าคงที่ของ Sutherland (สำหรับคลอรีน C=351)

ภายใต้สภาวะปกติ ความหนืดไดนามิกของคลอรีนคือ 0.0123·10 -3 Pa·s เมื่อถูกความร้อน คุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีนเช่นความหนืดจะมีค่าสูงขึ้น

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

ที่มา:

1. Barkov S. A. ฮาโลเจนและกลุ่มย่อยของแมงกานีส องค์ประกอบของกลุ่ม VII ของระบบธาตุของ D.I. Mendeleev เงินช่วยเหลือนักเรียน ม.: การศึกษา, 2519 - 112 น.
2. ตารางปริมาณทางกายภาพ ไดเรกทอรี เอ็ด วิชาการ ไอ.เค.คิโคอิน่า. มอสโก: Atomizdat, 1976 - 1008 p.
3. Yakimenko L. M. , Pasmanik M. I. หนังสืออ้างอิงเกี่ยวกับการผลิตคลอรีน โซดาไฟ และผลิตภัณฑ์คลอรีนพื้นฐาน เอ็ด 2 ทรานส์ เป็นต้น ม.: เคมี, 2519 - 440 น.

คลอรีน(lat. Chlorum), Cl, องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่ม VII ของระบบธาตุ Mendeleev, เลขอะตอม 17, มวลอะตอม 35.453; เป็นของครอบครัวฮาโลเจน ภายใต้สภาวะปกติ (0°C, 0.1 MN/m 2 , หรือ 1 kgf/cm2) ก๊าซสีเหลืองแกมเขียวมีกลิ่นที่ระคายเคืองอย่างรุนแรง คลอรีนธรรมชาติประกอบด้วยไอโซโทปที่เสถียรสองตัว: 35 Cl (75.77%) และ 37 Cl (24.23%) ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีที่มีเลขมวล 31-47 นั้นได้มาจากการประดิษฐ์โดยเฉพาะอย่างยิ่ง: 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 ที่มีครึ่งชีวิต (T ½) ตามลำดับ 0.31; 2.5; 1.56 วินาที; 3.1 10 5 ปี; 37.3, 55.5 และ 1.4 นาที 36 Cl และ 38 Cl ถูกใช้เป็นตัวติดตาม

ประวัติอ้างอิง K. Scheele ได้รับคลอรีนเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2317 โดยปฏิกิริยาของกรดไฮโดรคลอริกกับไพโรลูไซต์ MnO 2 อย่างไรก็ตาม ในปี ค.ศ. 1810 จี. เดวีย์ยอมรับว่าคลอรีนเป็นองค์ประกอบและตั้งชื่อว่าคลอรีน (จากภาษากรีกคลอโร - เหลือง-เขียว) ในปี ค.ศ. 1813 J. L. Gay-Lussac เสนอชื่อคลอรีนสำหรับธาตุนี้

การแพร่กระจายของคลอรีนในธรรมชาติคลอรีนเกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของสารประกอบเท่านั้น ปริมาณคลอรีนโดยเฉลี่ยในเปลือกโลก (คลาร์ก) คือ 1.7·10 -2% โดยน้ำหนัก ในหินอัคนีที่เป็นกรด - หินแกรนิตและอื่นๆ 2.4·10 -2 ในเบสิกและอัลตราเบสิก 5·10 -3 การอพยพของน้ำมีบทบาทสำคัญในประวัติศาสตร์ของคลอรีนในเปลือกโลก ในรูปของ Cl ion - พบในมหาสมุทรโลก (1.93%) น้ำเกลือใต้ดินและทะเลสาบเกลือ จำนวนแร่ธาตุของตัวเอง (ส่วนใหญ่เป็นคลอไรด์ธรรมชาติ) คือ 97 แร่ธาตุหลักคือเฮไลต์ NaCl (เกลือสินเธาว์) โพแทสเซียมและแมกนีเซียมคลอไรด์และคลอไรด์ผสมเป็นที่รู้จักกันเช่นกัน: sylvinite KCl, sylvinite (Na,K)Cl, carnalite KCl MgCl 2 6H 2 O, kainite KCl MgSO 4 3H 2 O, bischofite MgCl 2 6H 2 O ในประวัติศาสตร์ ของโลก การไหลเข้าของ HCl ที่มีอยู่ในก๊าซภูเขาไฟเข้าสู่ส่วนบนของเปลือกโลกมีความสำคัญอย่างยิ่ง

คุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีนคลอรีนมี t bp -34.05°C, t pl -101°C ความหนาแน่นของก๊าซคลอรีนภายใต้สภาวะปกติคือ 3.214 g/l; ไอน้ำอิ่มตัวที่ 0°C 12.21 g/l; คลอรีนเหลวที่จุดเดือด 1.557 ก./ซม. 3 ; คลอรีนที่เป็นของแข็งที่อุณหภูมิ - 102°C 1.9 g/cm 3 . ความดันไออิ่มตัวของคลอรีนที่ 0 องศาเซลเซียส 0.369; ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส 0.772; ที่ 100°C 3.814 MN/m 2 หรือ 3.69 ตามลำดับ 7.72; 38.14 กก. / ซม. 2 ความร้อนจากการหลอมเหลว 90.3 kJ/kg (21.5 cal/g); ความร้อนของการกลายเป็นไอ 288 kJ/kg (68.8 cal/g); ความจุความร้อนของก๊าซที่ความดันคงที่ 0.48 kJ/(kg K) ค่าคงที่วิกฤตของคลอรีน: อุณหภูมิ 144°C, ความดัน 7.72 MN/m2 (77.2 kgf/cm2), ความหนาแน่น 573 g/l, ปริมาตรจำเพาะ 1.745·10 -3 l/g. ความสามารถในการละลาย (ใน g / l) คลอรีนที่ความดันบางส่วน 0.1 MN / m 2 หรือ 1 kgf / cm 2 ในน้ำ 14.8 (0 ° C), 5.8 (30 ° C), 2.8 ( 70 ° C); ในสารละลาย 300 g/l NaCl 1.42 (30°C), 0.64 (70°C) ต่ำกว่า 9.6°C ในสารละลายในน้ำ คลอรีนไฮเดรตขององค์ประกอบที่แปรผันได้ Cl 2 ·nH 2 O จะเกิดขึ้น (โดยที่ n = 6-8); เหล่านี้เป็นผลึกสีเหลืองของคิวบิกซิงโกนี ซึ่งจะสลายตัวเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเป็นคลอรีนและน้ำ คลอรีนละลายได้ดีใน TiCl 4 , SiCl 4 , SnCl 4 และตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิด (โดยเฉพาะในเฮกเซน C 6 H 14 และคาร์บอนเตตระคลอไรด์ CCl 4) โมเลกุลของคลอรีนเป็นไดอะตอมมิก (Cl 2) ระดับการแยกตัวทางความร้อนของ Cl 2 + 243 kJ \u003d 2Cl ที่ 1,000 K คือ 2.07 10 -4% ที่ 2500 K 0.909%

คุณสมบัติทางเคมีของคลอรีนการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกของอะตอม Cl 3s 2 Зр 5 . ตามนี้ คลอรีนในสารประกอบแสดงสถานะออกซิเดชัน -1, +1, +3, +4, +5, +6 และ +7 รัศมีโควาเลนต์ของอะตอมคือ 0.99Å, รัศมีไอออนิกของ Cl คือ 1.82Å, ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนของอะตอมคลอรีนคือ 3.65 eV และพลังงานไอออไนเซชันคือ 12.97 eV

ในทางเคมี คลอรีนมีฤทธิ์มาก โดยจะรวมตัวกับโลหะเกือบทั้งหมดโดยตรง (มีบางชนิดเมื่อมีความชื้นหรือเมื่อถูกความร้อนเท่านั้น) และกับอโลหะ (ยกเว้นคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน ก๊าซเฉื่อย) ทำให้เกิดคลอไรด์ที่สอดคล้องกัน ทำปฏิกิริยา ด้วยสารประกอบหลายชนิด แทนที่ไฮโดรเจนในไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวและรวมสารประกอบที่ไม่อิ่มตัว คลอรีนจะแทนที่โบรมีนและไอโอดีนจากสารประกอบของพวกมันด้วยไฮโดรเจนและโลหะ จากสารประกอบของคลอรีนที่มีองค์ประกอบเหล่านี้จะถูกแทนที่ด้วยฟลูออรีน โลหะอัลคาไลในที่ที่มีความชื้นทำปฏิกิริยากับคลอรีนด้วยการจุดไฟ โลหะส่วนใหญ่ทำปฏิกิริยากับคลอรีนแห้งเมื่อถูกความร้อนเท่านั้น เหล็กและโลหะบางชนิดสามารถทนต่อคลอรีนแห้งที่อุณหภูมิต่ำ ดังนั้นจึงใช้ในการผลิตอุปกรณ์และห้องเก็บคลอรีนแห้ง ฟอสฟอรัสติดไฟในบรรยากาศของคลอรีน กลายเป็น РCl 3 และเมื่อคลอรีนเพิ่มเติม - РCl 5 ; กำมะถันกับคลอรีนเมื่อถูกความร้อนจะให้ S 2 Cl 2, SCl 2 และ S n Cl m อื่น ๆ สารหนู, พลวง, บิสมัท, สตรอนเทียม, เทลลูเรียม ทำปฏิกิริยากับคลอรีนอย่างรุนแรง ส่วนผสมของคลอรีนและไฮโดรเจนเผาไหม้ด้วยเปลวไฟไม่มีสีหรือสีเหลืองอมเขียวเพื่อสร้างไฮโดรเจนคลอไรด์ (นี่คือปฏิกิริยาลูกโซ่)

อุณหภูมิสูงสุดของเปลวไฟไฮโดรเจน-คลอรีนคือ 2200 องศาเซลเซียส สารผสมของคลอรีนกับไฮโดรเจนที่มีตั้งแต่ 5.8 ถึง 88.5% H 2 สามารถระเบิดได้

คลอรีนสร้างออกไซด์ด้วยออกซิเจน: Cl 2 O, ClO 2 , Cl 2 O 6 , Cl 2 O 7 , Cl 2 O 8 เช่นเดียวกับไฮโปคลอไรต์ (เกลือของกรดไฮโปคลอรัส) คลอไรท์ คลอเรต และเปอร์คลอเรต สารประกอบออกซิเจนทั้งหมดของคลอรีนก่อให้เกิดสารผสมที่ระเบิดได้พร้อมกับสารออกซิไดซ์ได้ง่าย คลอรีนออกไซด์มีความไม่เสถียรและสามารถระเบิดได้เองตามธรรมชาติ ไฮโปคลอไรท์จะสลายตัวช้าๆ ระหว่างการเก็บรักษา คลอเรตและเปอร์คลอเรตสามารถระเบิดได้ภายใต้อิทธิพลของตัวเริ่มต้น

คลอรีนในน้ำถูกไฮโดรไลซ์ ก่อตัวเป็นกรดไฮโปคลอรัสและกรดไฮโดรคลอริก: Cl 2 + H 2 O \u003d HClO + HCl เมื่อทำคลอรีนสารละลายด่างในที่เย็นจะเกิดไฮโปคลอไรท์และคลอไรด์: 2NaOH + Cl 2 \u003d NaClO + NaCl + H 2 O และเมื่อถูกความร้อน - คลอเรต โดยคลอรีนของแคลเซียมไฮดรอกไซด์แห้งจะได้สารฟอกขาว

เมื่อแอมโมเนียทำปฏิกิริยากับคลอรีน จะเกิดไนโตรเจนไตรคลอไรด์ขึ้น ในการคลอรีนของสารประกอบอินทรีย์ คลอรีนจะแทนที่ไฮโดรเจนหรือเติมด้วยพันธะหลายตัว ทำให้เกิดสารประกอบอินทรีย์ที่มีคลอรีนหลายชนิด

คลอรีนก่อรูปสารประกอบอินเทอร์ฮาโลเจนกับฮาโลเจนอื่นๆ Fluorides ClF, ClF 3 , ClF 3 มีปฏิกิริยาไวมาก ตัวอย่างเช่น ในบรรยากาศของใยแก้ว ClF 3 จะจุดไฟได้เองตามธรรมชาติ รู้จักสารประกอบคลอรีนที่มีออกซิเจนและฟลูออรีน - Chlorine oxyfluorides: ClO 3 F, ClO 2 F 3 , ClOF, ClOF 3 และฟลูออรีนเปอร์คลอเรต FClO 4

รับคลอรีน.คลอรีนเริ่มผลิตในอุตสาหกรรมในปี พ.ศ. 2328 โดยปฏิกิริยาของกรดไฮโดรคลอริกกับแมงกานีส (II) ออกไซด์หรือไพโรลูไซต์ ในปี 1867 นักเคมีชาวอังกฤษ G. Deacon ได้พัฒนาวิธีการผลิตคลอรีนโดยออกซิไดซ์ HCl ด้วยออกซิเจนในบรรยากาศต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 - ต้นศตวรรษที่ 20 คลอรีนถูกผลิตขึ้นโดยอิเล็กโทรลิซิสของสารละลายที่เป็นน้ำของคลอไรด์โลหะอัลคาไล วิธีการเหล่านี้ผลิตคลอรีนได้ 90-95% ในโลก คลอรีนจำนวนเล็กน้อยได้รับโดยบังเอิญในการผลิตแมกนีเซียม แคลเซียม โซเดียม และลิเธียมโดยอิเล็กโทรไลซิสของคลอไรด์หลอมเหลว ใช้วิธีการหลักสองวิธีในการแยกอิเล็กโทรไลซิสของสารละลาย NaCl ในน้ำ: 1) ในอิเล็กโทรไลเซอร์ที่มีแคโทดที่เป็นของแข็งและไดอะแฟรมตัวกรองที่มีรูพรุน; 2) ในอิเล็กโทรไลต์ที่มีแคโทดปรอท ตามวิธีการทั้งสอง ก๊าซคลอรีนจะถูกปล่อยออกมาบนแอโนดแกรไฟต์หรือออกไซด์ไททาเนียม-รูทีเนียม ตามวิธีแรก ไฮโดรเจนจะถูกปลดปล่อยที่แคโทดและเกิดสารละลายของ NaOH และ NaCl ซึ่งโซดาไฟในเชิงพาณิชย์จะถูกแยกออกโดยการประมวลผลที่ตามมา ตามวิธีที่สอง โซเดียมอะมัลกัมจะเกิดขึ้นบนแคโทดเมื่อสลายตัว น้ำสะอาดในอุปกรณ์ที่แยกต่างหากจะได้รับสารละลาย NaOH ไฮโดรเจนและปรอทบริสุทธิ์ซึ่งจะเข้าสู่การผลิตอีกครั้ง ทั้งสองวิธีให้ NaOH 1.125 ตันต่อคลอรีน 1 ตัน

อิเล็กโทรลิซิสของไดอะแฟรมต้องใช้เงินลงทุนน้อยลงสำหรับการผลิตคลอรีนและผลิต NaOH ที่ถูกกว่า วิธีแคโทดของปรอททำให้เกิด NaOH ที่บริสุทธิ์มาก แต่การสูญเสียปรอทจะก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

การใช้คลอรีนสาขาที่สำคัญอย่างหนึ่งของอุตสาหกรรมเคมีคืออุตสาหกรรมคลอรีน คลอรีนปริมาณหลักจะถูกแปรรูป ณ สถานที่ผลิตเป็นสารประกอบที่ประกอบด้วยคลอรีน คลอรีนถูกจัดเก็บและขนส่งในรูปของเหลวในถัง บาร์เรล ถังรถไฟ หรือในภาชนะที่มีอุปกรณ์พิเศษ สำหรับประเทศอุตสาหกรรม การบริโภคคลอรีนโดยประมาณดังต่อไปนี้เป็นเรื่องปกติ: สำหรับการผลิตสารประกอบอินทรีย์ที่มีคลอรีน - 60-75%; สารประกอบอนินทรีย์ที่มีคลอรีน -10-20%; สำหรับการฟอกเยื่อและผ้า - 5-15%; สำหรับความต้องการด้านสุขอนามัยและคลอรีนในน้ำ - 2-6% ของผลผลิตทั้งหมด

คลอรีนยังใช้สำหรับคลอรีนของแร่บางชนิดเพื่อสกัดไททาเนียม ไนโอเบียม เซอร์โคเนียมและอื่น ๆ

คลอรีนในร่างกายคลอรีนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบทางชีวภาพ ซึ่งเป็นส่วนประกอบคงที่ของเนื้อเยื่อพืชและสัตว์ ปริมาณคลอรีนในพืช (คลอรีนจำนวนมากในฮาโลไฟต์) - จากหนึ่งในพันของเปอร์เซ็นต์เป็นเปอร์เซ็นต์ทั้งหมด ในสัตว์ - หนึ่งในสิบและร้อยของเปอร์เซ็นต์ ความต้องการรายวันของผู้ใหญ่ที่มีคลอรีน (2-4 กรัม) ครอบคลุมโดยผลิตภัณฑ์อาหาร สำหรับอาหาร คลอรีนมักจะได้รับในปริมาณที่มากเกินไปในรูปของโซเดียมคลอไรด์และโพแทสเซียมคลอไรด์ ขนมปัง เนื้อสัตว์ และผลิตภัณฑ์จากนมอุดมไปด้วยคลอรีนโดยเฉพาะ สำหรับสัตว์ คลอรีนเป็นสารออกฤทธิ์หลักในพลาสมาเลือด น้ำเหลือง น้ำไขสันหลัง และเนื้อเยื่อบางชนิด มีบทบาทในการเผาผลาญเกลือน้ำ เอื้อต่อการกักเก็บน้ำโดยเนื้อเยื่อ การควบคุมความสมดุลของกรด-เบสในเนื้อเยื่อจะดำเนินการควบคู่ไปกับกระบวนการอื่นๆ โดยการเปลี่ยนการกระจายของคลอรีนระหว่างเลือดและเนื้อเยื่ออื่นๆ คลอรีนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญพลังงานในพืช โดยกระตุ้นทั้งออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชันและโฟโตฟอสโฟรีเลชัน คลอรีนมีผลดีต่อการดูดซึมออกซิเจนจากราก คลอรีนจำเป็นสำหรับการผลิตออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยคลอโรพลาสต์ที่แยกได้ คลอรีนไม่รวมอยู่ในสารอาหารส่วนใหญ่สำหรับการเพาะปลูกพืชเทียม เป็นไปได้ว่าคลอรีนที่มีความเข้มข้นต่ำมากเพียงพอสำหรับการพัฒนาพืช

คลอรีนเป็นพิษได้ในอุตสาหกรรมเคมี เยื่อกระดาษและกระดาษ สิ่งทอ อุตสาหกรรมยา และอื่นๆ คลอรีนระคายเคืองต่อเยื่อเมือกของดวงตาและทางเดินหายใจ การติดเชื้อทุติยภูมิมักจะเข้าร่วมกับการเปลี่ยนแปลงการอักเสบเบื้องต้น พิษเฉียบพลันพัฒนาเกือบจะในทันที การสูดดมคลอรีนที่มีความเข้มข้นปานกลางและต่ำทำให้เกิดอาการแน่นและเจ็บหน้าอก, ไอแห้ง, หายใจเร็ว, ปวดตา, น้ำตาไหล, เพิ่มระดับของเม็ดเลือดขาวในเลือด, อุณหภูมิของร่างกาย ฯลฯ หลอดลมปอดบวมเป็นพิษ ภาวะซึมเศร้า , อาการชัก . ในกรณีที่ไม่รุนแรง การฟื้นตัวจะเกิดขึ้นใน 3-7 วัน เป็นผลระยะยาว, โรคหวัดของระบบทางเดินหายใจส่วนบน, โรคหลอดลมอักเสบกำเริบ, โรคปอดบวมและอื่น ๆ ; การเปิดใช้งานที่เป็นไปได้ของวัณโรคปอด ด้วยการสูดดมคลอรีนความเข้มข้นเล็กน้อยเป็นเวลานานคล้ายกัน แต่ช้า พัฒนารูปแบบโรคต่างๆ การป้องกันพิษ: การปิดผนึกของโรงงานผลิต, อุปกรณ์, การระบายอากาศที่มีประสิทธิภาพ, หากจำเป็น, การใช้หน้ากากป้องกันแก๊สพิษ การผลิตคลอรีน สารฟอกขาว และสารประกอบคลอรีนอื่นๆ หมายถึง การผลิตด้วย เงื่อนไขที่เป็นอันตรายแรงงาน.

โดยธรรมชาติแล้ว คลอรีนจะอยู่ในสถานะก๊าซและอยู่ในรูปของสารประกอบร่วมกับก๊าซอื่นๆ เท่านั้น ภายใต้สภาวะที่ใกล้เคียงกับปกติ จะเป็นก๊าซสีเขียว เป็นพิษ และกัดกร่อน มีน้ำหนักมากกว่าอากาศ มีกลิ่นหอม โมเลกุลคลอรีนประกอบด้วยสองอะตอม มันไม่ไหม้เมื่อพัก แต่ที่อุณหภูมิสูงจะมีปฏิกิริยากับไฮโดรเจนหลังจากนั้นจะเกิดการระเบิดได้ เป็นผลให้ก๊าซฟอสจีนถูกปล่อยออกมา เป็นพิษมาก ดังนั้นแม้ในอากาศที่มีความเข้มข้นต่ำ (0.001 มก. ต่อ 1 dm 3) ก็อาจทำให้เสียชีวิตได้ คลอรีนบอกว่ามันหนักกว่าอากาศ ดังนั้นจึงมักจะอยู่ใกล้พื้นในรูปของหมอกควันสีเขียวอมเหลือง

ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์

เป็นครั้งแรกในทางปฏิบัติ K. Schelee ได้สารนี้ในปี พ.ศ. 2317 โดยการรวมกรดไฮโดรคลอริกและไพโรลูไซต์เข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตาม ในปี ค.ศ. 1810 พี. เดวี่สามารถระบุลักษณะของคลอรีนและระบุได้ว่าคลอรีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่แยกจากกัน

เป็นที่น่าสังเกตว่าในปี ค.ศ. 1772 เขาสามารถรับไฮโดรเจนคลอไรด์ซึ่งเป็นสารประกอบของคลอรีนกับไฮโดรเจน แต่นักเคมีไม่สามารถแยกองค์ประกอบทั้งสองนี้ออกได้

ลักษณะทางเคมีของคลอรีน

คลอรีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม VII ของตารางธาตุ มันอยู่ในคาบที่สามและมีเลขอะตอม 17 (17 โปรตอนในนิวเคลียสของอะตอม) อโลหะที่ทำปฏิกิริยา มันเขียนแทนด้วยตัวอักษร Cl

เป็นตัวแทนทั่วไปของก๊าซที่ไม่มีสี แต่มีกลิ่นฉุนเฉียบ มักจะเป็นพิษ ฮาโลเจนทั้งหมดสามารถละลายได้ดีในน้ำ เมื่อสัมผัสกับอากาศชื้น พวกมันจะเริ่มสูบบุหรี่

การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกของอะตอม Cl คือ 3s23p5 ดังนั้น ในสารประกอบ องค์ประกอบทางเคมีจึงมีระดับออกซิเดชันที่ -1, +1, +3, +4, +5, +6 และ +7 รัศมีโควาเลนต์ของอะตอมคือ 0.96 Å, รัศมีไอออนิกของ Cl คือ 1.83 Å, ความสัมพันธ์ของอะตอมกับอิเล็กตรอนคือ 3.65 eV, ระดับไอออไนเซชันคือ 12.87 eV

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น คลอรีนเป็นสารอโลหะที่ค่อนข้างแอคทีฟ ซึ่งช่วยให้คุณสามารถสร้างสารประกอบที่มีโลหะเกือบทุกชนิด (ในบางกรณีโดยการให้ความร้อนหรือใช้ความชื้น ในขณะที่แทนที่โบรมีน) และอโลหะ ในรูปแบบผงจะทำปฏิกิริยากับโลหะภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงเท่านั้น

อุณหภูมิการเผาไหม้สูงสุดคือ 2250 °C ด้วยออกซิเจน สามารถสร้างออกไซด์ ไฮโปคลอไรท์ คลอไรท์ และคลอเรตได้ สารประกอบทั้งหมดที่มีออกซิเจนจะระเบิดได้เมื่อทำปฏิกิริยากับสารออกซิไดซ์ เป็นที่น่าสังเกตว่าพวกมันสามารถระเบิดได้แบบสุ่ม ในขณะที่คลอเรตระเบิดก็ต่อเมื่อสัมผัสกับผู้ริเริ่มเท่านั้น

ลักษณะของคลอรีนตามตำแหน่งในระบบธาตุ:

สารง่าย ๆ
. องค์ประกอบของกลุ่มที่สิบเจ็ดของตารางธาตุ
. ช่วงที่สามของแถวที่สาม
. กลุ่มที่เจ็ดของกลุ่มย่อยหลัก
. เลขอะตอม 17;
. แสดงด้วยสัญลักษณ์ Cl;
. ปฏิกิริยาที่ไม่ใช่โลหะ
. อยู่ในกลุ่มฮาโลเจน
. ภายใต้สภาวะที่ใกล้เคียงกับปกติจะเป็นก๊าซพิษสีเขียวอมเหลืองที่มีกลิ่นฉุน
. โมเลกุลของคลอรีนมี 2 อะตอม (สูตร Cl 2)

คุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีน:

จุดเดือด: -34.04 °C;
. จุดหลอมเหลว: -101.5 °C;
. ความหนาแน่นในสถานะก๊าซ - 3.214 g/l;
. ความหนาแน่นของคลอรีนเหลว (ในช่วงเวลาเดือด) - 1.537 g / cm 3;
. ความหนาแน่นของคลอรีนที่เป็นของแข็ง - 1.9 g/cm 3 ;
. ปริมาณเฉพาะ - 1.745 x 10 -3 l / g

คลอรีน: ลักษณะของการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ในสถานะก๊าซ มีแนวโน้มที่จะทำให้เป็นของเหลวได้ง่าย ที่ความดัน 8 บรรยากาศและอุณหภูมิ 20 °C มีลักษณะเป็นของเหลวสีเหลืองแกมเขียว มีคุณสมบัติการกัดกร่อนที่สูงมาก ตามแนวทางปฏิบัติ องค์ประกอบทางเคมีนี้สามารถรักษาสถานะของเหลวได้จนถึงอุณหภูมิวิกฤต (143 ° C) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแรงดันที่เพิ่มขึ้น

หากถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิ -32 ° C มันจะเปลี่ยนเป็นของเหลวโดยไม่คำนึงถึงความกดอากาศ เมื่ออุณหภูมิลดลงอีกจะเกิดการตกผลึก (ที่ -101 ° C)

คลอรีนในธรรมชาติ

เปลือกโลกมีคลอรีนเพียง 0.017% ส่วนใหญ่อยู่ในก๊าซภูเขาไฟ ตามที่ระบุไว้ข้างต้น สารนี้มีกิจกรรมทางเคมีสูง อันเป็นผลมาจากการที่มันเกิดขึ้นในธรรมชาติในสารประกอบที่มีองค์ประกอบอื่นๆ อย่างไรก็ตาม แร่ธาตุหลายชนิดมีคลอรีน ลักษณะของธาตุช่วยให้เกิดแร่ธาตุต่างๆ ได้ประมาณร้อยชนิด ตามกฎแล้วสิ่งเหล่านี้คือเมทัลคลอไรด์

นอกจากนี้ยังมีจำนวนมากในมหาสมุทร - เกือบ 2% นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าคลอไรด์ถูกละลายและถูกพัดพาโดยแม่น้ำและทะเลอย่างมาก กระบวนการย้อนกลับยังเป็นไปได้ คลอรีนถูกชะล้างกลับเข้าฝั่ง แล้วลมก็พัดพาไป นั่นคือเหตุผลที่พบความเข้มข้นสูงสุดในเขตชายฝั่งทะเล ในพื้นที่แห้งแล้งของโลก ก๊าซที่เรากำลังพิจารณาอยู่นั้นเกิดจากการระเหยของน้ำ อันเป็นผลมาจากบึงเกลือปรากฏขึ้น มีการขุดสารนี้ประมาณ 100 ล้านตันต่อปีในโลก ซึ่งไม่น่าแปลกใจเพราะว่ามีคลอรีนสะสมอยู่เป็นจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ลักษณะของมันขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์เป็นส่วนใหญ่

วิธีการรับคลอรีน

วันนี้ มีหลายวิธีในการรับคลอรีน ซึ่งวิธีที่ใช้กันทั่วไปมีดังนี้:

1. รูรับแสง เป็นวิธีที่ง่ายและราคาถูกที่สุด สารละลายเกลือในอิเล็กโทรไลซิสไดอะแฟรมเข้าสู่พื้นที่แอโนด นอกจากนี้ กริดเหล็กแคโทดจะไหลเข้าสู่ไดอะแฟรม ประกอบด้วยเส้นใยโพลีเมอร์จำนวนเล็กน้อย คุณลักษณะที่สำคัญของอุปกรณ์นี้คือทวนกระแส มันถูกส่งตรงจากแอโนดไปยังพื้นที่แคโทด ซึ่งทำให้ได้คลอรีนและน้ำด่างแยกจากกัน

2. เมมเบรน ประหยัดพลังงานมากที่สุด แต่ยากที่จะนำไปใช้ในองค์กร คล้ายกับไดอะแฟรม ความแตกต่างคือช่องว่างขั้วบวกและขั้วลบถูกแยกออกจากกันโดยเมมเบรน ดังนั้นเอาต์พุตจึงเป็นสองสตรีมที่แยกจากกัน

ควรสังเกตว่าลักษณะของสารเคมี ธาตุ (คลอรีน) ที่ได้จากวิธีการเหล่านี้จะแตกต่างกัน "สะอาด" มากขึ้นถือเป็นวิธีเมมเบรน

3. วิธีปรอทด้วยแคโทดเหลว เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีอื่นๆ ตัวเลือกนี้ช่วยให้คุณได้รับคลอรีนบริสุทธิ์ที่สุด

โครงร่างพื้นฐานของการติดตั้งประกอบด้วยอิเล็กโทรไลเซอร์และปั๊มที่เชื่อมต่อถึงกันและตัวสลายอะมัลกัม ปรอทที่ปั๊มโดยปั๊มร่วมกับสารละลายเกลือทั่วไปทำหน้าที่เป็นแคโทด และอิเล็กโทรดคาร์บอนหรือกราไฟต์ทำหน้าที่เป็นแอโนด หลักการทำงานของการติดตั้งมีดังนี้: คลอรีนถูกปล่อยออกมาจากอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งจะถูกลบออกจากอิเล็กโทรไลเซอร์พร้อมกับอะโนไลต์ สิ่งเจือปนและคลอรีนตกค้างจะถูกลบออกจากส่วนหลัง อิ่มตัวด้วยเฮไลต์และกลับสู่อิเล็กโทรไลซิสอีกครั้ง

ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยในอุตสาหกรรมและการผลิตที่ไม่สามารถทำกำไรได้นำไปสู่การเปลี่ยนแคโทดเหลวด้วยแคโทดที่เป็นของแข็ง

การใช้คลอรีนเพื่อการอุตสาหกรรม

คุณสมบัติของคลอรีนทำให้สามารถใช้ในอุตสาหกรรมได้อย่างแข็งขัน ด้วยความช่วยเหลือของสิ่งนี้ องค์ประกอบทางเคมีรับต่างๆ (ไวนิลคลอไรด์, คลอโรยาง, ฯลฯ ), ยา,น้ำยาฆ่าเชื้อ. แต่ช่องที่ใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรมคือการผลิตกรดไฮโดรคลอริกและมะนาว

วิธีการกรองน้ำดื่มใช้กันอย่างแพร่หลาย วันนี้พวกเขากำลังพยายามที่จะย้ายออกจากวิธีนี้โดยแทนที่ด้วยโอโซนเนื่องจากสารที่เรากำลังพิจารณาส่งผลเสียต่อร่างกายมนุษย์นอกจากนี้น้ำคลอรีนยังทำลายท่อ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในสถานะอิสระ Cl ส่งผลเสียต่อท่อที่ทำจากโพลีโอเลฟินส์ อย่างไรก็ตาม ประเทศส่วนใหญ่ชอบวิธีการคลอรีน

คลอรีนยังใช้ในโลหะวิทยา ด้วยความช่วยเหลือของมัน ได้โลหะหายากจำนวนหนึ่ง (ไนโอเบียม แทนทาลัม ไททาเนียม) ในอุตสาหกรรมเคมี สารประกอบออร์กาโนคลอรีนหลายชนิดถูกใช้อย่างแข็งขันเพื่อควบคุมวัชพืชและเพื่อการเกษตรอื่น ๆ ธาตุนี้ยังใช้เป็นสารฟอกขาวอีกด้วย

เนื่องจากโครงสร้างทางเคมี คลอรีนทำลายสีย้อมอินทรีย์และอนินทรีย์ส่วนใหญ่ ทำได้โดยการทำให้สีเปลี่ยนไปโดยสิ้นเชิง ผลลัพธ์ดังกล่าวจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อมีน้ำอยู่เท่านั้น เพราะกระบวนการฟอกสีเกิดขึ้นจากการที่มันเกิดขึ้นหลังจากการสลายของคลอรีน: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O วิธีนี้ใช้สองสามวิธี หลายศตวรรษก่อนและยังคงเป็นที่นิยมในปัจจุบัน

การใช้สารนี้ในการผลิตยาฆ่าแมลงออร์กาโนคลอรีนเป็นที่นิยมอย่างมาก การเตรียมทางการเกษตรเหล่านี้ฆ่าสิ่งมีชีวิตที่เป็นอันตรายโดยปล่อยให้พืชไม่เสียหาย ส่วนสำคัญของคลอรีนทั้งหมดที่ผลิตได้บนโลกใบนี้ไปสู่ความต้องการทางการเกษตร

นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตสารประกอบพลาสติกและยาง ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาทำฉนวนลวด, เครื่องเขียน, อุปกรณ์, เปลือกหอย เครื่องใช้ในครัวเรือนเป็นต้น มีความเห็นว่ายางที่ได้จากวิธีนี้เป็นอันตรายต่อมนุษย์ แต่สิ่งนี้ไม่ได้รับการยืนยันจากวิทยาศาสตร์

เป็นที่น่าสังเกตว่าคลอรีน (เราเปิดเผยคุณสมบัติของสารในรายละเอียดก่อนหน้านี้) และอนุพันธ์ของคลอรีน เช่น ก๊าซมัสตาร์ดและฟอสจีน ยังใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางทหารเพื่อให้ได้มาซึ่งสารทำสงครามเคมี

คลอรีนเป็นตัวแทนที่สดใสของอโลหะ

อโลหะเป็นสารธรรมดาที่มีก๊าซและของเหลว ในกรณีส่วนใหญ่ พวกมันนำกระแสไฟฟ้าได้แย่กว่าโลหะ และมีลักษณะทางกายภาพและทางกลแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ด้วยความช่วยเหลือของไอออไนซ์ในระดับสูง พวกมันจึงสามารถสร้างสารประกอบเคมีโควาเลนต์ได้ ด้านล่างนี้ จะแสดงคุณสมบัติของอโลหะโดยใช้ตัวอย่างของคลอรีน

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วองค์ประกอบทางเคมีนี้คือก๊าซ ภายใต้สภาวะปกติจะขาดคุณสมบัติที่คล้ายกับโลหะโดยสิ้นเชิง หากไม่มีความช่วยเหลือจากภายนอก ก็ไม่สามารถโต้ตอบกับออกซิเจน ไนโตรเจน คาร์บอน ฯลฯ โดยแสดงคุณสมบัติการออกซิไดซ์ในพันธะกับสารธรรมดาและสารที่ซับซ้อนบางชนิด หมายถึงฮาโลเจนซึ่งสะท้อนให้เห็นอย่างชัดเจนในลักษณะทางเคมี ในสารประกอบที่มีตัวแทนอื่น ๆ ของฮาโลเจน (โบรมีน, แอสทาทีน, ไอโอดีน) จะแทนที่พวกมัน ในสถานะก๊าซ คลอรีน (ลักษณะของมันคือการยืนยันโดยตรง) จะละลายได้ดี เป็นยาฆ่าเชื้อที่ดีเยี่ยม ฆ่าเฉพาะสิ่งมีชีวิตซึ่งทำให้ขาดไม่ได้ใน เกษตรกรรมและยา

ใช้เป็นยาพิษ

ลักษณะของอะตอมคลอรีนทำให้สามารถใช้เป็นสารพิษได้ เป็นครั้งแรกที่เยอรมนีใช้แก๊สเมื่อวันที่ 22 เมษายน พ.ศ. 2458 ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่งซึ่งส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตประมาณ 15,000 คน ตอนนี้ใช้ไม่ได้

ให้ คำอธิบายสั้น ๆองค์ประกอบทางเคมีเป็นภาวะขาดอากาศหายใจ ส่งผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ผ่านการสำลัก ประการแรกมันระคายเคืองทางเดินหายใจส่วนบนและเยื่อเมือกของดวงตา อาการไอรุนแรงเริ่มต้นด้วยการหายใจไม่ออก นอกจากนี้ ก๊าซจะกัดกร่อนเนื้อเยื่อปอด ซึ่งนำไปสู่อาการบวมน้ำ สิ่งสำคัญ! คลอรีนเป็นสารที่ออกฤทธิ์เร็ว

อาการจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับความเข้มข้นในอากาศ ด้วยเนื้อหาต่ำในคนจะสังเกตเห็นรอยแดงของเยื่อเมือกของดวงตาและหายใจถี่เล็กน้อย เนื้อหาในบรรยากาศ 1.5-2 ก. / ม. 3 ทำให้เกิดความรู้สึกหนักและความรู้สึกแหลมคมในหน้าอก ความเจ็บปวดที่คมชัดในส่วนบน ทางเดินหายใจ. นอกจากนี้ ภาวะนี้อาจมาพร้อมกับการฉีกขาดอย่างรุนแรง หลังจากอยู่ในห้องที่มีคลอรีนเข้มข้นประมาณ 10-15 นาที ปอดจะไหม้อย่างรุนแรงและเสียชีวิต ที่ความเข้มข้นที่หนาแน่นกว่า อาจถึงแก่ชีวิตได้ภายในหนึ่งนาทีจากอัมพาตของระบบทางเดินหายใจส่วนบน

คลอรีนในชีวิตของสิ่งมีชีวิตและพืช

คลอรีนพบได้ในสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด ลักษณะเฉพาะคือไม่มีอยู่ในรูปบริสุทธิ์ แต่อยู่ในรูปของสารประกอบ

ในสิ่งมีชีวิตของสัตว์และมนุษย์ คลอไรด์ไอออนจะรักษาความเท่าเทียมกันของออสโมติก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าพวกมันมีรัศมีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจาะเข้าไปในเซลล์เมมเบรน นอกจากโพแทสเซียมไอออนแล้ว Cl ยังควบคุมความสมดุลของเกลือและน้ำ ในลำไส้ คลอไรด์ไอออนสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการทำงานของเอนไซม์สลายโปรตีนในน้ำย่อย ช่องคลอรีนมีอยู่หลายเซลล์ในร่างกายของเรา การแลกเปลี่ยนของเหลวระหว่างเซลล์เกิดขึ้นและคงค่า pH ของเซลล์ไว้ ประมาณ 85% ของปริมาตรทั้งหมดขององค์ประกอบนี้ในร่างกายอยู่ในช่องว่างระหว่างเซลล์ มันถูกขับออกจากร่างกายผ่านทางท่อปัสสาวะ ผลิต ร่างกายผู้หญิงระหว่างให้นมลูก

ในขั้นของการพัฒนานี้ เป็นการยากที่จะพูดอย่างแจ่มแจ้งว่าโรคใดเกิดจากคลอรีนและสารประกอบของคลอรีน เนื่องจากขาดการวิจัยในด้านนี้

คลอรีนไอออนยังมีอยู่ในเซลล์พืช เขามีส่วนร่วมในการแลกเปลี่ยนพลังงานอย่างแข็งขัน หากไม่มีองค์ประกอบนี้ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงก็เป็นไปไม่ได้ ด้วยความช่วยเหลือรากดูดซับสารที่จำเป็นอย่างแข็งขัน แต่คลอรีนที่มีความเข้มข้นสูงในพืชสามารถส่งผลเสียได้ (ทำให้กระบวนการสังเคราะห์แสงช้าลง หยุดการพัฒนาและการเจริญเติบโต)

อย่างไรก็ตาม มีตัวแทนของพืชพันธุ์ดังกล่าวที่สามารถ "หาเพื่อน" หรืออย่างน้อยก็เข้ากับองค์ประกอบนี้ได้ ลักษณะของอโลหะ (คลอรีน) มีรายการเช่นความสามารถของสารในการออกซิไดซ์ดิน ในกระบวนการวิวัฒนาการ พืชที่กล่าวถึงข้างต้น เรียกว่าฮาโลไฟต์ ได้ครอบครองบึงเกลือที่ว่างเปล่า ซึ่งว่างเปล่าเนื่องจากมีธาตุนี้มากเกินไป พวกมันดูดซับคลอไรด์ไอออนแล้วกำจัดพวกมันด้วยความช่วยเหลือของใบไม้ร่วง

การขนส่งและการเก็บรักษาคลอรีน

มีหลายวิธีในการเคลื่อนย้ายและเก็บคลอรีน ลักษณะขององค์ประกอบแสดงถึงความต้องการกระบอกสูบพิเศษด้วย ความดันสูง. ภาชนะดังกล่าวมีเครื่องหมายระบุ - เส้นสีเขียวแนวตั้ง ถังจะต้องล้างให้สะอาดทุกเดือน ด้วยการจัดเก็บคลอรีนเป็นเวลานานทำให้เกิดตะกอนที่ระเบิดได้ - ไนโตรเจนไตรคลอไรด์ หากไม่ปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยทั้งหมด การจุดระเบิดและการระเบิดจะเกิดขึ้นเอง

การศึกษาคลอรีน

นักเคมีในอนาคตควรรู้ลักษณะของคลอรีน ตามแผน นักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 สามารถทำการทดลองในห้องปฏิบัติการด้วยสารนี้ตามความรู้พื้นฐานของวินัย โดยธรรมชาติแล้ว ครูมีหน้าที่ต้องบรรยายสรุปเรื่องความปลอดภัย

ลำดับการทำงานมีดังนี้: คุณต้องนำขวดที่มีคลอรีนและเทขี้กบโลหะขนาดเล็กลงไป ในระหว่างเที่ยวบิน ชิปจะลุกเป็นไฟด้วยประกายไฟที่สว่างสดใส และในขณะเดียวกันก็จะเกิดควันสีขาวบาง ๆ ของ SbCl 3 เมื่อฟอยล์ดีบุกจุ่มลงในภาชนะที่มีคลอรีน มันจะจุดไฟได้เองตามธรรมชาติ และเกล็ดหิมะที่ลุกเป็นไฟจะค่อยๆ ตกลงไปที่ด้านล่างของขวด ในระหว่างปฏิกิริยานี้ จะเกิดของเหลวควัน SnCl 4 ขึ้น เมื่อใส่ขี้เหล็กลงในภาชนะ จะเกิด "หยด" สีแดงขึ้น และควันสีแดงของ FeCl 3 จะปรากฏขึ้น

เช่นกัน ฝึกงานทฤษฎีซ้ำแล้วซ้ำอีก โดยเฉพาะคำถามเช่นการกำหนดลักษณะของคลอรีนตามตำแหน่งในระบบธาตุ (อธิบายไว้ที่ตอนต้นของบทความ)

จากการทดลองพบว่าองค์ประกอบทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์อย่างแข็งขัน หากคุณใส่สำลีแช่น้ำมันสนในขวดที่มีคลอรีน มันจะจุดไฟทันทีและเขม่าจะหลุดออกจากขวดอย่างรวดเร็ว โซเดียมทำให้เกิดเปลวไฟสีเหลืองได้อย่างมีประสิทธิภาพและผลึกเกลือปรากฏบนผนังของจานเคมี นักเรียนจะสนใจที่จะรู้ว่าในขณะที่ยังเป็นนักเคมีอายุน้อย N. N. Semenov (ภายหลังผู้ได้รับรางวัลโนเบล) หลังจากทำการทดลองดังกล่าวแล้ว รวบรวมเกลือจากผนังขวดและโรยขนมปังลงไปแล้วกินเข้าไป เคมีกลายเป็นสิ่งที่ถูกต้องและไม่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ผิดหวัง จากการทดลองโดยนักเคมี เกลือแกงธรรมดากลับกลายเป็นจริง!

องค์ประกอบที่ 7 ของกลุ่มย่อยของตารางธาตุของ D.I. Mendeleev ที่ระดับภายนอก - 7 อิเล็กตรอนดังนั้นเมื่อทำปฏิกิริยากับตัวรีดิวซ์คลอรีนจะแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์ของมันเพื่อดึงดูดอิเล็กตรอนของโลหะมาที่ตัวมันเอง

คุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีน

คลอรีนเป็นก๊าซสีเหลือง มีกลิ่นฉุน

คุณสมบัติทางเคมีของคลอรีน

ฟรี คลอรีนกระตือรือร้นมาก มันทำปฏิกิริยากับสารธรรมดาทั้งหมด ยกเว้นออกซิเจน ไนโตรเจน และก๊าซมีตระกูล:

ซิ + 2 Cl 2 = SiCl 4 + คิว.

เมื่อทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนที่อุณหภูมิห้อง แทบไม่มีปฏิกิริยาใดๆ แต่ทันทีที่แสงสว่างทำหน้าที่เป็นอิทธิพลภายนอก ปฏิกิริยาลูกโซ่ก็เกิดขึ้น ซึ่งพบว่ามีการประยุกต์ใช้ในเคมีอินทรีย์

เมื่อถูกความร้อน คลอรีนสามารถขับไอโอดีนหรือโบรมีนออกจากกรดได้:

Cl 2 + 2 HBr = 2 HCl + Br 2 .

คลอรีนทำปฏิกิริยากับน้ำซึ่งละลายได้บางส่วน ส่วนผสมนี้เรียกว่าน้ำคลอรีน

ทำปฏิกิริยากับด่าง:

Cl 2 + 2NaOH \u003d NaCl + NaClO + H 2 O (เย็น),

Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (ความร้อน).

รับคลอรีน.

1. อิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมคลอไรด์ละลายซึ่งดำเนินการตามรูปแบบต่อไปนี้:

2. วิธีห้องปฏิบัติการเพื่อให้ได้คลอรีน:

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