Chlor(lat. Chlorum), Cl, ein chemisches Element der Gruppe VII des Mendelejew-Periodensystems, Ordnungszahl 17, Atommasse 35,453; gehört zur Familie der Halogene. Unter normalen Bedingungen (0°C, 0,1 MN/m 2 oder 1 kgf/cm 2) ein gelbgrünes Gas mit einem scharfen irritierenden Geruch. Natürliches Chlor besteht aus zwei stabilen Isotopen: 35 Cl (75,77 %) und 37 Cl (24,23 %). Künstlich gewonnene radioaktive Isotope mit den Massenzahlen 31-47, insbesondere: 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 mit Halbwertszeiten (T ½) jeweils 0,31; 2,5; 1,56 Sek.; 3,1 10 5 Jahre; 37,3, 55,5 und 1,4 min. Als Tracer werden 36 Cl und 38 Cl verwendet.

Geschichtlicher Bezug. Chlor wurde erstmals 1774 von K. Scheele durch Wechselwirkung von Salzsäure mit Pyrolusit MnO 2 gewonnen. G. Davy stellte jedoch erst 1810 fest, dass Chlor ein Element ist, und nannte es Chlor (vom griechischen Chloros - gelbgrün). 1813 schlug J. L. Gay-Lussac den Namen Chlor für dieses Element vor.

Verteilung von Chlor in der Natur. Chlor kommt in der Natur nur in Form von Verbindungen vor. Der durchschnittliche Gehalt an Chlor in der Erdkruste (Clark) beträgt 1,7·10 -2 Masse-%, in sauren Eruptivgesteinen - Graniten und anderen 2,4·10 -2 , in basischen und ultrabasischen 5·10 -3 . Die Wassermigration spielt in der Geschichte des Chlors in der Erdkruste eine große Rolle. In Form von Cl-Ionen - es kommt im Weltmeer (1,93%), unterirdischen Solen und Salzseen vor. Die Anzahl der eigenen Mineralien (hauptsächlich natürliche Chloride) beträgt 97, das wichtigste davon ist Halit NaCl (Steinsalz). Große Vorkommen an Kalium- und Magnesiumchloriden und gemischten Chloriden sind ebenfalls bekannt: Sylvin KCl, Sylvinit (Na,K)Cl, Carnalit KCl MgCl 2 6H 2 O, Kainit KCl MgSO 4 3H 2 O, Bischofit MgCl 2 6H 2 O In der Geschichte der Erde war die Versorgung der oberen Teile der Erdkruste mit dem in vulkanischen Gasen enthaltenen HCl von großer Bedeutung.

Physikalische Eigenschaften von Chlor. Chlor hat t bp -34,05 °C, t pl -101 °C. Die Dichte von gasförmigem Chlor beträgt unter Normalbedingungen 3,214 g/l; Sattdampf bei 0°C 12,21 g/l; flüssiges Chlor mit einem Siedepunkt von 1,557 g/cm 3 ; festes Chlor bei -102°C 1,9 g/cm³. Sättigungsdampfdruck von Chlor bei 0°C 0,369; bei 25°C 0,772; bei 100°C 3,814 MN/m 2 bzw. 3,69; 7,72; 38,14 kgf/cm2. Schmelzwärme 90,3 kJ/kg (21,5 cal/g); Verdampfungswärme 288 kJ/kg (68,8 cal/g); Wärmekapazität des Gases bei konstantem Druck 0,48 kJ/(kg·K) . Kritische Konstanten von Chlor: Temperatur 144°C, Druck 7,72 MN/m2 (77,2 kgf/cm2), Dichte 573 g/l, spezifisches Volumen 1,745·10 –3 l/g. Löslichkeit (in g/l) Chlor bei einem Partialdruck von 0,1 MN/m2 oder 1 kgf/cm2 in Wasser 14,8 (0°C), 5,8 (30°C), 2,8 (70°C); in einer Lösung von 300 g/l NaCl 1,42 (30°C), 0,64 (70°C). Unter 9,6°C werden in wässrigen Lösungen Chlorhydrate unterschiedlicher Zusammensetzung Cl 2 ·nH 2 O gebildet (wobei n = 6–8); Dies sind gelbe Kristalle von kubischer Syngonie, die sich bei steigender Temperatur in Chlor und Wasser zersetzen. Chlor löst sich gut in TiCl 4 , SiCl 4 , SnCl 4 und einigen organischen Lösungsmitteln (insbesondere in Hexan C 6 H 14 und Tetrachlorkohlenstoff CCl 4). Das Chlormolekül ist zweiatomig (Cl 2). Der Grad der thermischen Dissoziation von Cl 2 + 243 kJ \u003d 2Cl bei 1000 K beträgt 2,07 10 -4%, bei 2500 K 0,909%.

Chemische Eigenschaften von Chlor.Äußere elektronische Konfiguration des Atoms Cl 3s 2 ‡ð 5 . Demnach weist Chlor in Verbindungen die Oxidationsstufen -1, +1, +3, +4, +5, +6 und +7 auf. Der Kovalenzradius des Atoms beträgt 0,99 Å, der Ionenradius von Cl beträgt 1,82 Å, die Elektronenaffinität des Chloratoms beträgt 3,65 eV und die Ionisierungsenergie beträgt 12,97 eV.

Chlor ist chemisch sehr aktiv, es verbindet sich direkt mit fast allen Metallen (teilweise nur in Gegenwart von Feuchtigkeit oder bei Erwärmung) und reagiert mit Nichtmetallen (außer Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Edelgasen) unter Bildung der entsprechenden Chloride ersetzt bei vielen Verbindungen Wasserstoff in gesättigten Kohlenwasserstoffen und verbindet ungesättigte Verbindungen. Chlor verdrängt Brom und Jod aus ihren Verbindungen mit Wasserstoff und Metallen; aus den Verbindungen von Chlor mit diesen Elementen wird es durch Fluor verdrängt. Alkalimetalle reagieren in Gegenwart von Feuchtigkeitsspuren mit Chlor unter Entzündung, die meisten Metalle reagieren nur beim Erhitzen mit trockenem Chlor. Stahl sowie einige Metalle sind bei niedrigen Temperaturen beständig gegen trockenes Chlor und werden daher zur Herstellung von Geräten und Lagereinrichtungen für trockenes Chlor verwendet. Phosphor entzündet sich in einer Chloratmosphäre und bildet РCl 3 und bei weiterer Chlorierung - РCl 5 ; Schwefel mit Chlor ergibt beim Erhitzen S 2 Cl 2, SCl 2 und andere S n Cl m. Arsen, Antimon, Wismut, Strontium, Tellur interagieren heftig mit Chlor. Ein Gemisch aus Chlor und Wasserstoff verbrennt mit farbloser oder gelbgrüner Flamme zu Chlorwasserstoff (Kettenreaktion).

Die maximale Temperatur der Chlorwasserstoffflamme beträgt 2200°C. Gemische von Chlor mit Wasserstoff, die 5,8 bis 88,5 % H 2 enthalten, sind explosiv.

Chlor bildet mit Sauerstoff Oxide: Cl 2 O, ClO 2 , Cl 2 O 6 , Cl 2 O 7 , Cl 2 O 8 , sowie Hypochlorite (Salze der unterchlorigen Säure), Chlorite, Chlorate und Perchlorate. Alle Sauerstoffverbindungen des Chlors bilden mit leicht oxidierbaren Stoffen explosionsfähige Gemische. Chloroxide sind instabil und können spontan explodieren, Hypochlorite zersetzen sich während der Lagerung langsam, Chlorate und Perchlorate können unter dem Einfluss von Initiatoren explodieren.

Chlor in Wasser wird hydrolysiert und bildet Hypochlorsäure und Salzsäure: Cl 2 + H 2 O \u003d HClO + HCl. Beim Chlorieren wässriger Alkalilösungen in der Kälte entstehen Hypochlorite und Chloride: 2NaOH + Cl 2 \u003d NaClO + NaCl + H 2 O und beim Erhitzen - Chlorate. Durch Chlorierung von trockenem Calciumhydroxid wird Bleichmittel erhalten.

Wenn Ammoniak mit Chlor reagiert, entsteht Stickstofftrichlorid. Bei der Chlorierung organischer Verbindungen ersetzt Chlor entweder Wasserstoff oder addiert sich über Mehrfachbindungen zu verschiedenen chlorhaltigen organischen Verbindungen.

Chlor bildet mit anderen Halogenen Interhalogenverbindungen. Die Fluoride ClF, ClF 3 , ClF 3 sind sehr reaktiv; beispielsweise entzündet sich Glaswolle in einer Atmosphäre von ClF 3 spontan. Chlorverbindungen mit Sauerstoff und Fluor sind bekannt - Chloroxyfluoride: ClO 3 F, ClO 2 F 3 , ClOF, ClOF 3 und Fluorperchlorat FClO 4 .

Chlor bekommen. Die industrielle Herstellung von Chlor begann 1785 durch die Wechselwirkung von Salzsäure mit Mangan(II)-oxid oder Pyrolusit. 1867 entwickelte der englische Chemiker G. Deacon ein Verfahren zur Herstellung von Chlor durch Oxidation von HCl mit Luftsauerstoff in Gegenwart eines Katalysators. Seit Ende des 19. bis Anfang des 20. Jahrhunderts wird Chlor durch Elektrolyse wässriger Lösungen von Alkalimetallchloriden hergestellt. Diese Methoden produzieren 90-95 % des Chlors auf der Welt. Kleine Mengen Chlor fallen nebenbei bei der Herstellung von Magnesium, Calcium, Natrium und Lithium durch Elektrolyse von geschmolzenen Chloriden an. Zwei Hauptverfahren zur Elektrolyse von wässrigen NaCl-Lösungen werden verwendet: 1) in Elektrolyseuren mit einer festen Kathode und einem porösen Filterdiaphragma; 2) in Elektrolyseuren mit einer Quecksilberkathode. Bei beiden Verfahren wird gasförmiges Chlor an einer Titan-Ruthenium-Anode aus Graphit oder Oxid freigesetzt. Nach dem ersten Verfahren wird an der Kathode Wasserstoff freigesetzt und es entsteht eine Lösung aus NaOH und NaCl, aus der durch anschließende Aufarbeitung handelsübliche Natronlauge isoliert wird. Nach dem zweiten Verfahren entsteht an der Kathode Natriumamalgam, bei dessen Zersetzung mit reinem Wasser in einer separaten Apparatur eine NaOH-Lösung, Wasserstoff und reines Quecksilber gewonnen werden, das wiederum in die Produktion geht. Beide Methoden ergeben 1,125 Tonnen NaOH pro 1 Tonne Chlor.

Die Membranelektrolyse erfordert weniger Kapitalinvestitionen für die Chlorproduktion und produziert billigeres NaOH. Das Quecksilberkathodenverfahren erzeugt sehr reines NaOH, aber der Verlust von Quecksilber belastet die Umwelt.

Die Verwendung von Chlor. Einer der wichtigen Zweige der chemischen Industrie ist die Chlorindustrie. Die Hauptmengen Chlor werden am Ort seiner Herstellung zu chlorhaltigen Verbindungen verarbeitet. Chlor wird in flüssiger Form in Flaschen, Fässern, Eisenbahntanks oder in speziell ausgerüsteten Behältern gelagert und transportiert. Für Industrieländer ist der folgende ungefähre Chlorverbrauch typisch: für die Herstellung von chlorhaltigen organischen Verbindungen - 60-75%; anorganische Verbindungen, die Chlor enthalten, -10-20 %; zum Bleichen von Zellstoff und Stoffen - 5-15%; für Sanitärbedarf und Wasserchlorierung - 2-6% der Gesamtleistung.

Chlor wird auch für die Chlorierung einiger Erze verwendet, um Titan, Niob, Zirkonium und andere zu extrahieren.

Chlor im Körper Chlor gehört zu den biogenen Elementen und ist ein fester Bestandteil pflanzlicher und tierischer Gewebe. Der Chlorgehalt in Pflanzen (viel Chlor in Halophyten) - von Tausendstel Prozent bis zu ganzen Prozent, bei Tieren - Zehntel und Hundertstel Prozent. Der Tagesbedarf eines Erwachsenen an Chlor (2-4 g) wird durch Lebensmittel gedeckt. Mit der Nahrung wird Chlor meist im Überschuss in Form von Natriumchlorid und Kaliumchlorid zugeführt. Besonders reich an Chlor sind Brot, Fleisch und Milchprodukte. Bei Tieren ist Chlor die wichtigste osmotisch aktive Substanz in Blutplasma, Lymphe, Liquor cerebrospinalis und einigen Geweben. Spielt eine Rolle im Wasser-Salz-Stoffwechsel und trägt zur Wasserretention im Gewebe bei. Die Regulierung des Säure-Basen-Gleichgewichts im Gewebe erfolgt zusammen mit anderen Prozessen durch Veränderung der Verteilung von Chlor zwischen dem Blut und anderen Geweben. Chlor ist am Energiestoffwechsel in Pflanzen beteiligt und aktiviert sowohl die oxidative Phosphorylierung als auch die Photophosphorylierung. Chlor wirkt sich positiv auf die Sauerstoffaufnahme der Wurzeln aus. Chlor wird für die Sauerstoffproduktion während der Photosynthese durch isolierte Chloroplasten benötigt. Chlor ist in den meisten Nährmedien für die künstliche Kultivierung von Pflanzen nicht enthalten. Es ist möglich, dass sehr geringe Chlorkonzentrationen für die Entwicklung von Pflanzen ausreichen.

Chlorvergiftungen sind in der Chemie-, Zellstoff- und Papier-, Textil-, Pharmaindustrie und anderen möglich. Chlor reizt die Schleimhäute der Augen und Atemwege. Zu den primären entzündlichen Veränderungen gesellt sich in der Regel eine sekundäre Infektion. Akute Vergiftung entwickelt sich fast sofort. Das Einatmen von mittleren und niedrigen Chlorkonzentrationen verursacht Engegefühl und Schmerzen in der Brust, trockenen Husten, schnelles Atmen, Augenschmerzen, Tränenfluss, erhöhte Leukozytenwerte im Blut, Körpertemperatur usw. Mögliche Bronchopneumonie, toxisches Lungenödem, Depression , Krämpfe . In leichten Fällen erfolgt die Erholung in 3-7 Tagen. Als Spätfolgen werden Katarrhe der oberen Atemwege, rezidivierende Bronchitis, Pneumosklerose und andere beobachtet; mögliche Aktivierung der Lungentuberkulose. Bei längerer Inhalation geringer Chlorkonzentrationen werden ähnliche, sich jedoch langsam entwickelnde Formen der Krankheit beobachtet. Vergiftungsprävention: Versiegelung von Produktionsanlagen, Geräten, wirksame Belüftung, ggf. Verwendung einer Gasmaske. Die Herstellung von Chlor, Bleichmitteln und anderen chlorhaltigen Verbindungen gehört zu Branchen mit schädlichen Arbeitsbedingungen.

Anweisung

Um die Aufgabe zu bewältigen, müssen die Formeln zur relativen Dichte verwendet werden:

Finden Sie zuerst das relative Molekulargewicht von Ammoniak, das aus der Tabelle D.I. berechnet werden kann. Mendelejew.

Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 x 1 = 3, also
Mr(NH3) = 14 + 3 = 17

Setzen Sie die erhaltenen Daten in die Formel zur Bestimmung der relativen Luftdichte ein:
D (Luft) = Mr (Ammoniak) / Mr (Luft);
D (Luft) = Mr (Ammoniak) / 29;
D (Luft) = 17/ 29 = 0,59.

Beispiel Nr. 2. Berechnen Sie die relative Dichte von Ammoniak in Bezug auf Wasserstoff.

Ersetzen Sie die Daten in der Formel zur Bestimmung der relativen Dichte für Wasserstoff:
D (Wasserstoff) = Mr (Ammoniak) / Mr (Wasserstoff);
D (Wasserstoff) = Mr (Ammoniak) / 2;
D (Wasserstoff) = 17/ 2 = 8,5.

Wasserstoff (von lat. „Hydrogenium“ – „Wasser erzeugen“) ist das erste Element des Periodensystems. Es ist weit verbreitet, existiert in Form von drei Isotopen - Protium, Deuterium und Tritium. Wasserstoff ist ein leichtes farbloses Gas (14,5 mal leichter als Luft). Es ist hochexplosiv, wenn es mit Luft und Sauerstoff vermischt wird. Es wird in der Chemie- und Lebensmittelindustrie sowie als Raketentreibstoff verwendet. Über die Möglichkeit der Verwendung wird geforscht Wasserstoff als Kraftstoff für Automotoren. Dichte Wasserstoff(wie jedes andere Gas) kann auf viele Arten definiert werden.

Anweisung

Erstens, basierend auf der universellen Definition der Dichte - der Stoffmenge pro Volumeneinheit. Für den Fall, dass es sich in einem verschlossenen Gefäß befindet, wird die Dichte des Gases elementar gemäß der Formel (M1 - M2) / V bestimmt, wobei M1 die Gesamtmasse des Gefäßes mit Gas ist, M2 die Masse des leeres Gefäß, und V ist das Innenvolumen des Gefäßes.

Wenn Sie die Dichte bestimmen möchten Wasserstoff, mit Anfangsdaten wie , hilft hier die universelle Zustandsgleichung eines idealen Gases oder die Mendeleev-Clapeyron-Gleichung: PV = (mRT)/M.
P - Gasdruck
V ist sein Volumen
R ist die universelle Gaskonstante
T ist die Gastemperatur in Kelvin
M ist die Molmasse des Gases
m ist die tatsächliche Gasmasse.

Als ideales Gas wird ein solches mathematisches Gas angesehen, bei dem die potentielle Energie von Molekülen im Vergleich zu ihrer kinetischen Energie vernachlässigt werden kann. Im idealen Gasmodell gibt es keine Anziehungs- oder Abstoßungskräfte zwischen Molekülen, und die Kollisionen von Partikeln mit anderen Partikeln oder Gefäßwänden sind absolut elastisch.

Natürlich ist weder Wasserstoff noch irgendein anderes Gas ideal, aber dieses Modell erlaubt Berechnungen mit ausreichend hoher Genauigkeit bei nahezu atmosphärischem Druck und Raumtemperatur. Zum Beispiel bei der Aufgabe: Finden Sie die Dichte Wasserstoff bei einem Druck von 6 und einer Temperatur von 20 Grad Celsius.

Konvertieren Sie zunächst alle Anfangswerte in das SI-System (6 Atmosphären \u003d 607950 Pa, 20 Grad C \u003d 293 Grad K). Schreiben Sie dann die Mendeleev-Clapeyron-Gleichung PV = (mRT)/M. Wandeln Sie es um in: P = (mRT)/MV. Da m / V die Dichte ist (das Verhältnis der Masse eines Stoffes zu seinem Volumen), erhalten Sie: Dichte Wasserstoff= PM/RT, und wir haben alle notwendigen Daten für die Lösung. Sie kennen Druck (607950), Temperatur (293), universelle Gaskonstante (8,31), Molmasse Wasserstoff (0,002).

Setzt man diese Daten in die Formel ein, erhält man: Dichte Wasserstoff unter gegebenen Bedingungen von Druck und Temperatur beträgt 0,499 kg / Kubikmeter oder etwa 0,5.

Quellen:

• wie man die dichte von wasserstoff findet

Dichte- dies ist eine der Eigenschaften eines Stoffes, genauso wie Masse, Volumen, Temperatur, Fläche. Es ist gleich dem Verhältnis von Masse zu Volumen. Die Hauptaufgabe besteht darin, zu lernen, wie man diesen Wert berechnet und wovon er abhängt.

Anweisung

Dichte ist das Verhältnis der Masse zum Volumen eines Stoffes. Wenn Sie die Dichte eines Stoffes bestimmen möchten und dessen Masse und Volumen kennen, wird es Ihnen nicht schwerfallen, die Dichte zu ermitteln. Der einfachste Weg, die Dichte zu finden, ist in diesem Fall p = m/V. Sie wird im SI-System in kg/m^3 angegeben. Allerdings sind diese beiden Werte nicht immer gegeben, daher solltest du mehrere Möglichkeiten kennen, wie du die Dichte berechnen kannst.

Dichte hat je nach Stoffart unterschiedliche Bedeutungen. Außerdem variiert die Dichte mit dem Salzgehalt und der Temperatur. Mit abnehmender Temperatur nimmt die Dichte zu und mit abnehmendem Salzgehalt nimmt auch die Dichte ab. So gilt beispielsweise die Dichte des Roten Meeres noch als hoch, während sie in der Ostsee bereits geringer ist. Haben Sie alle bemerkt, dass es schwimmt, wenn Sie Wasser hinzufügen? All dies liegt daran, dass es eine geringere Dichte als Wasser hat. Metalle und Steinsubstanzen hingegen sinken, da ihre Dichte höher ist. Basierend auf der Dichte der Körper entstand etwa ihr Schwimmen.

Dank der Theorie der schwimmenden Körper, mit der Sie die Dichte eines Körpers, Wassers, das Volumen des gesamten Körpers und das Volumen seines eingetauchten Teils finden können. Diese Formel sieht so aus: Vimmersed. Teile / V Körper \u003d p Körper / p Flüssigkeit Daraus folgt, dass die Dichte des Körpers wie folgt ermittelt werden kann: p Körper \u003d V eingetaucht. Teile * p Flüssigkeit / V Körper Diese Bedingung ist auf der Grundlage der Tabellendaten und der angegebenen eingetauchten Volumina V erfüllt. Teile und V-Körper.

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Tipp 4: So berechnen Sie das relative Molekulargewicht einer Substanz

Das relative Molekulargewicht ist ein dimensionsloser Wert, der angibt, wie oft die Masse eines Moleküls größer als 1/12 der Masse eines Kohlenstoffatoms ist. Dementsprechend beträgt die Masse eines Kohlenstoffatoms 12 Einheiten. Sie können das relative Molekulargewicht einer chemischen Verbindung bestimmen, indem Sie die Massen der Atome addieren, aus denen das Molekül der Substanz besteht.

Du wirst brauchen

• - Griff;
• - Briefpapier;
• - Taschenrechner;
• - Periodensystem.

Anweisung

Finden Sie im Periodensystem die Zellen der Elemente, aus denen dieses Molekül besteht. Die Werte der relativen Atommassen (Ar) für jede Substanz sind in der unteren linken Ecke der Zelle angegeben. Schreiben Sie sie auf die nächste ganze Zahl gerundet um: Ar(H) - 1; Ar(P) - 31; Ar(O) - 16.

Bestimmen Sie das relative Molekulargewicht der Verbindung (Mr). Multiplizieren Sie dazu die Atommasse jedes Elements mit der Anzahl der Atome in . Addieren Sie dann die resultierenden Werte. Für Phosphorsäure: Mr(n3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

Das relative Molekulargewicht ist numerisch gleich der Molmasse des Stoffes. Einige Aufgaben verwenden diesen Link. Beispiel: Ein Gas hat bei einer Temperatur von 200 K und einem Druck von 0,2 MPa eine Dichte von 5,3 kg/m3. Bestimmen Sie sein relatives Molekulargewicht.

Verwenden Sie die Mendeleev-Claiperon-Gleichung für ein ideales Gas: PV = mRT/M, wobei V das Gasvolumen in m3 ist; m ist die Masse eines bestimmten Gasvolumens, kg; M ist die Molmasse des Gases, kg/mol; R ist die universelle Gaskonstante. R=8,314472 m2kg s-2 K-1 Mol-1; T – Gas, K; P - absoluter Druck, Pa. Drücken Sie die Molmasse aus dieser Beziehung aus: М = mRT/(PV).

Wie Sie wissen, Dichte: p = m/V, kg/m3. Setzen Sie es in den Ausdruck ein: M = pRT / P. Bestimmen Sie die Molmasse des Gases: M \u003d 5,3 * 8,31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0,044 kg / mol. Relatives Molekulargewicht des Gases: Mr = 44. Sie können vermuten, dass es Kohlendioxid ist: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

Quellen:

• relative Molekulargewichte berechnen

In chemischen Labors und bei chemischen Experimenten zu Hause ist es oft notwendig, die relative Dichte einer Substanz zu bestimmen. Die relative Dichte ist das Verhältnis der Dichte einer bestimmten Substanz zur Dichte einer anderen unter bestimmten Bedingungen oder zur Dichte einer Referenzsubstanz, die als destilliertes Wasser angenommen wird. Die relative Dichte wird als abstrakte Zahl ausgedrückt.

Du wirst brauchen

• - Tabellen und Verzeichnisse;
• - Aräometer, Pyknometer oder Sonderskalen.

Anweisung

Die relative Dichte von Substanzen im Verhältnis zur Dichte von destilliertem Wasser wird bestimmt durch die Formel: d=p/p0, wobei d die gewünschte relative Dichte, p die Dichte der Testsubstanz, p0 die Dichte der Referenzsubstanz ist . Der letzte Parameter ist tabellarisch und wird ziemlich genau bestimmt: Bei 20 ° C hat Wasser eine Dichte von 998,203 kg / m3 und erreicht seine maximale Dichte bei 4 ° C - 999,973 kg / m3. Vergessen Sie vor Berechnungen nicht, dass p und p0 in denselben Einheiten ausgedrückt werden müssen.

Darüber hinaus kann die relative Dichte eines Stoffes in physikalischen und chemischen Nachschlagewerken gefunden werden. Der Zahlenwert der relativen Dichte ist immer gleich dem relativen spezifischen Gewicht desselben Stoffes unter denselben Bedingungen. Fazit: Verwenden Sie Tabellen der relativen Dichte auf die gleiche Weise, als ob es sich um Tabellen der relativen Dichte handeln würde.

Berücksichtigen Sie bei der Bestimmung der relativen Dichte immer die Temperatur der Test- und Referenzsubstanzen. Tatsache ist, dass die Dichte von Stoffen mit Abkühlung ab- und zunimmt. Wenn die Temperatur der Testsubstanz von der Referenz abweicht, nehmen Sie eine Korrektur vor. Berechnen Sie es als durchschnittliche Änderung der relativen Dichte pro 1 °C. Suchen Sie nach den erforderlichen Daten in den Nomogrammen der Temperaturkorrekturen.

Um die relative Dichte von Flüssigkeiten in der Praxis schnell zu berechnen, verwenden Sie ein Hydrometer. Verwenden Sie Pyknometer und spezielle Waagen, um relative und Trockenmasse zu messen. Das klassische Aräometer ist ein Glasrohr, das sich nach unten erweitert. Am unteren Ende des Röhrchens befindet sich ein Reservoir oder eine spezielle Substanz. Der obere Teil des Röhrchens ist mit Einteilungen markiert, die den numerischen Wert der relativen Dichte der Testsubstanz zeigen. Viele Aräometer sind zusätzlich mit Thermometern zur Messung der Temperatur der Prüfsubstanz ausgestattet.

Avogadros Gesetz

Der Abstand der Moleküle einer gasförmigen Substanz voneinander hängt von äußeren Bedingungen ab: Druck und Temperatur. Unter gleichen äußeren Bedingungen sind die Abstände zwischen den Molekülen verschiedener Gase gleich. Das 1811 entdeckte Gesetz von Avogadro besagt, dass gleiche Volumina verschiedener Gase unter gleichen äußeren Bedingungen (Temperatur und Druck) die gleiche Anzahl von Molekülen enthalten. Diese. wenn V1=V2, T1=T2 und P1=P2, dann N1=N2, wobei V das Volumen ist, T die Temperatur ist, P der Druck ist, N die Anzahl der Gasmoleküle ist (Index "1" für ein Gas, "2" zum anderen).

Erste Folge des Gesetzes von Avogadro, molares Volumen

Die erste Folge des Avogadro-Gesetzes besagt, dass die gleiche Anzahl von Molekülen beliebiger Gase unter den gleichen Bedingungen das gleiche Volumen einnimmt: V1=V2 bei N1=N2, T1=T2 und P1=P2. Das Volumen von einem Mol eines beliebigen Gases (Molvolumen) ist ein konstanter Wert. Denken Sie daran, dass 1 Mol die Avogadrische Teilchenzahl enthält - 6,02 x 10 ^ 23 Moleküle.

Das Molvolumen eines Gases hängt also nur von Druck und Temperatur ab. Üblicherweise werden Gase bei Normaldruck und Normaltemperatur betrachtet: 273 K (0 Grad Celsius) und 1 atm (760 mm Hg, 101325 Pa). Unter solchen normalen Bedingungen, die als "n.o." bezeichnet werden, beträgt das Molvolumen eines beliebigen Gases 22,4 l / mol. Wenn man diesen Wert kennt, ist es möglich, das Volumen jeder gegebenen Masse und jeder gegebenen Gasmenge zu berechnen.

Die zweite Konsequenz des Avogadro-Gesetzes sind die relativen Dichten von Gasen

Zur Berechnung der relativen Dichte von Gasen wird die zweite Konsequenz des Avogadro-Gesetzes angewendet. Per Definition ist die Dichte eines Stoffes das Verhältnis seiner Masse zu seinem Volumen: ρ=m/V. Für 1 Mol eines Stoffes ist die Masse gleich der molaren Masse M und das Volumen gleich dem molaren Volumen V(M). Daher ist die Dichte des Gases ρ=M(Gas)/V(M).

Es seien zwei Gase - X und Y. Ihre Dichten und Molmassen - ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), die durch die Beziehungen miteinander verbunden sind: ρ(X)=M(X) / V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). Die relative Dichte von Gas X gegenüber Gas Y, bezeichnet als Dy(X), ist das Verhältnis der Dichten dieser Gase ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV(M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). Die molaren Volumina werden reduziert, und daraus können wir schließen, dass die relative Dichte von Gas X gegenüber Gas Y gleich dem Verhältnis ihrer molaren oder relativen Molekülmassen ist (sie sind numerisch gleich).

Die Dichten von Gasen werden oft in Relation zu Wasserstoff, dem leichtesten aller Gase, dessen Molmasse 2 g/mol beträgt, bestimmt. Diese. Wenn die Aufgabe besagt, dass das unbekannte Gas X eine Wasserstoffdichte von beispielsweise 15 hat (die relative Dichte ist ein dimensionsloser Wert!), dann ist es nicht schwierig, seine Molmasse zu bestimmen: M(X)=15xM(H2)=15x2=30 g/Mol. Oft wird auch die relative Dichte des Gases gegenüber Luft angegeben. Hier müssen Sie wissen, dass das durchschnittliche relative Molekulargewicht von Luft 29 beträgt, und Sie müssen bereits nicht mit 2, sondern mit 29 multiplizieren.

DEFINITION

Frei Chlor ist ein gelbgrünes Gas, das aus zweiatomigen Molekülen besteht.

Unter normalem Druck verflüssigt es sich bei (-34 o C) und verfestigt sich bei (-101 o C). Ein Volumen Wasser löst etwa zwei Volumen Chlor. Die resultierende gelbliche Lösung wird oft als "Chlorwasser" bezeichnet.

Chlor hat einen starken Geruch. Das Einatmen verursacht eine Entzündung der Atemwege. Als Erste-Hilfe-Mittel bei akuter Chlorvergiftung wird das Einatmen von Dämpfen einer Mischung aus Alkohol und Äther verwendet.

Die kritische Temperatur von Chlor beträgt 144 o C, der kritische Druck 76 atm. Flüssiges Chlor hat am Siedepunkt eine Dichte von 1,6 g/cm 3 und eine Verdampfungswärme von 4,9 kcal/mol. Festes Chlor hat eine Dichte von 2,0 g/cm 3 und eine Schmelzwärme von 165 kcal/mol. Seine Kristalle bestehen aus einzelnen Cl 2 -Molekülen (der kürzeste Abstand zwischen ihnen beträgt 3,34 Å).

Die Cl-Cl-Bindung ist durch einen Kernabstand von 1,98 Å und eine Kraftkonstante von 3,2 gekennzeichnet. Thermische Dissoziation von molekularem Chlor gemäß der Gleichung

Cl2 + 58 kcal = 2Cl

Es macht sich ab etwa 1000 o C bemerkbar.

Die Verbreitung von Chlor in der Natur

In Bezug auf die Verbreitung in der Natur kommt Chlor dem Fluor nahe - es macht 0,02% der Gesamtzahl der Atome in der Erdkruste aus. Der menschliche Körper enthält 0,25 (Gew.) % Chlor.

Die primäre Form von Chlor auf der Erdoberfläche entspricht seiner extremen Ausbreitung. Durch die Arbeit des Wassers, das über viele Jahrmillionen Gesteine ​​zerstörte und alle löslichen Bestandteile aus ihnen herausspülte, reicherten sich in den Meeren Chlorverbindungen an. Die Trocknung des letzteren führte an vielen Orten der Erde zur Bildung mächtiger Vorkommen von NaCl, das als Ausgangsstoff für die Herstellung aller Chlorverbindungen dient.

Kurze Beschreibung der chemischen Eigenschaften und der Dichte von Chlor

Die Essenz der chemischen Aktivität von Chlor zeigt sich in der Fähigkeit seines Atoms, Elektronen zu binden und sich in ein negativ geladenes Ion zu verwandeln.

Die chemische Aktivität von Chlor ist sehr hoch – es verbindet sich mit fast allen Metallen (manchmal nur in Gegenwart von Wasserspuren oder beim Erhitzen) und mit allen Halbmetallen außer C, N und O. Es ist wichtig zu beachten, dass in die völlige Abwesenheit von Feuchtigkeit, Chlor wirkt sich nicht auf Eisen aus. Dadurch können Sie es in Stahlflaschen lagern.

Die Wechselwirkung von Chlor mit Wasserstoff nach der Reaktion

H 2 + Cl 2 = 2 HCl + 44 kcal

Es geht extrem langsam voran, aber das Erhitzen des Gasgemisches oder seine starke Beleuchtung (direktes Sonnenlicht, brennendes Magnesium usw.) wird von einer Explosion begleitet.

Zu den komplexen Stoffen, mit denen Chlor reagiert, gehören Wässer, Laugen und Metallhalogenide.

Beispiele für Problemlösungen

BEISPIEL 1

Übung	Laut TCA der Natriumverbrennung in Chlor 2Na + Cl2 = 2NaCl + 819 kJ Berechnen Sie, wie viel Natrium verbrannt wurde, wenn 1,43 kJ Wärme freigesetzt wurden.
Lösung	Durch die Verbrennung von Natrium in Chlor wird Natrium gebildet und 819 kJ freigesetzt, d.h. Es kommt zu einer exothermen Reaktion: 2Na + Cl2 = 2NaCl + 819 kJ. Gemäß der Reaktionsgleichung wurden 2 Mol Natrium verbrannt. Die Molmasse von Natrium beträgt 23 g/mol. Dann ist die theoretische Masse von Natrium gleich: m(Na)th = n(Na) × M(Na); m(Na)th = 2 × 23 = 46 g. Lassen Sie uns die praktische Masse von Natrium als "x" bezeichnen. Machen wir eine Proportion: x g Na - 1,43 kJ Wärme; 46 g Na - 819 kJ Wärme. Drücken Sie „x“ aus: x \u003d (46 × 1,43) / 819 \u003d 0,08. Folglich brannten 0,08 g Natrium aus.
Antworten	Die Masse von Natrium beträgt 0,08 g.

BEISPIEL 2

Übung	Finden Sie die Stickstoffdichte von Luft mit der folgenden volumetrischen Zusammensetzung: 20,0 % Sauerstoff; 79,0 % Stickstoff und 1,0 % Argon.
Lösung	Da die Volumina von Gasen proportional zu ihren Mengen sind (Gesetz von Avogadro), kann die durchschnittliche Molmasse eines Gemisches nicht nur in Mol, sondern auch in Volumen ausgedrückt werden: M = (M 1 V 1 + M 2 V 2 + M 3 V 3) / (V 1 + V 2 + V 3). M (O 2) \u003d 2 × Ar (O) \u003d 2 × 16 \u003d 32 g / mol; M (N 2) \u003d 2 × Ar (O) \u003d 2 × 14 \u003d 28 g / mol; M(Ar) = Ar(Ar) = 40 g/mol. Nehmen Sie 100 dm 3 der Mischung, dann V (O 2) \u003d 20 dm 3, V (N 2) \u003d 79 dm 3, V (Ar) \u003d 1 dm 3. Setzen wir diese Werte in die obige Formel ein, erhalten wir: M = (32x20 + 28x79 + 40x1) / (20 + 79 + 1); M = 28,9 g/mol. Die Stickstoffdichte erhält man, indem man die mittlere Molmasse der Mischung durch die Molmasse des Stickstoffs dividiert: DN 2 \u003d 28,9 / 28 \u003d 1,03.
Antworten	Die Stickstoffdichte der Luft beträgt 1,03.

Chlor

CHLOR-a; m.[aus dem Griechischen. chlōros - hellgrün] Ein chemisches Element (Cl), ein grünlich-gelbes erstickendes Gas mit stechendem Geruch (als Gift und Desinfektionsmittel verwendet). Chlorverbindungen. Chlorvergiftung.

◁ Chlor (siehe).

Chlor

(lat. Chlor), ein chemisches Element der siebten Gruppe des Periodensystems, bezieht sich auf Halogene. Der Name kommt vom griechischen chlōros, gelbgrün. Freies Chlor besteht aus zweiatomigen Molekülen (Cl 2); gelbgrünes Gas mit stechendem Geruch; Dichte 3,214 g/l; t pl -101°C; t Spitze –33,97°C; bei normaler Temperatur wird es leicht unter einem Druck von 0,6 MPa verflüssigt. Chemisch sehr aktiv (Oxidationsmittel). Die wichtigsten Mineralien sind Halit (Steinsalz), Sylvin, Bischofit; Meerwasser enthält Chloride von Natrium, Kalium, Magnesium und anderen Elementen. Sie werden zur Herstellung von chlorhaltigen organischen Verbindungen (60-75%), anorganischen Stoffen (10-20%), zum Bleichen von Zellstoff und Stoffen (5-15%), für sanitäre Zwecke und zur Desinfektion (Chlorung) von Wasser verwendet . Giftig.

CHLOR

CHLOR (lat. Chlorum), Cl (gelesen "Chlor"), ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 17, Atommasse 35,453. In seiner freien Form ist es ein gelbgrünes schweres Gas mit einem scharfen, erstickenden Geruch (daher der Name: griechisches Chloros - gelbgrün).
Natürliches Chlor ist eine Mischung aus zwei Nukliden (cm. NUKLID) mit den Massenzahlen 35 (in einer Mischung von 75,77 Massen-%) und 37 (24,23 %). Konfiguration der äußeren Elektronenschicht 3 s 2 p 5 . In Verbindungen weist es hauptsächlich die Oxidationsstufen –1, +1, +3, +5 und +7 (Wertigkeiten I, III, V und VII) auf. Befindet sich in der dritten Periode in der Gruppe VIIA des Periodensystems der Elemente von Mendelejew und bezieht sich auf Halogene (cm. HALOGENE).
Der Radius des neutralen Chloratoms beträgt 0,099 nm, die Ionenradien sind jeweils gleich (in Klammern sind die Werte der Koordinationszahl angegeben): Cl - 0,167 nm (6), Cl 5+ 0,026 nm (3) und Clr 7+ 0,022 nm (3) und 0,041 nm (6). Die aufeinanderfolgenden Ionisierungsenergien des neutralen Chloratoms betragen 12,97, 23,80, 35,9, 53,5, 67,8, 96,7 bzw. 114,3 eV. Elektronenaffinität 3,614 eV. Auf der Pauling-Skala beträgt die Elektronegativität von Chlor 3,16.
Entdeckungsgeschichte
Die wichtigste chemische Verbindung des Chlors – Kochsalz (chemische Formel NaCl, chemische Bezeichnung Natriumchlorid) – ist den Menschen seit der Antike bekannt. Es gibt Hinweise darauf, dass die Gewinnung von Kochsalz bereits 3-4 Tausend Jahre v. Chr. In Libyen durchgeführt wurde. Es ist möglich, dass Alchemisten bei der Verwendung von Kochsalz für verschiedene Manipulationen auch auf gasförmiges Chlor stießen. Um den "König der Metalle" - Gold - aufzulösen, verwendeten sie "Königswasser" - eine Mischung aus Salz- und Salpetersäure, deren Wechselwirkung Chlor freisetzt.
Erstmals wurde Chlorgas vom schwedischen Chemiker K. Scheele gewonnen und detailliert beschrieben (cm. SCHELE Karl Wilhelm) 1774. Er erhitzte Salzsäure mit dem Mineral Pyrolusit (cm. PYROLUSIT) MnO 2 und beobachtete die Entwicklung eines gelbgrünen Gases mit stechendem Geruch. Denn damals dominierte die Phlogiston-Theorie (cm. PHLOGISTON) Scheele betrachtete das neue Gas als „dephlogistinierte Salzsäure“, also als Oxid (Oxid) der Salzsäure. A. Lavoisier (cm. Lavoisier Antoine Laurent) galt als Gas als Oxid des Elements "Muria" (Salzsäure wurde Muric Acid genannt, von lateinisch muria - Sole). Derselbe Standpunkt wurde zuerst von dem englischen Wissenschaftler G. Davy geteilt (cm. DEVI Humphrey), der viel Zeit damit verbrachte, "Muriumoxid" in einfache Substanzen zu zerlegen. Es gelang ihm nicht, und 1811 kam Davy zu dem Schluss, dass dieses Gas eine einfache Substanz ist und ihm ein chemisches Element entspricht. Davy schlug als erster vor, es entsprechend der gelbgrünen Farbe des Gases Chlor (Chlor) zu nennen. Der Name „Chlor“ wurde dem Element 1812 von dem französischen Chemiker J. L. Gay-Lussac gegeben (cm. GAY LUSSAC Joseph Louis); es wird in allen Ländern außer Großbritannien und den USA akzeptiert, wo der von Davy eingeführte Name erhalten geblieben ist. Es wurde vorgeschlagen, dieses Element "Halogen" (d. h. Salze produzierend) zu nennen, aber es wurde schließlich der gebräuchliche Name für alle Elemente der Gruppe VIIA.
In der Natur sein
Der Gehalt an Chlor in der Erdkruste beträgt 0,013 Massen-%, in merklicher Konzentration ist es in Form von Cl-Ionen - im Meerwasser vorhanden (durchschnittlich etwa 18,8 g / l). Chlor ist chemisch hochaktiv und kommt daher in der Natur nicht in freier Form vor. Es ist Bestandteil solcher Mineralien, die große Lagerstätten bilden, wie Koch- oder Steinsalz (Halit (cm. HALIT)) NaCl, Carnallit (cm. CARNALLIT) KCl MgCl 2 6H 21 O, Sylvit (cm. SILVIN) KCl, Sylvinit (Na, K)Cl, Kainit (cm. Kainit) KCl MgSO 4 3 H 2 O, Bischofit (cm. BISCHOFHIT) MgCl 2 6H 2 O und viele andere. Chlor kann in einer Vielzahl von Gesteinen, im Boden gefunden werden.
Kassenbon
Um gasförmiges Chlor zu erhalten, wird eine Elektrolyse einer starken wässrigen Lösung von NaCl verwendet (manchmal wird KCl verwendet). Die Elektrolyse wird unter Verwendung einer Kationenaustauschermembran durchgeführt, die den Kathoden- und Anodenraum trennt. Gleichzeitig durch den Prozess
2NaCl + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2 + Cl 2
drei wertvolle chemische Produkte werden auf einmal gewonnen: an der Anode - Chlor, an der Kathode - Wasserstoff (cm. WASSERSTOFF), und Alkali sammelt sich in der Zelle an (1,13 Tonnen NaOH für jede produzierte Tonne Chlor). Die Herstellung von Chlor durch Elektrolyse erfordert einen hohen Stromverbrauch: 2,3 bis 3,7 MW werden für die Gewinnung von 1 Tonne Chlor aufgewendet.
Um im Labor Chlor zu gewinnen, ist die Reaktion von konzentrierter Salzsäure mit einigen starken Oxidationsmitteln (Kaliumpermanganat KMnO 4 , Kaliumdichromat K 2 Cr 2 O 7 , Kaliumchlorat KClO 3 , Bleichmittel CaClOCl, Manganoxid (IV) MnO 2 ). Gebraucht. Am bequemsten ist die Verwendung von Kaliumpermanganat für diese Zwecke: In diesem Fall verläuft die Reaktion ohne Erhitzen:
2KMnO 4 + 16HCl \u003d 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O.
Bei Bedarf wird Chlor in verflüssigter (unter Druck) Form in Eisenbahntanks oder in Stahlflaschen transportiert. Chlorflaschen haben eine spezielle Kennzeichnung, aber selbst wenn eine solche Chlorflasche fehlt, ist sie leicht von Flaschen mit anderen ungiftigen Gasen zu unterscheiden. Der Boden von Chlorflaschen hat die Form einer Halbkugel, und eine Flasche mit flüssigem Chlor kann nicht ohne Unterstützung vertikal aufgestellt werden.
Physikalische und chemische Eigenschaften
Chlor ist unter Normalbedingungen ein gelbgrünes Gas, die Gasdichte beträgt bei 25 °C 3,214 g/dm 3 (ca. 2,5-fache Luftdichte). Der Schmelzpunkt von festem Chlor liegt bei -100,98°C, der Siedepunkt bei -33,97°C. Das Standard-Elektrodenpotential Cl 2 /Cl - in wässriger Lösung beträgt +1,3583 V.
Im freien Zustand liegt es in Form zweiatomiger Cl 2 -Moleküle vor. Der Kernabstand in diesem Molekül beträgt 0,1987 nm. Die Elektronenaffinität des Cl 2 -Moleküls beträgt 2,45 eV, das Ionisationspotential 11,48 eV. Die Dissoziationsenergie von Cl 2 -Molekülen in Atome ist relativ gering und beträgt 239,23 kJ/mol.
Chlor ist in Wasser leicht löslich. Bei einer Temperatur von 0 °C beträgt die Löslichkeit 1,44 Gew.-%, bei 20 °C – 0,711 °C Gew.-%, bei 60 °C – 0,323 Gew.-%. %. Eine Lösung von Chlor in Wasser wird als Chlorwasser bezeichnet. Im Chlorwasser stellt sich das Gleichgewicht ein:
Cl 2 + H 2 O H + = Cl – + HOCl.
Um dieses Gleichgewicht nach links zu verschieben, d. h. die Löslichkeit von Chlor in Wasser zu verringern, sollte dem Wasser entweder Natriumchlorid NaCl oder eine nichtflüchtige starke Säure (z. B. Schwefelsäure) zugesetzt werden.
Chlor ist in vielen unpolaren Flüssigkeiten gut löslich. Flüssiges Chlor selbst dient als Lösungsmittel für Substanzen wie Bcl 3 , SiCl 4 , TiCl 4 .
Aufgrund der geringen Dissoziationsenergie von Cl 2 -Molekülen in Atome und der hohen Elektronenaffinität des Chloratoms ist Chlor chemisch hochaktiv. Es tritt mit den meisten Metallen (darunter zB Gold) und vielen Nichtmetallen in direkte Wechselwirkung. Ohne Erhitzen reagiert Chlor also alkalisch (cm. ALKALI METALLE) und Erdalkalimetalle (cm. Erdalkalimetalle), mit Antimon:
2Sb + 3Cl 2 = 2SbCl 3
Beim Erhitzen reagiert Chlor mit Aluminium:
3Cl2 + 2Al = 2A1Cl3
und Eisen:
2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3.
Chlor reagiert mit Wasserstoff H 2 entweder, wenn es gezündet wird (Chlor brennt ruhig in einer Wasserstoffatmosphäre), oder wenn eine Mischung aus Chlor und Wasserstoff mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird. Dabei entsteht Chlorwasserstoffgas HCl:
H 2 + Cl 2 \u003d 2 HCl.
Eine Lösung von Chlorwasserstoff in Wasser wird als Salzsäure bezeichnet (cm. SALZSÄURE)(Salzsäure. Die maximale Massenkonzentration an Salzsäure beträgt etwa 38 %. Salze der Salzsäure - Chloride (cm. Chloride) B. Ammoniumchlorid NH 4 Cl, Calciumchlorid CaCl 2 , Bariumchlorid BaCl 2 und andere. Viele Chloride sind gut wasserlöslich. Praktisch unlöslich in Wasser und in sauren wässrigen Lösungen von Silberchlorid AgCl. Eine qualitative Reaktion auf das Vorhandensein von Chloridionen in einer Lösung ist die Bildung eines weißen AgCl-Niederschlags mit Ag + -Ionen, der in Salpetersäure praktisch unlöslich ist:
CaCl 2 + 2AgNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + 2AgCl.
Bei Raumtemperatur reagiert Chlor mit Schwefel (es entsteht das sogenannte Schwefelmonochlorid S 2 Cl 2 ) und Fluor (es entstehen die Verbindungen ClF und ClF 3 ). Beim Erhitzen wechselwirkt Chlor mit Phosphor (je nach Reaktionsbedingungen werden PCl 3 - oder PCl 5 -Verbindungen gebildet), Arsen, Bor und anderen Nichtmetallen. Chlor reagiert nicht direkt mit Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff (zahlreiche Verbindungen von Chlor mit diesen Elementen entstehen indirekt) und Inertgasen (neuerdings haben Wissenschaftler Wege gefunden, solche Reaktionen zu aktivieren und „direkt“ durchzuführen). Mit anderen Halogenen bildet Chlor zum Beispiel Interhalogenverbindungen, sehr starke Oxidationsmittel - Fluoride ClF, ClF 3, ClF 5. Die Oxidationskraft von Chlor ist höher als die von Brom, daher verdrängt Chlor das Bromidion aus Bromidlösungen, zum Beispiel:
Cl 2 + 2NaBr \u003d Br 2 + 2NaCl
Chlor geht mit vielen organischen Verbindungen Substitutionsreaktionen ein, zum Beispiel mit Methan CH 4 und Benzol C 6 H 6:
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl oder C 6 6 + Cl 2 = C 6 5 Cl + HCl.
Das Chlormolekül ist in der Lage, Mehrfachbindungen (Doppel- und Dreifachbindungen) an organische Verbindungen hinzuzufügen, beispielsweise an Ethylen C 2 H 4:
C 2 H 4 + Cl 2 = CH 2 ClCH 2 Cl.
Chlor interagiert mit wässrigen Lösungen von Alkalien. Läuft die Reaktion bei Raumtemperatur ab, entstehen Chlorid (zB Kaliumchlorid KCl) und Hypochlorit. (cm. HYPOCHLORITE)(zum Beispiel Kaliumhypochlorit KClO):
Cl 2 + 2 KOH \u003d KClO + KCl + H 2 O.
Wenn Chlor mit einer heißen (Temperatur von etwa 70-80 ° C) Alkalilösung in Wechselwirkung tritt, werden die entsprechenden Chloride und Chlorate gebildet (cm. CHLORATE), zum Beispiel:
3Cl 2 + 6KOH \u003d 5KSl + KClO 3 + 3H 2 O.
Wenn Chlor mit einer feuchten Aufschlämmung von Calciumhydroxid Ca (OH) 2 interagiert, wird Bleichmittel gebildet (cm. BLEICHPULVER)("Bleichmittel") CaClOCl.
Die Oxidationsstufe von Chlor +1 entspricht einer schwachen, instabilen unterchlorigen Säure (cm. hypochlorige Säure) HClO. Seine Salze sind Hypochlorite, NaClO ist beispielsweise Natriumhypochlorit. Hypochlorite sind die stärksten Oxidationsmittel und werden häufig als Bleich- und Desinfektionsmittel verwendet. Wenn Hypochlorite, insbesondere Bleichmittel, mit Kohlendioxid CO 2 in Wechselwirkung treten, wird unter anderem flüchtige hypochlorige Säure gebildet (cm. hypochlorige Säure), das sich unter Freisetzung von Chloroxid (I) Cl 2 O zersetzen kann:
2HClO \u003d Cl 2 O + H 2 O.
Der Geruch dieses Gases, Cl 2 O, ist der charakteristische Geruch von Bleiche.
Die Oxidationsstufe von Chlor +3 entspricht einer wenig stabilen Säure mittlerer Stärke HclO 2. Diese Säure heißt Chlorid, ihre Salze sind Chlorite. (cm. CHLORITE (Salze)) B. NaClO 2 - Natriumchlorit.
Die Oxidationsstufe von Chlor +4 entspricht nur einer Verbindung - Chlordioxid СlО 2.
Die Oxidationsstufe von Chlor +5 entspricht starker, nur in wässrigen Lösungen bei einer Konzentration unter 40 % stabiler Chlorsäure (cm. hypochlorige Säure) HClO 3 . Seine Salze sind Chlorate, beispielsweise Kaliumchlorat KClO 3 .
Die Oxidationsstufe von Chlor +6 entspricht nur einer Verbindung - Chlortrioxid СlО 3 (existiert in Form eines Dimers Сl 2 О 6).
Die Oxidationsstufe von Chlor +7 entspricht einer sehr starken und ziemlich stabilen Perchlorsäure (cm. PERCHLORSÄURE) HClO 4 . Seine Salze sind Perchlorate (cm. PERCHLORATE) B. Ammoniumperchlorat NH 4 ClO 4 oder Kaliumperchlorat KClO 4 . Es ist zu beachten, dass Perchlorate von Schweralkalimetallen - Kalium und insbesondere Rubidium und Cäsium - in Wasser leicht löslich sind. Oxid entsprechend der Oxidationsstufe von Chlor +7 - Cl 2 O 7.
Unter den Verbindungen, die Chlor in positiven Oxidationsstufen enthalten, haben Hypochlorite die stärksten Oxidationseigenschaften. Für Perchlorate sind oxidierende Eigenschaften uncharakteristisch.
Anwendung
Chlor ist eines der wichtigsten Produkte der chemischen Industrie. Seine Weltproduktion beträgt mehrere zehn Millionen Tonnen pro Jahr. Chlor wird zur Herstellung von Desinfektions- und Bleichmitteln (Natriumhypochlorit, Bleichmittel und andere), Salzsäure, Chloriden vieler Metalle und Nichtmetalle, vieler Kunststoffe (Polyvinylchlorid (cm. Polyvinylchlorid) und andere), chlorhaltige Lösungsmittel (Dichlorethan CH 2 ClCH 2 Cl, Tetrachlorkohlenstoff CCl 4 usw.), zum Öffnen von Erzen, Trennen und Reinigen von Metallen usw. Chlor wird zur Desinfektion von Wasser verwendet (cm. CHLORIERUNG)) und für viele andere Zwecke.
Biologische Rolle
Chlor ist eines der wichtigsten biogenen Elemente (cm. BIOGENE ELEMENTE) und kommt in allen lebenden Organismen vor. Einige Pflanzen, die sogenannten Halophyten, können nicht nur auf stark salzhaltigen Böden wachsen, sondern reichern auch Chloride in großen Mengen an. Mikroorganismen (Halobakterien usw.) und Tiere, die in Umgebungen mit hohem Salzgehalt leben, sind bekannt. Chlor ist eines der Hauptelemente des Wasser-Salz-Stoffwechsels von Tieren und Menschen, der die physikalisch-chemischen Prozesse in den Geweben des Körpers bestimmt. Es ist an der Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts im Gewebe und der Osmoregulation beteiligt (cm. OSMO-VERORDNUNG)(Chlor ist die wichtigste osmotisch aktive Substanz von Blut, Lymphe und anderen Körperflüssigkeiten), die sich hauptsächlich außerhalb der Zellen befindet. In Pflanzen ist Chlor an oxidativen Reaktionen und der Photosynthese beteiligt.
Menschliches Muskelgewebe enthält 0,20-0,52% Chlor, Knochen - 0,09%; im Blut - 2,89 g / l. Im Körper einer durchschnittlichen Person (Körpergewicht 70 kg) 95 g Chlor. Jeden Tag erhält eine Person mit der Nahrung 3-6 g Chlor, was den Bedarf an diesem Element im Überschuss deckt.
Merkmale der Arbeit mit Chlor
Chlor ist ein giftiges Erstickungsgas, das, wenn es in die Lunge gelangt, eine Verbrennung des Lungengewebes, Erstickung, verursacht. Es wirkt ab einer Konzentration in der Luft von etwa 0,006 mg/l reizend auf die Atemwege. Chlor war eines der ersten chemischen Gifte (cm. VERGIFTENDE STOFFE) von Deutschland im Ersten Weltkrieg eingesetzt. Bei der Arbeit mit Chlor sollten Schutzkleidung, Gasmasken und Handschuhe getragen werden. Kurzfristig ist es möglich, die Atmungsorgane mit einem mit einer Lösung von Natriumsulfit Na 2 SO 3 oder Natriumthiosulfat Na 2 S 2 O 3 angefeuchteten Lumpenverband vor dem Eindringen von Chlor zu schützen. MPC von Chlor in der Luft von Arbeitsstätten beträgt 1 mg/m 3 , in der Luft von Siedlungen 0,03 mg/m 3 .

Egal wie negativ wir über öffentliche Toiletten denken, die Natur diktiert ihre eigenen Regeln, und Sie müssen sie besuchen. Neben natürlichen (für diesen Ort) Gerüchen ist ein weiteres bekanntes Aroma Bleichmittel, das zur Desinfektion des Raums verwendet wird. Es hat seinen Namen wegen des darin enthaltenen Hauptwirkstoffs - Cl. Lassen Sie uns etwas über dieses chemische Element und seine Eigenschaften lernen und auch eine Beschreibung von Chlor nach Position im Periodensystem geben.

Wie dieser Artikel entdeckt wurde

Erstmals wurde 1772 vom britischen Priester Joseph Priestley eine chlorhaltige Verbindung (HCl) synthetisiert.

Nach 2 Jahren gelang es seinem schwedischen Kollegen Karl Scheele, eine Methode zur Abtrennung von Cl durch die Reaktion zwischen Salzsäure und Braunstein zu beschreiben. Dieser Chemiker verstand jedoch nicht, dass dadurch ein neues chemisches Element synthetisiert wurde.

Wissenschaftler brauchten fast 40 Jahre, um zu lernen, wie man Chlor in der Praxis extrahiert. Dies gelang erstmals dem Briten Humphrey Davy im Jahr 1811. Dabei bediente er sich einer anderen Reaktion als seine theoretischen Vorgänger. Davy baute NaCl (den meisten als Kochsalz bekannt) durch Elektrolyse ab.

Nach dem Studium der resultierenden Substanz erkannte der britische Chemiker, dass es sich um eine elementare Substanz handelte. Nach dieser Entdeckung benannte Davy es nicht nur - Chlor (Chlor), sondern war auch in der Lage, Chlor zu charakterisieren, obwohl es sehr primitiv war.

Chlor wurde dank Joseph Gay-Lussac zu Chlor (Chlor) und existiert in dieser Form heute in Französisch, Deutsch, Russisch, Weißrussisch, Ukrainisch, Tschechisch, Bulgarisch und einigen anderen Sprachen. Im Englischen wird bis heute der Name „Chlorin“ verwendet, im Italienischen und Spanischen „Chlor“.

Das betrachtete Element wurde 1826 von Jens Berzelius genauer beschrieben. Er war es, der seine Atommasse bestimmen konnte.

Was ist Chlor (Cl)

Nachdem Sie die Geschichte der Entdeckung dieses chemischen Elements betrachtet haben, lohnt es sich, mehr darüber zu erfahren.

Der Name Chlor leitet sich vom griechischen Wort χλωρός („grün“) ab. Es wurde wegen der gelblich-grünlichen Farbe dieser Substanz gegeben.

Chlor kommt allein als zweiatomiges Gas Cl 2 vor, kommt aber in dieser Form praktisch nicht in der Natur vor. Häufiger tritt es in verschiedenen Verbindungen auf.

Neben dem markanten Farbton zeichnet sich Chlor durch einen süßlich-stechenden Geruch aus. Es ist eine sehr giftige Substanz, daher kann es, wenn es in die Luft gelangt und von einer Person oder einem Tier eingeatmet wird, innerhalb weniger Minuten zu deren Tod führen (abhängig von der Cl-Konzentration).

Da Chlor fast 2,5-mal schwerer als Luft ist, befindet es sich immer darunter, also in Bodennähe. Aus diesem Grund sollten Sie bei Verdacht auf das Vorhandensein von Cl so hoch wie möglich steigen, da die Konzentration dieses Gases geringer ist.

Außerdem haben chlorhaltige Substanzen im Gegensatz zu einigen anderen toxischen Substanzen eine charakteristische Farbe, die es ermöglichen kann, sie visuell zu identifizieren und darauf zu reagieren. Die meisten Standard-Gasmasken tragen dazu bei, die Atmungsorgane und Schleimhäute vor Cl-Schäden zu schützen. Für vollständige Sicherheit müssen jedoch schwerwiegendere Maßnahmen ergriffen werden, bis hin zur Neutralisierung der giftigen Substanz.

Es ist erwähnenswert, dass mit der Verwendung von Chlor als Giftgas durch die Deutschen im Jahr 1915 die Geschichte chemischer Waffen begann. Infolge der Verwendung von fast 200 Tonnen der Substanz wurden 15.000 Menschen in wenigen Minuten vergiftet. Ein Drittel von ihnen starb fast sofort, ein Drittel erlitt bleibende Schäden und nur 5.000 gelang die Flucht.

Warum ist ein so gefährlicher Stoff immer noch nicht verboten und werden jährlich Millionen Tonnen abgebaut? Es geht um seine besonderen Eigenschaften, und um sie zu verstehen, lohnt es sich, die Eigenschaften von Chlor zu betrachten. Am einfachsten geht das mit dem Periodensystem.

Charakterisierung von Chlor im Periodensystem

Chlor als Halogen

Neben extremer Toxizität und einem stechenden Geruch (charakteristisch für alle Vertreter dieser Gruppe) ist Cl sehr gut wasserlöslich. Eine praktische Bestätigung dafür ist die Zugabe von chlorhaltigen Reinigungsmitteln zum Poolwasser.

Bei Kontakt mit feuchter Luft beginnt die betreffende Substanz zu rauchen.

Eigenschaften von Cl als Nichtmetall

In Anbetracht der chemischen Eigenschaften von Chlor lohnt es sich, auf seine nichtmetallischen Eigenschaften zu achten.

Es hat die Fähigkeit, mit fast allen Metallen und Nichtmetallen Verbindungen einzugehen. Ein Beispiel ist die Reaktion mit Eisenatomen: 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3.

Zur Durchführung von Reaktionen ist häufig der Einsatz von Katalysatoren erforderlich. Diese Rolle kann von H 2 O übernommen werden.

Reaktionen mit Cl sind oft endotherm (sie absorbieren Wärme).

Es ist zu beachten, dass Chlor in kristalliner Form (in Pulverform) nur dann mit Metallen interagiert, wenn es auf hohe Temperaturen erhitzt wird.

Bei der Reaktion mit anderen Nichtmetallen (außer O 2, N, F, C und Inertgasen) bildet Cl Verbindungen - Chloride.

Bei der Reaktion mit O 2 entstehen Oxide, die äußerst instabil und zerfallsgefährdet sind. In ihnen kann sich die Oxidationsstufe von Cl von +1 bis +7 manifestieren.

Bei der Wechselwirkung mit F werden Fluoride gebildet. Ihr Oxidationsgrad kann unterschiedlich sein.

Chlor: Eigenschaft eines Stoffes hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften

Neben chemischen Eigenschaften hat das betrachtete Element auch physikalische Eigenschaften.

Einfluss der Temperatur auf den Aggregatzustand von Cl

Nachdem wir die physikalischen Eigenschaften des Elements Chlor betrachtet haben, verstehen wir, dass es in verschiedene Aggregatzustände übergehen kann. Es hängt alles vom Temperaturregime ab.

Cl ist im Normalzustand ein stark korrosives Gas. Er lässt sich jedoch leicht verflüssigen. Dies wird durch Temperatur und Druck beeinflusst. Wenn es beispielsweise 8 Atmosphären entspricht und die Temperatur +20 Grad Celsius beträgt, ist Cl 2 eine säuregelbe Flüssigkeit. Diesen Aggregatzustand kann sie bis +143 Grad aufrechterhalten, wenn der Druck zusätzlich weiter steigt.

Bei Erreichen von -32 ° C hängt der Chlorzustand nicht mehr vom Druck ab und bleibt weiterhin flüssig.

Die Kristallisation einer Substanz (fester Zustand) erfolgt bei -101 Grad.

Wo in der Natur existiert Cl

Nach Betrachtung der allgemeinen Eigenschaften von Chlor lohnt es sich herauszufinden, wo ein so schwieriges Element in der Natur zu finden ist.

Aufgrund seiner hohen Reaktivität kommt es fast nie in seiner reinen Form vor (daher brauchten die Wissenschaftler zu Beginn der Erforschung dieses Elements Jahre, um zu lernen, wie man es synthetisiert). Normalerweise kommt Cl in Verbindungen in verschiedenen Mineralien vor: Halit, Sylvin, Kainit, Bischofit usw.

Vor allem kommt es in Salzen vor, die aus Meer- oder Ozeanwasser gewonnen werden.

Wirkung auf den Körper

Wenn man sich die Eigenschaften von Chlor ansieht, wurde schon mehrfach gesagt, dass es extrem giftig ist. Gleichzeitig sind Materieatome nicht nur in Mineralien enthalten, sondern in fast allen Organismen, von Pflanzen bis zu Menschen.

Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften dringen Cl-Ionen besser als andere in Zellmembranen ein (daher befinden sich mehr als 80 % des gesamten Chlors im menschlichen Körper im Interzellularraum).

Zusammen mit K ist Cl für die Regulierung des Wasser-Salz-Haushalts und damit für den osmotischen Ausgleich verantwortlich.

Trotz einer so wichtigen Rolle im Körper tötet reines Cl 2 alle Lebewesen – von Zellen bis hin zu ganzen Organismen. In kontrollierten Dosen und bei kurzfristiger Exposition hat es jedoch keine Zeit, Schäden anzurichten.

Ein anschauliches Beispiel für die letzte Aussage ist jeder Pool. Wie Sie wissen, wird das Wasser in solchen Einrichtungen mit Cl desinfiziert. Wenn eine Person eine solche Einrichtung selten besucht (einmal pro Woche oder im Monat), ist es unwahrscheinlich, dass sie unter dem Vorhandensein dieser Substanz im Wasser leidet. Mitarbeiter solcher Einrichtungen, insbesondere solche, die sich fast den ganzen Tag im Wasser aufhalten (Retter, Instruktoren), leiden jedoch häufig unter Hautkrankheiten oder haben ein geschwächtes Immunsystem.

In diesem Zusammenhang ist es nach dem Besuch der Pools unbedingt erforderlich, zu duschen, um mögliche Chlorrückstände von Haut und Haaren abzuwaschen.

Menschliche Verwendung von Cl

In Anbetracht der Charakterisierung von Chlor, dass es ein „kapriziöses“ Element ist (wenn es um die Wechselwirkung mit anderen Substanzen geht), ist es interessant zu wissen, dass es in der Industrie häufig verwendet wird.

Zunächst einmal wird es zur Desinfektion vieler Substanzen verwendet.

Cl wird auch bei der Herstellung bestimmter Arten von Pestiziden verwendet, die dabei helfen, Pflanzen vor Schädlingen zu schützen.

Die Fähigkeit dieser Substanz, mit fast allen Elementen des Periodensystems zu interagieren (eine Eigenschaft von Chlor als Nichtmetall), hilft, bestimmte Arten von Metallen (Ti, Ta und Nb) sowie Kalk und Salzsäure zu extrahieren Hilfe.

Darüber hinaus wird Cl bei der Herstellung von Industriesubstanzen (Polyvinylchlorid) und Arzneimitteln (Chlorhexidin) verwendet.

Es ist erwähnenswert, dass heute ein wirksameres und sichereres Desinfektionsmittel gefunden wurde - Ozon (O 3 ). Seine Herstellung ist jedoch teurer als Chlor, und dieses Gas ist noch instabiler als Chlor (eine kurze Beschreibung der physikalischen Eigenschaften in S. 6-7). Daher können es sich nur wenige leisten, die Ozonierung anstelle der Chlorierung zu verwenden.

Wie wird Chlor hergestellt?

Heute sind viele Methoden zur Synthese dieser Substanz bekannt. Alle fallen in zwei Kategorien:

• Chemisch.
• Elektrochemisch.

Im ersten Fall entsteht Cl durch eine chemische Reaktion. In der Praxis sind sie jedoch sehr kostspielig und ineffizient.

Daher werden elektrochemische Verfahren (Elektrolyse) in der Industrie bevorzugt. Es gibt drei davon: Diaphragma, Membran und Quecksilberelektrolyse.