Klooria hankittiin ensimmäisen kerran vuonna 1772 Scheele, joka kuvaili sen vapautumista pyrolusiitin vuorovaikutuksessa suolahapon kanssa pyrolusiittia käsittelevässä artikkelissaan: 4HCl + MnO 2 = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O
Scheele pani merkille kloorin tuoksun, joka on samanlainen kuin aqua regian tuoksu, sen kyvyn olla vuorovaikutuksessa kullan ja kinaarin kanssa sekä sen valkaisuominaisuudet. Kuitenkin Scheele ehdotti tuolloin kemiaa hallitsevan flogistonteorian mukaisesti, että kloori on deflogistoitua kloorivetyhappoa, eli suolahappooksidia.
Berthollet ja Lavoisier ehdottivat, että kloori on murium-elementin oksidi, mutta yritykset eristää sitä epäonnistuivat Davyn työhön asti, joka onnistui hajottamaan ruokasuolan natriumiksi ja klooriksi elektrolyysillä.
Elementin nimi tulee kreikasta clwroz- "vihreä".

Luonnossa oleminen, saat:

Luonnonkloori on kahden isotoopin 35 Cl ja 37 Cl seos. Kloori on maankuoren runsain halogeeni. Koska kloori on erittäin aktiivista, sitä esiintyy luonnossa vain yhdisteiden muodossa mineraalien koostumuksessa: haliitti NaCl, sylvin KCl, sylviniitti KCl NaCl, biskofiitti MgCl 2 6H 2 O, karnalliitti KCl MgCl 2 6H 2 O, kainiitti KCl 4 3H 2 O. Suurimmat kloorivarat ovat merien ja valtamerten vesien suoloissa.
Teollisessa mittakaavassa klooria tuotetaan yhdessä natriumhydroksidin ja vedyn kanssa natriumkloridiliuoksen elektrolyysillä:
2NaCl + 2H20 => H2 + Cl2 + 2NaOH
Kloorin talteenottamiseksi vetykloridista, joka on orgaanisten yhdisteiden teollisen kloorauksen sivutuote, käytetään Deacon-prosessia (kloorivedyn katalyyttinen hapetus ilmakehän hapella):
4HCl + O 2 \u003d 2H 2O + 2Cl 2
Laboratorioissa käytetään yleensä prosesseja, jotka perustuvat vetykloridin hapetukseen vahvoilla hapettimilla (esim. mangaani(IV)oksidilla, kaliumpermanganaatilla, kaliumdikromaatilla):
2KMnO4 + 16HCl \u003d 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O
K 2Cr 2O 7 + 14HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O

Fyysiset ominaisuudet:

Normaaleissa olosuhteissa kloori on kellanvihreä kaasu, jolla on tukahduttava haju. Kloori liukenee näkyvästi veteen ("kloorivesi"). 20°C:ssa 2,3 tilavuutta klooria liukenee yhteen tilavuuteen vettä. Kiehumispiste = -34°C; sulamispiste = -101 °C, tiheys (kaasu, N.O.) = 3,214 g/l.

Kemialliset ominaisuudet:

Kloori on erittäin aktiivinen - se yhdistyy suoraan melkein kaikkien jaksollisen järjestelmän elementtien, metallien ja ei-metallien (paitsi hiilen, typen, hapen ja inerttien kaasujen) kanssa. Kloori on erittäin vahva hapetin, se syrjäyttää vähemmän aktiiviset epämetallit (bromi, jodi) vedyn ja metallien yhdisteistä:
Cl2 + 2HBr = Br2 + 2HCl; Cl2 + 2NaI \u003d 12 + 2NaCl
Veteen tai emäksiin liuotettuna kloori dismutoituu muodostaen hypoklooria (ja kuumennettaessa perkloorihappoa) ja kloorivetyhappoa tai niiden suoloja.
Cl 2 + H 2O HClO + HCl;
Kloori on vuorovaikutuksessa monien orgaanisten yhdisteiden kanssa ja joutuu substituutio- tai additioreaktioihin:
CH 3 -CH 3 + xCl 2 => C 2 H 6-x Cl x + xHCl
CH 2 \u003d CH 2 + Cl 2 \u003d\u003e Cl-CH 2 -CH 2 -Cl
C 6 H 6 + Cl 2 => C 6 H 6 Cl + HCl
Kloorilla on seitsemän hapetusastetta: -1, 0, +1, +3, +4, +5, +7.

Tärkeimmät liitännät:

Kloorivety HCl- väritön kaasu, joka savuaa ilmassa, koska vesihöyryn kanssa muodostuu sumupisaroita. Sillä on voimakas haju ja se ärsyttää voimakkaasti hengitysteitä. Sisältyy vulkaanisiin kaasuihin ja vesiin, mahanesteeseen. Kemialliset ominaisuudet riippuvat tilasta, jossa se sijaitsee (voi olla kaasumaisessa, nestemäisessä tilassa tai liuoksessa). HCl-liuosta kutsutaan kloorivetyhappo (suolahappo).. Se on vahva happo, joka syrjäyttää heikommat hapot niiden suoloista. suolat - kloridit- kiinteät kiteiset aineet, joilla on korkea sulamispiste.
kovalenttiset kloridit- klooriyhdisteet ei-metallien, kaasujen, nesteiden tai sulavien kiinteiden aineiden kanssa, joilla on tyypillisiä happamia ominaisuuksia, jotka yleensä helposti hydrolysoituvat veden vaikutuksesta suolahapoksi:
PCl5 + 4H20 = H3PO4 + 5HCl;
Kloori(I)oksidi Cl2O., ruskehtavan keltainen kaasu, jolla on pistävä haju. Vaikuttaa hengityselimiin. Liukenee helposti veteen muodostaen hypokloorihappoa.
Hypokloorihappo HClO. Esiintyy vain ratkaisuissa. Se on heikko ja epästabiili happo. Hajoaa helposti suolahapoksi ja hapeksi. Vahva hapetin. Muodostuu kun klooria liukenee veteen. suolat - hypokloriitit, epästabiili (NaClO*H 2 O hajoaa räjähtäen 70 °C:ssa), voimakkaita hapettimia. Käytetään laajasti valkaisuun ja desinfiointiin valkaisujauhetta, sekasuola Ca(Cl)OCl
Kloorihappo HClO 2, vapaassa muodossa on epästabiili, jopa laimeassa vesiliuoksessa, se hajoaa nopeasti. Keskivahva happo, suolat - kloriitit ovat yleensä värittömiä ja hyvin veteen liukenevia. Toisin kuin hypokloriiteilla, kloriiteilla on voimakkaita hapettavia ominaisuuksia vain happamassa ympäristössä. Natriumkloriitti NaClO 2:lla on suurin käyttökohde (kankaiden ja paperimassan valkaisuun).
Kloori(IV)oksidi ClO 2, - vihertävän keltainen kaasu, jolla on epämiellyttävä (pistävä) haju, ...
Kloorihappo HClO 3 - vapaassa muodossa on epästabiili: epäsuhtainen ClO 2:een ja HClO 4:ään nähden. suolat - kloraatit; näistä tärkeimmät ovat natrium-, kalium-, kalsium- ja magnesiumkloraatit. Nämä ovat voimakkaita hapettimia, räjähtäviä, kun niitä sekoitetaan pelkistysaineiden kanssa. kaliumkloraatti ( Berthollet-suolaa) - KClO 3 , käytettiin hapen tuottamiseen laboratoriossa, mutta suuren vaaran vuoksi sitä ei enää käytetty. Kaliumkloraattiliuoksia käytettiin heikkona antiseptisenä, ulkoisena lääkkeenä garglingissa.
Perkloorihappo HClO 4, vesiliuoksissa perkloorihappo on stabiilin kaikista happea sisältävistä kloorihapoista. Vedetön perkloorihappo, joka saadaan väkevällä rikkihapolla 72 % HClO 4:stä, ei ole kovin stabiili. Se on vahvin yksiemäksinen happo (vesiliuoksessa). suolat - perkloraatit, käytetään hapettimina (kiinteät rakettimoottorit).

Sovellus:

Klooria käytetään monilla teollisuudenaloilla, tieteessä ja kotitalouksissa:
- Polyvinyylikloridin, muoviyhdisteiden, synteettisen kumin tuotannossa;
- Kankaan ja paperin valkaisuun;
- Organokloorihyönteisten torjunta-aineiden tuotanto - aineet, jotka tappavat viljelykasveille haitallisia hyönteisiä, mutta ovat turvallisia kasveille;
- Veden desinfiointiin - "klooraus";
- Rekisteröity elintarviketeollisuudessa elintarvikelisäaineeksi E925;
- Kloorivetyhapon, valkaisuaineen, bertolettisuolan, metallikloridien, myrkkyjen, lääkkeiden, lannoitteiden kemiallisessa tuotannossa;
- Metallurgiassa puhtaiden metallien valmistukseen: titaani, tina, tantaali, niobium.

Biologinen rooli ja myrkyllisyys:

Kloori on yksi tärkeimmistä biogeenisistä alkuaineista ja on osa kaikkia eläviä organismeja. Eläimillä ja ihmisillä kloridi-ionit osallistuvat osmoottisen tasapainon ylläpitämiseen, kloridi-ionilla on optimaalinen säde tunkeutuakseen solukalvon läpi. Kloori-ionit ovat elintärkeitä kasveille, ne osallistuvat kasvien energia-aineenvaihduntaan ja aktivoivat oksidatiivista fosforylaatiota.
Kloori yksinkertaisen aineen muodossa on myrkyllistä, jos se joutuu keuhkoihin, se aiheuttaa keuhkokudoksen palovamman, tukehtumisen. Sillä on hengitysteitä ärsyttävä vaikutus, kun pitoisuus ilmassa on noin 0,006 mg / l (eli kaksi kertaa kloorin hajukynnys). Kloori oli yksi ensimmäisistä kemiallisista sodankäynnin aineista, joita Saksa käytti ensimmäisessä maailmansodassa.

Korotkova Yu., Shvetsova I.
KhF Tyumen State University, 571 ryhmää.

Lähteet: Wikipedia: http://ru.wikipedia.org/wiki/Cl ja muut,
RCTU:n verkkosivuilla D.I. Mendelejev:

Ohje

Tehtävän hoitamiseksi on käytettävä suhteellisen tiheyden kaavoja:

Etsi ensin ammoniakin suhteellinen molekyylipaino, joka voidaan laskea taulukosta D.I. Mendelejev.

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

Korvaa saadut tiedot kaavaan, jolla määritetään suhteellinen tiheys ilmalla:
D (ilma) = herra (ammoniakki) / herra (ilma);
D (ilma) = herra (ammoniakki) / 29;
D (ilma) = 17/29 = 0,59.

Esimerkki nro 2. Laske ammoniakin suhteellinen tiheys vedyn suhteen.

Korvaa vedyn suhteellisen tiheyden määrittämiskaavassa olevat tiedot:
D (vety) = herra (ammoniakki) / herra (vety);
D (vety) = Mr (ammoniakki) / 2;
D (vety) = 17/2 = 8,5.

Vety (latinan sanasta "Hydrogenium" - "vettä tuottava") on jaksollisen järjestelmän ensimmäinen elementti. Se on laajalti levinnyt, esiintyy kolmen isotoopin - protiumin, deuteriumin ja tritiumin - muodossa. Vety on vaalea väritön kaasu (14,5 kertaa ilmaa kevyempi). Se on erittäin räjähtävää, kun se sekoitetaan ilman ja hapen kanssa. Sitä käytetään kemianteollisuudessa, elintarviketeollisuudessa ja myös rakettipolttoaineena. Käyttömahdollisuuksia tutkitaan parhaillaan vety autojen moottoreiden polttoaineeksi. Tiheys vety(kuten mikä tahansa muu kaasu) voidaan määritellä monella tavalla.

Ohje

Ensinnäkin tiheyden yleisen määritelmän perusteella - aineen määrä tilavuusyksikköä kohti. Siinä tapauksessa, että se on suljetussa astiassa, kaasun tiheys määritetään alkeellisesti kaavan (M1 - M2) / V mukaan, missä M1 on kaasua sisältävän astian kokonaismassa, M2 on kaasun massa. tyhjä astia, ja V on astian sisätilavuus.

Jos haluat määrittää tiheyden vety, jolla on sellaisia ​​lähtötietoja kuin , tässä tulee apuun ihanteellisen kaasun universaali tilayhtälö tai Mendeleev-Clapeyron yhtälö: PV = (mRT)/M.
P - kaasun paine
V on sen tilavuus
R on yleinen kaasuvakio
T on kaasun lämpötila kelvineinä
M on kaasun moolimassa
m on kaasun todellinen massa.

Ihanteelliseksi kaasuksi katsotaan sellainen matemaattinen kaasu, jossa molekyylien potentiaalienergia verrattuna niiden kineettiseen energiaan voidaan jättää huomiotta. Ideaalikaasumallissa molekyylien välillä ei ole houkuttelevia tai hylkiviä voimia, ja hiukkasten törmäykset muihin hiukkasiin tai suonen seinämiin ovat ehdottoman elastisia.

Vety tai mikään muu kaasu ei tietenkään ole ihanteellinen, mutta tämä malli mahdollistaa laskelmat riittävän suurella tarkkuudella lähellä ilmanpainetta ja huoneen lämpötilaa. Esimerkiksi annettu tehtävä: etsi tiheys vety 6 asteen paineessa ja 20 celsiusasteen lämpötilassa.

Muunna ensin kaikki alkuarvot SI-järjestelmään (6 ilmakehää \u003d 607950 Pa, 20 astetta C \u003d 293 astetta K). Kirjoita sitten Mendeleev-Clapeyron-yhtälö PV = (mRT)/M. Muunna se muotoon: P = (mRT)/MV. Koska m / V on tiheys (aineen massan suhde tilavuuteen), saat: tiheys vety= PM/RT, ja meillä on kaikki tarvittavat tiedot ratkaisua varten. Tiedät paineen (607950), lämpötilan (293), yleiskaasuvakion (8,31), moolimassan vety (0,002).

Korvaamalla nämä tiedot kaavaan, saat: tiheys vety tietyissä paine- ja lämpötilaolosuhteissa on 0,499 kg / kuutiometri eli noin 0,5.

Lähteet:

• kuinka löytää vedyn tiheys

Tiheys- tämä on yksi aineen ominaisuuksista, sama kuin massa, tilavuus, lämpötila, pinta-ala. Se on yhtä suuri kuin massan ja tilavuuden suhde. Päätehtävänä on oppia laskemaan tämä arvo ja tietää, mistä se riippuu.

Ohje

Tiheys on aineen massan suhde tilavuuteen. Jos haluat määrittää aineen tiheyden ja tiedät sen massan ja tilavuuden, tiheyden löytäminen ei ole sinulle vaikeaa. Helpoin tapa löytää tiheys tässä tapauksessa on p = m/V. Se on kg/m^3 SI-järjestelmässä. Näitä kahta arvoa ei kuitenkaan aina anneta, joten sinun pitäisi tietää useita tapoja, joilla voit laskea tiheyden.

Tiheys sillä on erilaisia ​​merkityksiä aineen tyypistä riippuen. Lisäksi tiheys vaihtelee suolapitoisuuden ja lämpötilan mukaan. Kun lämpötila laskee, tiheys kasvaa, ja kun suolaisuusaste pienenee, myös tiheys pienenee. Esimerkiksi Punaisen meren tiheyttä pidetään edelleen korkeana, kun taas Itämerellä sitä on jo vähemmän. Oletteko kaikki huomanneet, että jos lisäät siihen vettä, se kelluu. Kaikki tämä johtuu siitä, että sillä on pienempi tiheys kuin vedellä. Metallit ja kiviaineet päinvastoin uppoavat, koska niiden tiheys on suurempi. Perustuu tiheys ruumiita syntyi heidän uimisesta.

Kiitos kelluvien kappaleiden teorian, jonka avulla voit selvittää kappaleen tiheyden, veden, koko kehon tilavuuden ja sen upotetun osan tilavuuden. Tämä kaava näyttää tältä: Vimmersed. osat / V runko \u003d p runko / p neste. Tästä seuraa, että kappaleen tiheys voidaan löytää seuraavasti: p runko \u003d V upotettu. osat * p neste / V runko Tämä ehto täyttyy taulukkotietojen ja määritettyjen tilavuuksien V upotettuna. osat ja V-runko.

Liittyvät videot

Vihje 4: Kuinka laskea aineen suhteellinen molekyylipaino

Suhteellinen molekyylipaino on dimensioton arvo, joka osoittaa kuinka monta kertaa molekyylin massa on suurempi kuin 1/12 hiiliatomin massasta. Vastaavasti hiiliatomin massa on 12 yksikköä. Voit määrittää kemiallisen yhdisteen suhteellisen molekyylipainon lisäämällä aineen molekyylin muodostavien atomien massat.

Tarvitset

• - kynä;
• - muistilappu;
• - laskin;
• - jaksollinen järjestelmä.

Ohje

Etsi jaksollisesta taulukosta tämän molekyylin muodostavien alkuaineiden solut. Kunkin aineen suhteellisten atomimassojen (Ar) arvot on ilmoitettu solun vasemmassa alakulmassa. Kirjoita ne uudelleen pyöristettynä lähimpään kokonaislukuun: Ar(H) - 1; Ar(P) - 31; Ar(O) - 16.

Määritä yhdisteen suhteellinen molekyylipaino (Mr). Voit tehdä tämän kertomalla kunkin alkuaineen atomimassan atomien lukumäärällä . Laske sitten yhteen saadut arvot. Fosforihapolle: Mr(n3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

Suhteellinen molekyylipaino on numeerisesti sama kuin aineen moolimassa. Jotkut tehtävät käyttävät tätä linkkiä. Esimerkki: Kaasun, jonka lämpötila on 200 K ja paine 0,2 MPa, tiheys on 5,3 kg/m3. Määritä sen suhteellinen molekyylipaino.

Käytä Mendeleev-Claiperon-yhtälöä ideaalikaasulle: PV = mRT/M, missä V on kaasun tilavuus, m3; m on tietyn kaasutilavuuden massa, kg; M on kaasun moolimassa, kg/mol; R on yleinen kaasuvakio. R = 8,314472 m2kg s-2 K-1 Mol-1; T – kaasu, K; P - absoluuttinen paine, Pa. Ilmoita moolimassa tästä suhteesta: М = mRT/(PV).

Kuten tiedät, tiheys: p = m/V, kg/m3. Korvaa se lausekkeeseen: M = pRT / P. Määritä kaasun moolimassa: M \u003d 5,3 * 8,31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0,044 kg / mol. Kaasun suhteellinen molekyylipaino: Mr = 44. Voit arvata, että se on hiilidioksidia: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

Lähteet:

• laskea suhteelliset molekyylipainot

Kemiallisissa laboratorioissa ja kemiallisia kokeita tehtäessä kotona on usein tarpeen määrittää aineen suhteellinen tiheys. Suhteellinen tiheys on tietyn aineen tiheyden suhde toisen aineen tiheyteen tietyissä olosuhteissa tai vertailuaineen tiheyteen, joka otetaan tislattuna vedenä. Suhteellinen tiheys ilmaistaan ​​abstraktina lukuna.

Tarvitset

• - taulukot ja hakemistot;
• - hydrometri, pyknometri tai erikoisvaaka.

Ohje

Aineiden suhteellinen tiheys suhteessa tislatun veden tiheyteen määritetään kaavalla: d=p/p0, jossa d on haluttu suhteellinen tiheys, p on testiaineen tiheys, p0 on vertailuaineen tiheys . Viimeinen parametri on taulukkomuotoinen ja määritetään melko tarkasti: 20 ° C: ssa veden tiheys on 998,203 kg / m3, ja se saavuttaa maksimitiheytensä lämpötilassa 4 ° C - 999,973 kg / m3. Muista ennen laskelmia, että p ja p0 on ilmaistava samoissa yksiköissä.

Lisäksi aineen suhteellinen tiheys löytyy fysikaalisista ja kemiallisista hakukirjoista. Suhteellisen tiheyden numeerinen arvo on aina yhtä suuri kuin saman aineen suhteellinen ominaispaino samoissa olosuhteissa. Johtopäätös: käytä suhteellisen ominaispainon taulukoita samalla tavalla kuin jos ne olisivat suhteellisen tiheyden taulukoita.

Suhteellista tiheyttä määritettäessä on aina otettava huomioon koe- ja vertailuaineiden lämpötila. Tosiasia on, että aineiden tiheys pienenee ja kasvaa jäähtyessä. Jos testiaineen lämpötila poikkeaa vertailusta, tee korjaus. Laske se suhteellisen tiheyden keskimääräisenä muutoksena per 1 °C. Etsi tarvittavat tiedot lämpötilakorjausten nomogrammeista.

Käytä hydrometriä, jos haluat nopeasti laskea nesteiden suhteellisen tiheyden käytännössä. Käytä pyknometrejä ja erikoisvaakoja suhteellisen ja kuiva-aineen mittaamiseen. Klassinen hydrometri on lasiputki, joka laajenee pohjasta. Putken alapäässä on säiliö tai erityinen aine. Putken yläosaan on merkitty jakoja, jotka osoittavat testiaineen suhteellisen tiheyden numeerisen arvon. Monet hydrometrit on lisäksi varustettu lämpömittareilla testattavan aineen lämpötilan mittaamiseksi.

Avogadron laki

Kaasumaisen aineen molekyylien etäisyys toisistaan ​​riippuu ulkoisista olosuhteista: paineesta ja lämpötilasta. Samoissa ulkoisissa olosuhteissa eri kaasujen molekyylien väliset raot ovat samat. Avogadron laki, joka löydettiin vuonna 1811, sanoo, että sama määrä eri kaasuja samoissa ulkoisissa olosuhteissa (lämpötila ja paine) sisältää saman määrän molekyylejä. Nuo. jos V1=V2, T1=T2 ja P1=P2, niin N1=N2, missä V on tilavuus, T on lämpötila, P on paine, N on kaasumolekyylien lukumäärä (indeksi "1" yhdelle kaasulle, "2" toiselle).

Ensimmäinen seuraus Avogadron laista, molaarinen tilavuus

Avogadron lain ensimmäinen johtopäätös sanoo, että sama määrä minkä tahansa kaasun molekyylejä samoissa olosuhteissa vie saman tilavuuden: V1=V2 kohdassa N1=N2, T1=T2 ja P1=P2. Minkä tahansa kaasun yhden moolin tilavuus (moolitilavuus) on vakioarvo. Muista, että 1 mooli sisältää Avogadrian hiukkasten lukumäärän - 6,02x10^23 molekyyliä.

Siten kaasun moolitilavuus riippuu vain paineesta ja lämpötilasta. Yleensä kaasut katsotaan normaalipaineessa ja normaalilämpötilassa: 273 K (0 celsiusastetta) ja 1 atm (760 mm Hg, 101325 Pa). Tällaisissa normaaleissa olosuhteissa, jotka on merkitty "n.o.", minkä tahansa kaasun moolitilavuus on 22,4 l/mol. Kun tämä arvo tiedetään, on mahdollista laskea minkä tahansa tietyn massan ja minkä tahansa kaasumäärän tilavuus.

Avogadron lain toinen seuraus, kaasujen suhteelliset tiheydet

Kaasujen suhteellisten tiheyksien laskemiseen sovelletaan Avogadron lain toista seurausta. Määritelmän mukaan aineen tiheys on sen massan ja tilavuuden suhde: ρ=m/V. Aineen 1 moolille massa on yhtä suuri kuin moolimassa M ja tilavuus on yhtä suuri kuin moolitilavuus V(M). Siten kaasun tiheys on ρ=M(kaasu)/V(M).

Olkoon kaksi kaasua - X ja Y. Niiden tiheydet ja moolimassat - ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), jotka liittyvät toisiinsa suhteilla: ρ(X)=M(X) /V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). Kaasun X suhteellinen tiheys verrattuna kaasuun Y, jota merkitään Dy(X), on näiden kaasujen tiheyksien suhde ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV(M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). Molaariset tilavuudet pienenevät, ja tästä voidaan päätellä, että kaasun X suhteellinen tiheys kaasuun Y nähden on yhtä suuri kuin niiden molaaristen tai suhteellisten molekyylimassojen suhde (ne ovat numeerisesti yhtä suuret).

Kaasujen tiheydet määritetään usein suhteessa vetyyn, kaikista kaasuista kevyimpään, jonka moolimassa on 2 g / mol. Nuo. jos ongelma sanoo, että tuntemattoman kaasun X vetytiheys on esimerkiksi 15 (suhteellinen tiheys on dimensioton suure!), niin sen moolimassan löytäminen ei ole vaikeaa: M(X)=15xM(H2)=15x2=30 g/mol. Usein ilmoitetaan myös kaasun suhteellinen tiheys ilmaan nähden. Täällä sinun on tiedettävä, että ilman keskimääräinen suhteellinen molekyylipaino on 29, ja sinun on jo kerrottava ei 2:lla, vaan 29: llä.

MÄÄRITELMÄ

Vapaa kloori on kelta-vihreä kaasu, joka koostuu diatomisista molekyyleistä.

Tavallisessa paineessa se nesteytyy (-34 o C) ja jähmettyy (-101 o C). Yksi tilavuus vettä liuottaa noin kaksi tilavuutta klooria. Tuloksena olevaa kellertävää liuosta kutsutaan usein "kloorivedeksi".

Kloorilla on voimakas haju. Hengitys aiheuttaa hengitysteiden tulehdusta. Akuutin kloorimyrkytyksen ensiapuvälineenä käytetään alkoholin ja eetterin seoksen höyryjen hengittämistä.

Kloorin kriittinen lämpötila on 144 o C, kriittinen paine 76 atm. Kiehumispisteessä nestemäisen kloorin tiheys on 1,6 g/cm 3 ja sen höyrystymislämpö 4,9 kcal/mol. Kiinteän kloorin tiheys on 2,0 g/cm 3 ja sulamislämpö 165 kcal/mol. Sen kiteet muodostuvat yksittäisistä Cl 2 -molekyyleistä (jonkien välinen lyhin etäisyys on 3,34 A).

Cl-Cl-sidokselle on tunnusomaista ydinetäisyys 1,98 A ja voimavakio 3,2. Molekyylikloorin terminen dissosiaatio yhtälön mukaan

Cl 2 + 58 kcal = 2Cl

Se tulee havaittavaksi noin 1000 o C:ssa.

Kloorin esiintyvyys luonnossa

Kloori on luonnossa esiintyvyyden suhteen lähellä fluoria - sen osuus maankuoren atomien kokonaismäärästä on 0,02 %. Ihmiskeho sisältää 0,25 (paino) % klooria.

Kloorin ensisijainen muoto maan pinnalla vastaa sen äärimmäistä hajaantumista. Veden työn seurauksena, joka monien miljoonien vuosien ajan tuhosi kiviä ja huuhtoi niistä kaikki liukoiset aineosat, meriin kerääntyi klooriyhdisteitä. Jälkimmäisen kuivuminen on johtanut moniin paikkoihin maapallolla voimakkaiden NaCl-kerrostumien muodostumiseen, joka toimii raaka-aineena kaikkien klooriyhdisteiden valmistuksessa.

Lyhyt kuvaus kloorin kemiallisista ominaisuuksista ja tiheydestä

Kloorin kemiallisen aktiivisuuden ydin ilmenee sen atomin kyvyssä kiinnittää elektroneja ja muuttua negatiivisesti varautuneeksi ioniksi.

Kloorin kemiallinen aktiivisuus on erittäin korkea - se yhdistyy lähes kaikkiin metalleihin (joskus vain vesijäämien läsnä ollessa tai kuumennettaessa) ja kaikkiin metalloidi-alkuaineisiin paitsi C:tä, N:ää ja O:ta lukuun ottamatta. On tärkeää huomata, että täydellinen kosteuden puuttuminen, kloori ei vaikuta rautaan. Tämä mahdollistaa sen säilyttämisen terässylintereissä.

Kloorin vuorovaikutus vedyn kanssa reaktion mukaan

H2 + Cl2 = 2HCl + 44 kcal

Se etenee erittäin hitaasti, mutta kaasuseoksen lämmittämiseen tai sen voimakkaaseen valaistukseen (suora auringonvalo, palava magnesium jne.) liittyy räjähdys.

Monimutkaisia ​​aineita, joiden kanssa kloori reagoi, ovat vedet, alkalit ja metallihalogenidit.

Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

ESIMERKKI 1

Harjoittele	Kloorin natriumin palamisen TCA:n mukaan 2Na + Cl2 = 2NaCl + 819 kJ laske, kuinka paljon natriumia palasi, jos lämpöä vapautui 1,43 kJ.
Päätös	Natriumia kloorissa poltettaessa muodostuu natriumia ja vapautuu 819 kJ, ts. tapahtuu eksoterminen reaktio: 2Na + Cl2 = 2NaCl + 819 kJ. Reaktioyhtälön mukaan 2 moolia natriumia poltettiin. Natriumin moolimassa on 23 g/mol. Sitten natriumin teoreettinen massa on yhtä suuri: m(Na)th = n(Na) × M(Na); m(Na)th = 2 × 23 = 46 g. Merkitään natriumin käytännön massaa "x". Tehdään suhde: x g Na - 1,43 kJ lämpöä; 46 g Na - 819 kJ lämpöä. Ilmaise "x": x \u003d (46 × 1,43) / 819 \u003d 0,08. Tämän seurauksena 0,08 g natriumia paloi.
Vastaus	Natriumin massa on 0,08 g.

ESIMERKKI 2

Harjoittele	Laske typen tiheys ilman, jolla on seuraava tilavuuskoostumus: 20,0 % happea; 79,0 % typpeä ja 1,0 % argonia.
Päätös	Koska kaasujen tilavuudet ovat verrannollisia niiden määriin (Avogadron laki), seoksen keskimääräinen moolimassa voidaan ilmaista paitsi mooleina, myös tilavuuksina: M = (M 1 V 1 + M 2 V 2 + M 3 V 3) / (V 1 + V 2 + V 3). M(O2) = 2 × Ar (O) = 2 × 16 = 32 g/mol; M (N 2) \u003d 2 × Ar (O) = 2 × 14 = 28 g/mol; M(Ar) = Ar(Ar) = 40 g/mol. Ota 100 dm 3 seosta, sitten V (O 2) \u003d 20 dm 3, V (N 2) \u003d 79 dm 3, V (Ar) \u003d 1 dm 3. Korvaamalla nämä arvot yllä olevaan kaavaan, saamme: M = (32x20 + 28x79 + 40x1) / (20 + 79 + 1); M = 28,9 g/mol. Typen tiheys saadaan jakamalla seoksen keskimääräinen moolimassa typen moolimassalla: D N 2 \u003d 28,9 / 28 \u003d 1,03.
Vastaus	Ilman typen tiheys on 1,03.

Kloori(kreikan kielestä χλωρ?ς - "vihreä") - seitsemännen ryhmän pääalaryhmän, D. I. Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän kolmannen jakson elementti, atominumerolla 17. Se on merkitty symbolilla Cl(lat. Kloori). Reaktiivinen epämetalli. Sisältyi halogeenien ryhmään (alunperin saksalainen kemisti Schweiger käytti nimeä "halogeeni" kloorille [kirjaimellisesti "halogeeni" käännetään suolaksi), mutta se ei juurtunut, ja siitä tuli myöhemmin yleinen VII-ryhmässä. alkuaineet, mukaan lukien kloori).

Yksinkertainen aine kloori (CAS-numero: 7782-50-5) on normaaleissa olosuhteissa kellertävänvihreä myrkyllinen kaasu, jolla on pistävä haju. Kloorimolekyyli on kaksiatominen (kaava Cl 2).

Kloorin löytämisen historia

J. Prisley keräsi ensimmäistä kertaa kaasumaisen vedettömän kloorivedyn vuonna 1772. (nestemäisen elohopean yli). Klooria hankittiin ensimmäisen kerran vuonna 1774 Scheele, joka kuvaili sen vapautumista pyrolusiitin vuorovaikutuksessa suolahapon kanssa pyrolusiittia koskevassa tutkielmassaan:

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

Scheele pani merkille kloorin tuoksun, joka on samanlainen kuin aqua regian tuoksu, sen kyvyn olla vuorovaikutuksessa kullan ja kinaarin kanssa sekä sen valkaisuominaisuudet.

Kuitenkin Scheele ehdotti tuolloin kemiaa hallitsevan flogistonteorian mukaisesti, että kloori on deflogistoitua kloorivetyhappoa, eli suolahappooksidia. Berthollet ja Lavoisier ehdottivat, että kloori on alkuaineen oksidi muria Yritykset eristää se kuitenkin epäonnistuivat Davyn työhön asti, joka onnistui hajottamaan ruokasuolan natriumiksi ja klooriksi elektrolyysillä.

Jakautuminen luonnossa

Luonnossa on kaksi kloorin isotooppia 35 Cl ja 37 Cl. Kloori on maankuoren runsain halogeeni. Kloori on erittäin aktiivinen - se yhdistyy suoraan melkein kaikkiin jaksollisen järjestelmän elementteihin. Siksi luonnossa sitä esiintyy vain yhdisteiden muodossa mineraalien koostumuksessa: haliitti NaCl, sylvin KCl, sylviniitti KCl NaCl, biskofiitti MgCl 2 6H2O, karnalliitti KCl MgCl 2 6H 2 O, kainiitti KCl MgSO 2 O 4. Suurimmat kloorivarat ovat merien ja valtamerten vesien suoloissa (meriveden pitoisuus on 19 g/l). Kloori muodostaa 0,025 % maankuoren atomien kokonaismäärästä, Clarken kloorin luku on 0,017 % ja ihmiskeho sisältää 0,25 % kloori-ioneista massasta. Ihmisillä ja eläimillä klooria löytyy pääasiassa solujen välisistä nesteistä (mukaan lukien veri) ja sillä on tärkeä rooli osmoottisten prosessien säätelyssä sekä hermosolujen toimintaan liittyvissä prosesseissa.

Fysikaaliset ja fysikaalis-kemialliset ominaisuudet

Normaaleissa olosuhteissa kloori on kellanvihreä kaasu, jolla on tukahduttava haju. Osa sen fysikaalisista ominaisuuksista on esitetty taulukossa.

Jotkut kloorin fysikaaliset ominaisuudet

Omaisuus	Merkitys
väri (kaasu)	keltainen vihreä
Kiehumislämpötila	-34°C
Sulamislämpötila	-100°C
Hajoamislämpötila (dissosioituminen atomeiksi)	~1400 °C
Tiheys (kaasu, n.o.s.)	3,214 g/l
Affiniteetti atomin elektroniin	3,65 eV
Ensimmäinen ionisaatioenergia	12,97 eV
Lämpökapasiteetti (298 K, kaasu)	34,94 (J/mol K)
Kriittinen lämpötila	144 °C
kriittistä painetta	76 atm
Normaali muodostumisentalpia (298 K, kaasu)	0 (kJ/mol)
Normaali muodostumisen entropia (298 K, kaasu)	222,9 (J/mol K)
Fuusion entalpia	6,406 (kJ/mol)
Kiehuva entalpia	20,41 (kJ/mol)
Homolyyttisen sidoksen katkeamisen energia X-X	243 (kJ/mol)
Heterolyyttisen sidoksen katkeamisen energia X-X	1150 (kJ/mol)
Ionisaatioenergia	1255 (kJ/mol)
Elektronien affiniteettienergia	349 (kJ/mol)
Atomin säde	0,073 (nm)
Elektronegatiivisuus Paulingin mukaan	3,20
Allred-Rochowin elektronegatiivisuus	2,83
Stabiilit hapetustilat	-1, 0, +1, +3, (+4), +5, (+6), +7

Kaasumainen kloori on suhteellisen helppo nesteyttää. 0,8 MPa (8 ilmakehän) paineesta alkaen kloori on nestemäistä jo huoneenlämpötilassa. Jäähdytettynä -34 °C:n lämpötilaan kloori muuttuu nestemäiseksi myös normaalissa ilmanpaineessa. Nestemäinen kloori on kellanvihreä neste, jolla on erittäin korkea syövyttävä vaikutus (johtuen korkeasta molekyylipitoisuudesta). Nostamalla painetta on mahdollista saavuttaa nestemäisen kloorin olemassaolo jopa +144 °C:n lämpötilaan (kriittinen lämpötila) kriittisellä paineella 7,6 MPa.

Alle -101 °C:n lämpötiloissa nestemäinen kloori kiteytyy ortorombiseksi hilaksi, jossa on avaruusryhmä cmca ja parametrit a = 6,29 Å b = 4,50 Å, c = 8,21 Å. Alle 100 K:n lämpötilassa kiteisen kloorin ortorombinen modifikaatio muuttuu tetragonaaliseksi muunnelmaksi, jossa on avaruusryhmä P4 2/ncm ja hilaparametrit a = 8,56 Å ja c = 6,12 Å.

Liukoisuus

Kloorimolekyylin Cl 2 → 2Cl dissosiaatioaste. 1000 K:ssa se on 2,07 × 10 −4 % ja 2 500 K:ssa 0,909 %.

Ilman hajun havaitsemisraja on 0,003 (mg/l).

Sähkönjohtavuudella mitattuna nestemäinen kloori on yksi vahvimmista eristeistä: se johtaa virtaa lähes miljardi kertaa huonommin kuin tislattu vesi ja 10-22 kertaa huonommin kuin hopea. Äänen nopeus kloorissa on noin puolitoista kertaa pienempi kuin ilmassa.

Kemialliset ominaisuudet

Elektronikuoren rakenne

Klooriatomin valenssitaso sisältää 1 parittoman elektronin: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5, joten klooriatomin valenssi 1 on erittäin stabiili. Koska klooriatomissa on d-alatason miehittämätön orbitaali, klooriatomilla voi olla myös muita valensseja. Kaavio atomin virittyneiden tilojen muodostumisesta:

Tunnetaan myös klooriyhdisteitä, joissa klooriatomilla on muodollisesti valenssi 4 ja 6, kuten Cl02 ja Cl206. Nämä yhdisteet ovat kuitenkin radikaaleja, mikä tarkoittaa, että niillä on yksi pariton elektroni.

Vuorovaikutus metallien kanssa

Kloori reagoi suoraan lähes kaikkien metallien kanssa (joidenkin vain kosteuden läsnä ollessa tai kuumennettaessa):

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

Vuorovaikutus ei-metallien kanssa

Epämetallien kanssa (paitsi hiiltä, ​​typpeä, happea ja inerttejä kaasuja) muodostuu vastaavia klorideja.

Valossa tai kuumennettaessa se reagoi aktiivisesti (joskus räjähdyksellä) vedyn kanssa radikaalimekanismilla. Kloorin ja vedyn seokset, jotka sisältävät 5,8 - 88,3 % vetyä, räjähtävät säteilyttäessä muodostaen kloorivetyä. Pieninä pitoisuuksina kloorin ja vedyn seos palaa värittömällä tai kellanvihreällä liekillä. Kloorivetyliekin maksimilämpötila on 2200 °C.:

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

Hapen kanssa kloori muodostaa oksideja, joissa sen hapetusaste on +1 - +7: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Niillä on pistävä haju, ne ovat termisesti ja fotokemiallisesti epävakaita ja alttiita räjähdysmäiselle hajoamiselle.

Reagoiessaan fluorin kanssa ei muodostu kloridia, vaan fluoria:

Cl 2 + 3F 2 (esim.) → 2ClF 3

Muut ominaisuudet

Kloori syrjäyttää bromin ja jodin yhdisteistään vedyn ja metallien kanssa:

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

Reagoiessaan hiilimonoksidin kanssa muodostuu fosgeenia:

Cl 2 + CO → COCl 2

Veteen tai emäksiin liuotettuna kloori dismutoituu muodostaen hypoklooria (ja kuumennettaessa perkloorihappoa) ja kloorivetyhappoa tai niiden suoloja:

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

Klooraamalla kuivaa kalsiumhydroksidia saadaan valkaisuainetta:

Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O

Kloorin vaikutus ammoniakkiin voidaan saada typpitrikloridilla:

4NH3 + 3Cl2 → NCI3 + 3NH4CI

Kloorin hapettavat ominaisuudet

Kloori on erittäin voimakas hapetin.

Cl2 + H2S → 2HCl + S

Reaktiot orgaanisten aineiden kanssa

Tyydytetyillä yhdisteillä:

CH3-CH3 + Cl2 → C2H5CI + HCl

Kiinnittyy tyydyttymättömiin yhdisteisiin useilla sidoksilla:

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

Aromaattiset yhdisteet korvaavat vetyatomin kloorilla katalyyttien (esimerkiksi AlCl 3 tai FeCl 3) läsnä ollessa:

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl

Miten saada

Teolliset menetelmät

Aluksi teollinen menetelmä kloorin valmistamiseksi perustui Scheelen menetelmään, eli pyrolusiitin reaktioon suolahapon kanssa:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

Vuonna 1867 Deacon kehitti menetelmän kloorin tuottamiseksi katalyyttisellä hapettamalla kloorivetyä ilmakehän hapella. Deacon-prosessia käytetään tällä hetkellä kloorin talteenottoon vetykloridista, joka on orgaanisten yhdisteiden teollisen kloorauksen sivutuote.

4HCl + O 2 → 2H 2O + 2Cl 2

Nykyään klooria tuotetaan teollisessa mittakaavassa yhdessä natriumhydroksidin ja vedyn kanssa natriumkloridiliuoksen elektrolyysillä:

2NaCl + 2H 2O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Anodi: 2Cl - - 2e - → Cl 2 0 Katodi: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH -

Koska veden elektrolyysi tapahtuu samanaikaisesti natriumkloridin elektrolyysin kanssa, kokonaisyhtälö voidaan ilmaista seuraavasti:

1,80 NaCl + 0,50 H20 → 1,00 Cl2 + 1,10 NaOH + 0,03 H2

Kloorin valmistukseen käytettävästä sähkökemiallisesta menetelmästä käytetään kolmea muunnelmaa. Kaksi niistä on elektrolyysi kiinteällä katodilla: kalvo- ja kalvomenetelmät, kolmas on elektrolyysi nestemäisellä elohopeakatodilla (elohopean tuotantomenetelmä). Sähkökemiallisista tuotantomenetelmistä elohopeakatodielektrolyysi on helpoin ja kätevin menetelmä, mutta tämä menetelmä aiheuttaa merkittäviä ympäristövahinkoja metallisen elohopean haihtumisen ja vuotamisen vuoksi.

Kalvomenetelmä kiinteällä katodilla

Kennon onkalo on jaettu huokoisella asbestivälillä - kalvolla - katodi- ja anoditilaan, jossa kennon katodi ja anodi vastaavasti sijaitsevat. Siksi tällaista elektrolyysilaitetta kutsutaan usein kalvoelektrolyysiksi, ja tuotantomenetelmä on kalvoelektrolyysi. Kyllästetyn anolyytin (NaCl-liuos) virta tulee jatkuvasti kalvokennon anoditilaan. Sähkökemiallisen prosessin seurauksena anodilla vapautuu klooria haliitin hajoamisen seurauksena ja vetyä katodilla veden hajoamisen seurauksena. Tässä tapauksessa katodiläheinen vyöhyke on rikastettu natriumhydroksidilla.

Kalvomenetelmä kiinteällä katodilla

Kalvomenetelmä on olennaisesti samanlainen kuin kalvomenetelmä, mutta anodi- ja katoditilat erotetaan kationinvaihtopolymeerikalvolla. Kalvovalmistusmenetelmä on tehokkaampi kuin kalvomenetelmä, mutta sitä on vaikeampi käyttää.

Elohopeamenetelmä nestemäisellä katodilla

Prosessi suoritetaan elektrolyyttihauteessa, joka koostuu elektrolysaattorista, hajottajasta ja elohopeapumpusta, jotka on yhdistetty toisiinsa viestinnällä. Elektrolyyttihauteessa elohopeapumpun vaikutuksesta elohopea kiertää elektrolysaattorin ja hajottimen läpi. Elektrolysaattorin katodi on elohopeavirta. Anodit - grafiitti tai vähäinen kuluminen. Yhdessä elohopean kanssa elektrolysaattorin läpi virtaa jatkuvasti anolyytin virta, natriumkloridiliuos. Kloridin sähkökemiallisen hajoamisen seurauksena anodille muodostuu kloorimolekyylejä ja vapautunut natrium liukenee katodilla elohopeaan muodostaen amalgaamin.

Laboratoriomenetelmät

Laboratorioissa kloorin saamiseksi käytetään yleensä prosesseja, jotka perustuvat vetykloridin hapettamiseen vahvoilla hapettavilla aineilla (esimerkiksi mangaani(IV)oksidilla, kaliumpermanganaatilla, kaliumdikromaatilla):

2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 +8H 2O K 2Cr 2O 7 + 14HCl → 3Cl 2 + 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O

Kloorin varastointi

Tuotettu kloori varastoidaan erityisiin "säiliöihin" tai pumpataan korkeapaineisiin terässylintereihin. Sylintereillä, joissa on paineenalaista nestemäistä klooria, on erityinen väri - suoväri. On huomioitava, että kloorisylintereiden pitkäaikaisessa käytössä niihin kerääntyy erittäin räjähdysherkkää typpitrikloridia, minkä vuoksi klooripullot on ajoittain huuhdeltava ja puhdistettava typpikloridista.

Kloorin laatustandardit

GOST 6718-93 "Nestemäinen kloori" mukaan. Tekniset tiedot” valmistetaan seuraavia kloorilaatuja

Sovellus

Klooria käytetään monilla teollisuudenaloilla, tieteessä ja kotitalouksissa:

• Polyvinyylikloridin valmistuksessa muoviseoksia, synteettistä kumia, joista valmistetaan: johtojen eristeitä, ikkunaprofiileja, pakkausmateriaaleja, vaatteita ja jalkineita, linoleumi- ja gramofonilevyjä, lakkoja, laitteita ja vaahtomuovia, leluja, instrumenttien osia, rakennusmateriaalit. Polyvinyylikloridia valmistetaan polymeroimalla vinyylikloridia, jota nykyään saadaan useimmiten eteenistä klooritasapainotteisella menetelmällä välituotteena 1,2-dikloorietaania.
• Kloorin valkaisuominaisuudet on tiedetty muinaisista ajoista lähtien, vaikka kloori ei itse "valkaisu", vaan atomihappi, joka muodostuu hypokloorihapon hajoamisen aikana: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O .. Tätä kankaiden, paperin, pahvin valkaisumenetelmää on käytetty vuosisatoja.
• Orgaanisten kloorihyönteisten torjunta-aineiden tuotanto - aineet, jotka tappavat viljelykasveille haitallisia hyönteisiä, mutta ovat turvallisia kasveille. Merkittävä osa tuotetusta kloorista käytetään kasvinsuojeluaineiden hankintaan. Yksi tärkeimmistä hyönteismyrkkyistä on heksakloorisykloheksaani (kutsutaan usein heksakloraaniksi). Faraday syntetisoi tämän aineen ensimmäisen kerran vuonna 1825, mutta se löydettiin käytännössä vasta yli 100 vuoden kuluttua - 1900-luvun 30-luvulla.
• Sitä käytettiin kemiallisena sodankäynnin aineena sekä muiden kemiallisten sodankäyntiaineiden: sinappikaasun, fosgeenin valmistukseen.
• Veden desinfiointiin - "klooraus". Yleisin juomaveden desinfiointimenetelmä; perustuu vapaan kloorin ja sen yhdisteiden kykyyn estää mikro-organismien entsyymijärjestelmiä, jotka katalysoivat redox-prosesseja. Juomaveden desinfiointiin käytetään klooria, klooridioksidia, kloramiinia ja valkaisuainetta. SanPiN 2.1.4.1074-01 asettaa seuraavat rajat (käytävä) vapaan jäännöskloorin sallitulle pitoisuudelle keskitetystä vesihuollosta peräisin olevassa juomavedessä 0,3 - 0,5 mg / l. Useat tiedemiehet ja jopa poliitikot Venäjällä arvostelevat itse vesijohtoveden kloorauksen käsitettä, mutta he eivät voi tarjota vaihtoehtoa klooriyhdisteiden desinfioivalle jälkivaikutukselle. Materiaalit, joista vesiputket valmistetaan, ovat eri vuorovaikutuksessa klooratun vesijohtoveden kanssa. Vesijohtoveden vapaa kloori lyhentää merkittävästi polyolefiineihin perustuvien putkistojen käyttöikää: erityyppiset polyeteeniputket, mukaan lukien silloitettu polyeteeni, joka tunnetaan yleisemmin nimellä PEX (PEX, PE-X). Yhdysvalloissa ne pakotettiin ottamaan käyttöön 3 standardia polymeerimateriaaleista valmistettujen putkien sisäänpääsyn valvomiseksi vesihuoltojärjestelmissä, joissa on kloorattu vesi: ASTM F2023 putkille, jotka on valmistettu silloitetusta polyeteenistä (PEX) ja kuumasta klooratusta vedestä, ASTM F2263 kaikille polyeteeniputkille ja klooratulle vedelle ja ASTM F2330 monikerroksisille (metallipolymeeri) putkille ja kuumalle klooratulle vedelle. Mitä tulee kestävyyteen vuorovaikutuksessa klooratun veden kanssa, kuparivesiputket osoittavat myönteisiä tuloksia.
• Rekisteröity elintarviketeollisuudessa elintarvikelisäaineeksi E925.
• Kloorivetyhapon, valkaisuaineen, berthollet-suolan, metallikloridien, myrkkyjen, lääkkeiden, lannoitteiden kemiallisessa tuotannossa.
• Metallurgiassa puhtaiden metallien valmistukseen: titaani, tina, tantaali, niobium.
• Auringon neutriinojen indikaattorina kloori-argonilmaisimissa.

Monet kehittyneet maat yrittävät rajoittaa kloorin käyttöä kotona, muun muassa siksi, että klooripitoisten jätteiden polttaminen tuottaa huomattavan määrän dioksiineja.

Biologinen rooli

Kloori on yksi tärkeimmistä biogeenisistä alkuaineista ja on osa kaikkia eläviä organismeja.

Eläimillä ja ihmisillä kloridi-ionit osallistuvat osmoottisen tasapainon ylläpitämiseen, kloridi-ionilla on optimaalinen säde tunkeutuakseen solukalvon läpi. Tämä selittää sen yhteisen osallistumisen natrium- ja kalium-ionien kanssa jatkuvan osmoottisen paineen luomiseen ja vesi-suola-aineenvaihdunnan säätelyyn. GABA:n (välittäjäaineen) vaikutuksen alaisena kloridi-ioneilla on estävä vaikutus hermosoluihin vähentämällä toimintapotentiaalia. Vatsassa kloridi-ionit luovat suotuisan ympäristön mahanesteen proteolyyttisten entsyymien toiminnalle. Kloorikanavia on monissa solutyypeissä, mitokondriokalvoissa ja luurankolihaksissa. Nämä kanavat suorittavat tärkeitä tehtäviä nestetilavuuden säätelyssä, transepiteelin ionien kuljetuksessa ja membraanipotentiaalien stabiloinnissa ja ovat mukana solun pH:n ylläpitämisessä. Kloori kerääntyy sisäelinten kudokseen, ihoon ja luurankolihaksiin. Kloori imeytyy pääasiassa paksusuolessa. Kloorin imeytyminen ja erittyminen liittyvät läheisesti natriumioneihin ja bikarbonaatteihin, vähemmässä määrin mineralokortikoideihin ja Na + /K + -ATP-aasin toimintaan. 10-15 % kaikesta kloorista kertyy soluihin, tästä määrästä 1/3 - 1/2 - punasoluihin. Noin 85 % kloorista on solunulkoisessa tilassa. Kloori erittyy elimistöstä pääasiassa virtsan (90-95 %), ulosteiden (4-8 %) ja ihon kautta (jopa 2 %) mukana. Kloorin erittyminen liittyy natrium- ja kalium-ioneihin ja vastavuoroisesti HCO 3 - (happo-emästasapaino).

Ihminen kuluttaa 5-10 g NaCl:a päivässä. Ihmisen vähimmäistarve kloorille on noin 800 mg päivässä. Vauva saa tarvittavan määrän klooria äidinmaidon kautta, joka sisältää 11 mmol/l klooria. NaCl on välttämätön suolahapon tuottamiseksi mahassa, mikä edistää ruoansulatusta ja patogeenisten bakteerien tuhoamista. Tällä hetkellä kloorin roolia tiettyjen ihmisten sairauksien esiintymisessä ei ymmärretä hyvin, mikä johtuu pääasiassa tutkimusten vähäisyydestä. Riittää, kun totean, että edes suosituksia kloorin päivittäisestä saannista ei ole laadittu. Ihmisen lihaskudos sisältää 0,20-0,52% klooria, luu - 0,09%; veressä - 2,89 g / l. Keskivertoihmisen (paino 70 kg) kehossa 95 g klooria. Joka päivä ruoan kanssa ihminen saa 3-6 g klooria, joka ylimäärä kattaa tämän alkuaineen tarpeen.

Kloori-ionit ovat elintärkeitä kasveille. Kloori osallistuu kasvien energian aineenvaihduntaan aktivoimalla oksidatiivista fosforylaatiota. Se on välttämätön hapen muodostumiselle eristettyjen kloroplastien fotosynteesin prosessissa, stimuloi fotosynteesin apuprosesseja, pääasiassa niitä, jotka liittyvät energian kertymiseen. Kloori vaikuttaa positiivisesti happi-, kalium-, kalsium- ja magnesiumyhdisteiden imeytymiseen juurista. Liiallisella kloridi-ionipitoisuudella kasveissa voi olla myös negatiivinen puoli, esimerkiksi klorofyllipitoisuuden väheneminen, fotosynteesin aktiivisuus ja kasvien kasvun ja kehityksen hidastuminen.

Mutta on kasveja, jotka evoluutioprosessissa joko sopeutuivat maaperän suolaisuuteen tai valloittivat tilataistelussa tyhjiä suolamaita, joissa ei ole kilpailua. Suolaisessa maassa kasvavia kasveja kutsutaan halofyyteiksi, ne keräävät kloridia kasvukauden aikana ja pääsevät sitten eroon ylimäärästä lehtien putoamisen kautta tai vapauttavat kloridia lehtien ja oksien pinnalle ja saavat kaksinkertaisen hyödyn varjostamalla pintaa auringonvalolta.

Mikro-organismeista tunnetaan myös halofiileja - halobakteereja - jotka elävät erittäin suolaisissa vesissä tai maaperässä.

Toiminnan ominaisuudet ja varotoimet

Kloori on myrkyllinen tukehduttava kaasu, joka joutuessaan keuhkoihin aiheuttaa palovammoja keuhkokudokselle, tukehtumisen. Sillä on hengitysteitä ärsyttävä vaikutus, kun pitoisuus ilmassa on noin 0,006 mg / l (eli kaksi kertaa kloorin hajukynnys). Kloori oli yksi ensimmäisistä kemiallisista sodankäynnin aineista, joita Saksa käytti ensimmäisessä maailmansodassa. Klooria käytettäessä tulee käyttää suojavaatetusta, kaasunaamareita ja käsineitä. Lyhyen ajan on mahdollista suojata hengityselimiä kloorin sisäänpääsyltä rievusiteellä, joka on kostutettu natriumsulfiitti Na 2 SO 3 tai natriumtiosulfaatti Na 2 S 2 O 3 liuoksella.

Kloorin MPC ilmakehän ilmassa on seuraava: keskimäärin päivittäin - 0,03 mg/m³; enintään kertaluonteinen - 0,1 mg / m³; teollisuusyrityksen työtiloissa - 1 mg / m³.

Huolimatta siitä, kuinka negatiivisesti suhtaudumme julkisiin wc-tiloihin, luonto sanelee omat säännöt, ja sinun on vierailla niissä. Luonnollisten (tälle paikalle) hajujen lisäksi toinen tuttu aromi on huoneen desinfiointiin käytetty valkaisuaine. Se sai nimensä sen tärkeimmän vaikuttavan aineen - Cl:n - takia. Opitaan tästä kemiallisesta alkuaineesta ja sen ominaisuuksista sekä annetaan myös kuvaus kloorista sijainnin mukaan jaksollisessa järjestelmässä.

Kuinka tämä esine löydettiin

Brittipappi Joseph Priestley syntetisoi ensimmäisen kerran klooria sisältävän yhdisteen (HCl) vuonna 1772.

Kahden vuoden kuluttua hänen ruotsalainen kollegansa Karl Scheele onnistui kuvaamaan menetelmän Cl:n erottamiseksi käyttämällä suolahapon ja mangaanidioksidin välistä reaktiota. Tämä kemisti ei kuitenkaan ymmärtänyt, että tuloksena syntetisoitiin uusi kemiallinen alkuaine.

Tutkijoilta kesti lähes 40 vuotta oppia uuttamaan klooria käytännössä. Tämän teki ensimmäisenä brittiläinen Humphrey Davy vuonna 1811. Tällöin hän käytti erilaista reaktiota kuin teoreettiset edeltäjänsä. Davy hajotti NaCl:n (useimmat tunnetaan ruokasuolana) elektrolyysillä.

Tutkittuaan tuloksena olevaa ainetta brittiläinen kemisti tajusi, että se oli alkuaine. Tämän löydön jälkeen Davy ei vain nimennyt sitä - kloori (kloori), vaan pystyi myös luonnehtimaan klooria, vaikka se oli hyvin alkeellista.

Kloori muuttui klooriksi (klooriksi) Joseph Gay-Lussacin ansiosta ja on olemassa tässä muodossa ranskaksi, saksaksi, venäjäksi, valkovenäläiseksi, ukrainaksi, tšekiksi, bulgariaksi ja joillakin muilla kielillä nykyään. Englannissa tähän päivään asti käytetään nimeä "chlorin" ja italiaksi ja espanjaksi "chloro".

Jens Berzelius kuvaili tarkasteltavana olevaa alkuainetta tarkemmin vuonna 1826. Hän pystyi määrittämään sen atomimassan.

Mikä on kloori (Cl)

Kun otetaan huomioon tämän kemiallisen alkuaineen löytämisen historia, on syytä oppia lisää siitä.

Nimi kloori on johdettu kreikan sanasta χλωρός ("vihreä"). Se annettiin tämän aineen kellertävän vihertävän värin vuoksi.

Kloori on olemassa yksinään kaksiatomisena kaasuna Cl 2, mutta tässä muodossa sitä ei käytännössä esiinny luonnossa. Useammin se esiintyy erilaisissa yhdisteissä.

Omalaatuisen sävyn lisäksi kloorille on ominaista makean-pistävä tuoksu. Se on erittäin myrkyllinen aine, joten jos se joutuu ilmaan ja ihminen tai eläin hengittää sitä, se voi johtaa heidän kuolemaan muutamassa minuutissa (riippuen Cl-pitoisuudesta).

Koska kloori on lähes 2,5 kertaa ilmaa raskaampaa, se on aina sen alapuolella, eli lähellä itse maata. Tästä syystä, jos epäilet Cl:n läsnäolon, sinun tulee kiivetä mahdollisimman korkealle, koska tämän kaasun pitoisuus on pienempi.

Lisäksi, toisin kuin eräillä muilla myrkyllisillä aineilla, klooria sisältävillä aineilla on tyypillinen väri, joka mahdollistaa niiden visuaalisen tunnistamisen ja toiminnan. Useimmat vakiokaasunaamarit auttavat suojaamaan hengityselimiä ja limakalvoja Cl-vaurioilta. Täydellisen turvallisuuden takaamiseksi on kuitenkin toteutettava vakavampia toimenpiteitä myrkyllisen aineen neutralointiin asti.

On syytä huomata, että kemialliset aseet aloittivat historiansa vuonna 1915, kun saksalaiset käyttivät klooria myrkyllisenä kaasuna. Lähes 200 tonnin aineen käytön seurauksena 15 tuhatta ihmistä myrkytettiin muutamassa minuutissa. Kolmannes heistä kuoli melkein välittömästi, kolmasosa sai pysyviä vaurioita ja vain 5 tuhatta onnistui pakenemaan.

Miksi tällaista vaarallista ainetta ei edelleenkään ole kielletty ja louhitaan miljoonia tonneja vuosittain? Kyse on sen erityisominaisuuksista, ja niiden ymmärtämiseksi on syytä harkita kloorin ominaisuuksia. Helpoin tapa tehdä tämä on jaksollinen taulukko.

Kloorin karakterisointi jaksollisessa järjestelmässä

Kloori halogeenina

Äärimmäisen myrkyllisyyden ja pistävän hajun (joka on ominaista kaikille tämän ryhmän edustajille) lisäksi Cl on erittäin vesiliukoinen. Käytännön vahvistus tästä on klooria sisältävien pesuaineiden lisääminen uima-altaan veteen.

Kosteutena ilmaan joutuessaan kyseinen aine alkaa savuta.

Cl:n ominaisuudet epämetallina

Kun otetaan huomioon kloorin kemialliset ominaisuudet, on syytä kiinnittää huomiota sen ei-metallisiin ominaisuuksiin.

Sillä on kyky muodostaa yhdisteitä lähes kaikkien metallien ja ei-metallien kanssa. Esimerkki on reaktio rautaatomien kanssa: 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3.

Usein on tarpeen käyttää katalyyttejä reaktioiden suorittamiseen. Tätä roolia voi esittää H 2 O.

Usein reaktiot Cl:n kanssa ovat endotermisiä (ne absorboivat lämpöä).

On huomattava, että kiteisessä muodossa (jauhemuodossa) kloori on vuorovaikutuksessa metallien kanssa vain kuumennettaessa korkeisiin lämpötiloihin.

Reagoiessaan muiden ei-metallien (paitsi O 2, N, F, C ja inerttien kaasujen) kanssa Cl muodostaa yhdisteitä - klorideja.

Reagoiessaan O 2:n kanssa muodostuu oksideja, jotka ovat erittäin epästabiileja ja hajoamisalttiita. Niissä Cl:n hapetustila voi ilmetä välillä +1 - +7.

Vuorovaikutuksessa F:n kanssa muodostuu fluorideja. Niiden hapettumisaste voi olla erilainen.

Kloori: aineen ominaisuus sen fysikaalisten ominaisuuksien perusteella

Tarkasteltavalla alkuaineella on kemiallisten ominaisuuksien lisäksi myös fysikaalisia ominaisuuksia.

Lämpötilan vaikutus Cl:n aggregaattitilaan

Otettuaan huomioon kloorielementin fysikaaliset ominaisuudet, ymmärrämme, että se pystyy menemään erilaisiin aggregaatiotiloihin. Kaikki riippuu lämpötilajärjestelmästä.

Normaalitilassaan Cl on erittäin syövyttävä kaasu. Hän kuitenkin nesteytyy helposti. Tähän vaikuttavat lämpötila ja paine. Esimerkiksi, jos se on 8 ilmakehää ja lämpötila on +20 celsiusastetta, Cl 2 on hapan keltainen neste. Se pystyy ylläpitämään tämän aggregaatiotilan +143 asteeseen asti, jos myös paine jatkaa nousuaan.

-32 °C:n saavuttaessa kloorin tila lakkaa olemasta riippuvainen paineesta ja pysyy edelleen nesteenä.

Aineen kiteytyminen (kiinteä tila) tapahtuu -101 asteessa.

Missä luonnossa on Cl

Kun on otettu huomioon kloorin yleiset ominaisuudet, on syytä selvittää, missä luonnossa niin vaikea alkuaine löytyy.

Korkean reaktiivisuutensa vuoksi sitä ei melkein koskaan löydetä puhtaassa muodossaan (siksi tämän alkuaineen tutkimuksen alussa tutkijoilla kesti vuosia oppia sen syntetisoimaan). Yleensä Cl:a löytyy yhdisteistä erilaisissa mineraaleissa: haliitti, sylviin, kainiitti, biskofiitti jne.

Ennen kaikkea sitä löytyy meri- tai valtamerivedestä uutetuista suoloista.

Vaikutus kehoon

Kun tarkastellaan kloorin ominaisuuksia, on jo useammin kuin kerran sanottu, että se on erittäin myrkyllinen. Samaan aikaan aineen atomeja ei ole vain mineraaleissa, vaan myös lähes kaikissa organismeissa kasveista ihmisiin.

Erityisominaisuuksiensa ansiosta Cl-ionit tunkeutuvat solukalvoihin paremmin kuin muut (siis yli 80 % kaikesta ihmiskehon kloorista on solujen välisessä tilassa).

Yhdessä K:n kanssa Cl vastaa vesi-suolatasapainon säätelystä ja sen seurauksena osmoottisesta tasa-arvosta.

Huolimatta niin tärkeästä roolista kehossa, puhdas Cl 2 tappaa kaiken elävän - soluista kokonaisiin organismeihin. Valvotuilla annoksilla ja lyhytaikaisella altistuksella se ei kuitenkaan ehdi aiheuttaa vahinkoa.

Elävä esimerkki viimeisestä lauseesta on mikä tahansa pooli. Kuten tiedät, vesi tällaisissa laitoksissa desinfioidaan Cl:llä. Samanaikaisesti, jos henkilö vierailee harvoin tällaisessa laitoksessa (kerran viikossa tai kuukaudessa), on epätodennäköistä, että hän kärsii tämän aineen esiintymisestä vedessä. Tällaisten laitosten työntekijät, varsinkin lähes koko päivän vedessä oleskelevat (pelastajat, ohjaajat) kärsivät kuitenkin usein ihosairauksista tai heikentyneestä immuunijärjestelmästä.

Kaiken tämän yhteydessä uima-altaissa käynnin jälkeen on välttämätöntä käydä suihkussa - pestä mahdolliset kloorijäämät iholta ja hiuksista.

Cl:n käyttö ihmisillä

Kun pitää mielessä kloorin luonnehdinnan perusteella, että se on "oikukas" alkuaine (mitä tulee vuorovaikutukseen muiden aineiden kanssa), on mielenkiintoista tietää, että sitä käytetään melko usein teollisuudessa.

Ensinnäkin sitä käytetään monien aineiden desinfiointiin.

Cl:a käytetään myös tietyntyyppisten torjunta-aineiden valmistuksessa, mikä auttaa säästämään kasveja tuholaisilta.

Tämän aineen kyky olla vuorovaikutuksessa lähes kaikkien jaksollisen järjestelmän elementtien kanssa (ominaisuus kloorille ei-metallina) auttaa uuttamaan tietyntyyppisiä metalleja (Ti, Ta ja Nb), samoin kuin kalkkia ja suolahappoa sen kanssa. auta.

Kaiken edellä mainitun lisäksi Cl:a käytetään teollisuusaineiden (polyvinyylikloridi) ja lääkkeiden (klooriheksidiini) valmistuksessa.

On syytä mainita, että nykyään on löydetty tehokkaampi ja turvallisempi desinfiointiaine - otsoni (O 3 ). Sen valmistus on kuitenkin kalliimpaa kuin kloori, ja tämä kaasu on vielä epävakaampaa kuin kloori (lyhyt kuvaus fysikaalisista ominaisuuksista 6-7 p.). Siksi harvalla on varaa käyttää otsonointia kloorauksen sijaan.

Miten klooria tuotetaan?

Nykyään tämän aineen syntetisoimiseksi tunnetaan monia menetelmiä. Kaikki ne jakautuvat kahteen luokkaan:

• Kemiallinen.
• Sähkökemiallinen.

Ensimmäisessä tapauksessa Cl saadaan kemiallisen reaktion tuloksena. Käytännössä ne ovat kuitenkin erittäin kalliita ja tehottomia.

Siksi sähkökemialliset menetelmät (elektrolyysi) ovat edullisia teollisuudessa. Niitä on kolme: kalvo, kalvo ja elohopean elektrolyysi.