Хлоро - свойства на химичните елементи
Хлоро (лат Chlorum.), CI, химичен елемент от група VII от периодичната таблица, за атомен номер 17, атомно тегло 35,453; Тя се отнася до семейството на халогени. При нормални условия (0 ° С и 0,1 MN / т2 или 1 кгс / см 2) жълто-зелен газ със силно дразнещ миризма. Природен хлоро състои от две стабилни изотопи 35 Cl (75,77%) и 37 Cl (24,23%). Изкуствено произведени радиоактивни изотопи с масови числа от 31-47, по-специално 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 с полуживот (полуживот) съответно 0,31; 2.5; 1.56 секунди; 3.1 х 10 5 години; 37.3, 55.5 и 1.4 минути. 36 Cl и 38 С, се използва като маркери.
Исторически информация. Хлоро получава първо в 1774, К. Scheele взаимодействие солна киселина с pyrolusite МпО 2. Въпреки това, само през 1810 г., Х. Дейви установено, че хлор - елемент и го нарекли хлор (от гръцките chloros -. Жълто-зелен). В 1813, JL Gay Lussac-препоръчва името на хлора елемент.
Физичните свойства на хлор. Хлорът има точка на кипене -34,05 ° С, точка на топене -101 ° С плътност Хлор газ при нормални условия, 3,214 гр / л; наситена пара при 0 ° С, 12.21 гр / л; Хлорът течни при температурата на кипене на 1557 грама / cm 3; Хлорът твърд при - 102 ° С 1.9 гр / см 3. налягане на парите на хлор при 0 ° С 0,369; при 25 ° С 0.772; при 100 ° С 3814 MN / т2 или 3.69, съответно; 7,72; 38,14 кгс / см 2. топлина на топене на 90,3 кДж / кг (21.5 кал / г); топлина на изпарение 288 кДж / кг (68.8 кал / г); газ специфична топлина при постоянно налягане е 0,48 килоджаул / (кг · К) [0,11 кал / (г · ° С)]. Критични константи на хлор: Температура 144 ° С, налягане от 7,72 MN / т2 (77,2 кгс / см 2), плътност 573 грама / л, специфичният обем от 1,745 х 10 -3 L / г. Разтворимост (г / л) от хлор при парциално налягане от 0,1 MN / т2 или 1 кгс / см 2 във вода 14.8 (0 ° С), 5.8 (30 ° С), 2.8 ( 70 ° С); в разтвор от 300 г / л NaCl 1,42 (30 ° С), 0.64 (70 ° С). Под 9,6 ° С във воден разтвор на хлорни хидрати са оформени на променлив състав NH2 Cl2 · G (където п = 6-8); Този жълти кристали на кубичен система, се разлагат при повишени температури до хлор и вода. Хлорът е силно разтворим в TiCl4. SiCl4. SnCl4 и някои органични разтворители (особено С6 H14 хексан и тетрахлорметан CCl4). Двуатомен хлор молекула (Cl2). Степента на термично разпадане на Cl2 + 243kdzh = 2Cl при 1000 К е 2.07 х 10 4%, при 2500 К 0.909%.
Химичните свойства на хлор. външната електронна конфигурация 2 Cl 3s атом Sp на 5. Съответно Хлоро в съединения проявяват окисляване -1, 1, 3, 4, 5, 6 и 7. Ковалентното атомен радиус 0.99Å, Йонната радиуса на Cl - 1,82Å, Афинитетът на хлорен атом електрона от 3.65 ЕГ, на йонизация енергията на 12.97 ЕГ.
Химически хлоро много активен, директно свързан с почти всички метали (с някои само в присъствието на влага или при загряване) и с неметали (с изключение на въглерод, азот, кислород, инертен газ), за да образуват съответните хлориди, взаимодействат с много съединения, замества водород в наситени въглеводороди и се присъединява към ненаситени съединения. Хлор бром и йод измества от техните съединения с водород и метали; Хлорните съединения на тези елементи, се замества с флуор. Алкални метали в присъствието на следи влага взаимодействат с хлор-запалването, повечето метали реагират с хлор само по време на сухо нагряване. Стомана и някои метална стойка в атмосфера на сух хлор в условия на ниски температури, така че те се използват за производство на оборудване и съоръжения за съхранение на сух хлор. Фосфорът се запалва в атмосфера на хлор, образувайки RCl3. и с допълнително хлориране - RSl5; хлор със сяра при загряване дава S2 Cl2. SCl2 и други Sn CLM. Арсен, антимон, бисмут, стронций, телур енергично реагира с хлор. Смес на хлор с водород изгаря безцветно или жълто-зелено за да се образува пламък на хлороводород (това верижна реакция).
Максималната температура на водород-хлор пламъка на 2200 ° С Смеси от хлор и водород, съдържащи от 5,8 до 88,5% Н2. експлозив.
С хлоро кислородни форми оксиди: Cl2 О SlO2. О6 Cl2. Cl2 О7. Cl2 О8. и хипохлорит (соли хипохлориста киселина), хлорити, хлорати и перхлорати. Всички хлор кислородни съединения образуват експлозивна смес с лесно окисляващи вещества. Оксиди хлор malostoyki и може да експлодира спонтанно, хипохлорити разлагат бавно на съхранение, хлорати и перхлорати може да експлодира под въздействието на инициатори.
Хлор във вода хидролизира до образуване хипохлориста и солна киселина: Cl2 + H2O = HCl + NClO. Хлориране на водни разтвори на основи в студените образува хипохлорити и хлориди: 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + Н2 О и при нагряване - хлорати. Хлориране на сух калциев хидроксид, получен белина.
Когато амоняк реагира с хлор произвежда азотен трихлорид на. Когато хлорирането на органични съединения или хлоро заместен с водород или е приложен на множество връзки, формиране на различни хлорирани органични съединения.
Хлорът реагира с други халогени mezhgalogennye съединение. Fluorides ClF, ClF3. ClF3 е много реактивен; например, в атмосферата се запалва ClF3 стъклена вата. Известни съединения от хлор и флуор с кислород - оксифлуориди хлор: ClO3 F, ClO2 F3. ClOF, ClOF3 перхлорат FClO4 флуор.
Производството на хлор. Хлоро започва да произвежда промишленост през 1785 godu взаимодействие солна киселина с манганов оксид (II) или pyrolusite. През 1867, английски химик H. Дякона разработения метод за получаване на хлор чрез окисляване HCl атмосферен кислород в присъствие на катализатор. От края на 19 - началото на хлора на 20-ти век, произведени чрез електролиза на водни разтвори на хлориди на алкални метали. Съгласно този метод се получава 90-95% от хлора в света. Малки количества хлор, се получават едновременно по време на производството на магнезий, калций, натрий и литий електролиза на разтопен хлориди. Прилагане на две основния метод за електролиза на водни разтвори на натриев хлорид: 1) в електролиза с твърд катод и пореста филтрираща мембрана; 2) в електролитна живак катод. За двата метода на графит или оксид на титан-рутений анод хлор газ. По първия метод, водород се отделя на катода и образува разтвор на NaOH и натриев хлорид, от които по-нататъшна преработка се изолира стока сода каустик. По втория метод натриева амалгама се формира на катода, с разлагане на чиста вода в отделен апарат се получава разтвор на NaOH, чист водород и живак, която отново преминава в производството. И двата метода произвеждат 1 тон хлор в 1.125 М NaOH.
Електролиза с диафрагма изисква по-малко капиталови инвестиции за производство на хлор, осигурява по-евтино NaOH. Метод с живак катод произвежда много чист NaOH, а загубата на живак замърсяват околната среда.
Използването на хлор. Един от най-важните отрасли на химическата промишленост е хлор индустрия. Основното количество хлор се обработва на мястото на неговото производство в хлорни съединения. Хлоро съхранява и транспортира в течна форма в кутии, барабани, железопътни резервоари или специално оборудвани кораби. За индустриализираните страни се характеризират със следните приблизителни консумацията на хлор: за производството на хлор-съдържащи органични съединения - 60-75%; неорганични съединения, съдържащи хлор, -10-20%; целулоза и избелване tkaney- 5-15%; за санитарни нужди и хлориране - 2-6% от общата продукция.
Хлорът е приложим за хлориране на някои руди също за извличане титан, ниобий, цирконий и други
Хлорът отравяне са възможни в химическата, пулп и хартия, текстил, фармацевтичната и други промишлености. Хлорът дразни лигавицата на очите и дихателните пътища. Първичните възпалителни промени обикновено са свързани чрез вторична инфекция. Остро отравяне се развива почти веднага. Вдишването средни и ниски концентрации хлорни наблюдавани стягане и болка в гърдите, суха кашлица, задух, болка в очите, сълзене, повишаване на кръвните левкоцити, телесна температура, и т. Н. Възможна бронхопневмония, токсичен белодробен оток, депресия, конвулсии , При леки случаи се възстанови в рамките на 3-7 дни. Тъй като дългосрочни ефекти са наблюдавани катар на горните дихателни пътища, рецидивиращ бронхит, белодробна фиброза и други; възможно активиране на белодробна туберкулоза. Продължителното вдишване на ниски концентрации на хлор се наблюдава подобна, но бавно развиващите форма на болестта. Предотвратяване на отравяне: запечатване растения, оборудване, ефективна вентилация, ако е необходимо използването на противогаз. Производство на хлор белина и други хлорни съединения се отнася до производството на вредни условия.