क्लोरीन(अव्य। क्लोरम), सीएल, मेंडेलीव आवधिक प्रणाली के समूह VII का एक रासायनिक तत्व, परमाणु संख्या 17, परमाणु द्रव्यमान 35.453; हलोजन परिवार से संबंधित है। सामान्य परिस्थितियों में (0°C, 0.1 MN/m 2 , या 1 kgf/cm 2) तेज जलन वाली पीली-हरी गैस। प्राकृतिक क्लोरीन में दो स्थिर समस्थानिक होते हैं: 35 Cl (75.77%) और 37 Cl (24.23%)। द्रव्यमान संख्या 31-47 के साथ रेडियोधर्मी समस्थानिक कृत्रिम रूप से प्राप्त किए जाते हैं, विशेष रूप से: 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 अर्ध-जीवन (टी ½) के साथ क्रमशः 0.31; 2.5; 1.56 सेकंड; 3.1 10 5 वर्ष; 37.3, 55.5 और 1.4 मि. 36 Cl और 38 Cl का उपयोग अनुरेखक के रूप में किया जाता है।

इतिहास संदर्भ।क्लोरीन को पहली बार 1774 में के. शीले द्वारा पाइरोलुसाइट MnO2 के साथ हाइड्रोक्लोरिक एसिड की बातचीत से प्राप्त किया गया था। हालांकि, केवल 1810 में, जी डेवी ने स्थापित किया कि क्लोरीन एक तत्व है और इसे क्लोरीन नाम दिया गया है (ग्रीक क्लोरोस से - पीला-हरा)। 1813 में, जे एल गे-लुसाक ने इस तत्व के लिए क्लोरीन नाम का प्रस्ताव रखा।

प्रकृति में क्लोरीन का वितरण।क्लोरीन प्रकृति में केवल यौगिकों के रूप में पाया जाता है। पृथ्वी की पपड़ी (क्लार्क) में क्लोरीन की औसत सामग्री वजन के हिसाब से 1.7·10 -2% है, अम्लीय आग्नेय चट्टानों में - ग्रेनाइट और अन्य 2.4·10 -2, बुनियादी और अल्ट्राबेसिक 5·10 -3 में। पृथ्वी की पपड़ी में क्लोरीन के इतिहास में जल प्रवास एक प्रमुख भूमिका निभाता है। Cl ion के रूप में - यह विश्व महासागर (1.93%), भूमिगत ब्राइन और नमक झीलों में पाया जाता है। स्वयं के खनिजों (मुख्य रूप से प्राकृतिक क्लोराइड) की संख्या 97 है, जिनमें से एक हैलाइट NaCl (सेंधा नमक) है। पोटेशियम और मैग्नीशियम क्लोराइड और मिश्रित क्लोराइड की बड़ी जमा राशि को भी जाना जाता है: सिल्विनाइट केसीएल, सिल्विनाइट (ना, के) सीएल, कार्नालाइट केसीएल एमजीसीएल 2 6 एच 2 ओ, केनाइट केसीएल एमजीएसओ 4 3 एच 2 ओ, बिशोफाइट एमजीसीएल 2 6 एच 2 ओ इतिहास में पृथ्वी की, ज्वालामुखी गैसों में निहित एचसीएल की आपूर्ति पृथ्वी की पपड़ी के ऊपरी हिस्सों में बहुत महत्वपूर्ण थी।

क्लोरीन के भौतिक गुण।क्लोरीन में t bp -34.05°C, tpl -101°C होता है। सामान्य परिस्थितियों में गैसीय क्लोरीन का घनत्व 3.214 g/l है; 0°C 12.21 g/l पर संतृप्त भाप; 1.557 ग्राम/सेमी 3 के क्वथनांक पर तरल क्लोरीन; ठोस क्लोरीन - 102°C 1.9 g/cm 3 . क्लोरीन का संतृप्त वाष्प दाब 0°C 0.369 पर; 25 डिग्री सेल्सियस 0.772 पर; 100 डिग्री सेल्सियस 3.814 एमएन/एम 2 या 3.69 पर क्रमशः; 7.72; 38.14 किग्रा/सेमी 2. फ्यूजन की गर्मी 90.3 kJ/kg (21.5 cal/g); वाष्पीकरण की गर्मी 288 kJ/kg (68.8 cal/g); स्थिर दाब पर गैस की ताप क्षमता 0.48 kJ/(kg K) । क्लोरीन के महत्वपूर्ण स्थिरांक: तापमान 144°C, दबाव 7.72 MN/m2 (77.2 kgf/cm2), घनत्व 573 g/l, विशिष्ट आयतन 1.745·10 -3 l/g। घुलनशीलता (जी / एल में) क्लोरीन 0.1 एमएन / एम 2, या 1 किग्रा / सेमी 2 के आंशिक दबाव में, पानी में 14.8 (0 डिग्री सेल्सियस), 5.8 (30 डिग्री सेल्सियस), 2.8 ( 70 डिग्री सेल्सियस); 300 ग्राम/ली NaCl 1.42 (30°C), 0.64 (70°C) के घोल में। जलीय घोलों में 9.6°C से नीचे, परिवर्ती संघटन Cl 2 ·nH 2 O के क्लोरीन हाइड्रेट बनते हैं (जहाँ n = 6-8); ये क्यूबिक सिनगनी के पीले क्रिस्टल होते हैं, जब तापमान क्लोरीन और पानी में बढ़ जाता है तो ये विघटित हो जाते हैं। क्लोरीन TiCl 4, SiCl 4, SnCl 4 और कुछ कार्बनिक सॉल्वैंट्स (विशेषकर हेक्सेन C 6 H 14 और कार्बन टेट्राक्लोराइड CCl 4) में अच्छी तरह से घुल जाता है। क्लोरीन अणु द्विपरमाणुक (Cl2) है। Cl 2 + 243 kJ \u003d 2Cl के 1000 K पर थर्मल पृथक्करण की डिग्री 2.07 10 -4%, 2500 K 0.909% पर है।

क्लोरीन के रासायनिक गुण।परमाणु का बाह्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास Cl 3s 2 р 5 । इसके अनुसार, यौगिकों में क्लोरीन ऑक्सीकरण अवस्था -1, +1, +3, +4, +5, +6 और +7 प्रदर्शित करता है। परमाणु की सहसंयोजक त्रिज्या 0.99Å है, Cl की आयनिक त्रिज्या 1.82Å है, क्लोरीन परमाणु की इलेक्ट्रॉन बंधुता 3.65 eV है, और आयनीकरण ऊर्जा 12.97 eV है।

रासायनिक रूप से, क्लोरीन बहुत सक्रिय है, यह लगभग सभी धातुओं (कुछ केवल नमी की उपस्थिति में या गर्म होने पर) और गैर-धातुओं (कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, अक्रिय गैसों को छोड़कर) के साथ सीधे जुड़ता है, संबंधित क्लोराइड बनाता है, प्रतिक्रिया करता है कई यौगिकों के साथ, हाइड्रोजन को संतृप्त हाइड्रोकार्बन में बदल देता है और असंतृप्त यौगिकों में शामिल हो जाता है। क्लोरीन ब्रोमीन और आयोडीन को उनके यौगिकों से हाइड्रोजन और धातुओं के साथ विस्थापित करता है; इन तत्वों के साथ क्लोरीन के यौगिकों से, यह फ्लोरीन द्वारा विस्थापित हो जाता है। नमी के अंशों की उपस्थिति में क्षार धातुएँ क्लोरीन के साथ प्रज्वलन के साथ परस्पर क्रिया करती हैं, अधिकांश धातुएँ गर्म होने पर ही शुष्क क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करती हैं। स्टील, साथ ही कुछ धातुएं, कम तापमान पर शुष्क क्लोरीन के लिए प्रतिरोधी हैं, इसलिए उनका उपयोग शुष्क क्लोरीन के लिए उपकरण और भंडारण सुविधाओं के निर्माण के लिए किया जाता है। फास्फोरस क्लोरीन के वातावरण में प्रज्वलित होता है, जिससे Cl 3 बनता है, और आगे क्लोरीनीकरण होने पर - РCl 5; सल्फर को क्लोरीन के साथ गर्म करने पर S 2 Cl 2, SCl 2 और अन्य S n Cl m देता है। आर्सेनिक, सुरमा, बिस्मथ, स्ट्रोंटियम, टेल्यूरियम क्लोरीन के साथ सख्ती से बातचीत करते हैं। हाइड्रोजन क्लोराइड बनाने के लिए क्लोरीन और हाइड्रोजन का मिश्रण रंगहीन या पीली-हरी लौ के साथ जलता है (यह एक श्रृंखला प्रतिक्रिया है)।

हाइड्रोजन-क्लोरीन ज्वाला का अधिकतम तापमान 2200°C होता है। हाइड्रोजन के साथ क्लोरीन का मिश्रण जिसमें 5.8 से 88.5% एच 2 होता है, विस्फोटक होते हैं।

क्लोरीन ऑक्सीजन के साथ ऑक्साइड बनाता है: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7, Cl 2 O 8, साथ ही हाइपोक्लोराइट्स (हाइपोक्लोरस एसिड के लवण), क्लोराइट्स, क्लोरेट्स और परक्लोरेट्स। क्लोरीन के सभी ऑक्सीजन यौगिक आसानी से ऑक्सीकृत पदार्थों के साथ विस्फोटक मिश्रण बनाते हैं। क्लोरीन ऑक्साइड अस्थिर होते हैं और अनायास फट सकते हैं, हाइपोक्लोराइट भंडारण के दौरान धीरे-धीरे विघटित होते हैं, क्लोरेट्स और परक्लोरेट्स सर्जक के प्रभाव में फट सकते हैं।

पानी में क्लोरीन हाइड्रोलाइज्ड होता है, जिससे हाइपोक्लोरस और हाइड्रोक्लोरिक एसिड बनता है: Cl 2 + H 2 O \u003d HClO + HCl। जब ठंड में क्षार के जलीय घोल को क्लोरीनेट करते हैं, तो हाइपोक्लोराइट्स और क्लोराइड बनते हैं: 2NaOH + Cl 2 \u003d NaClO + NaCl + H 2 O, और गर्म होने पर - क्लोरेट्स। शुष्क कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के क्लोरीनीकरण से ब्लीच प्राप्त होता है।

जब अमोनिया क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, नाइट्रोजन ट्राइक्लोराइड बनता है। कार्बनिक यौगिकों के क्लोरीनीकरण में, क्लोरीन या तो हाइड्रोजन की जगह लेता है या कई बांडों के माध्यम से जोड़ता है, जिससे विभिन्न क्लोरीन युक्त कार्बनिक यौगिक बनते हैं।

क्लोरीन अन्य हैलोजन के साथ इंटरहैलोजन यौगिक बनाती है। फ्लोराइड्स ClF, ClF 3 , ClF 3 बहुत प्रतिक्रियाशील हैं; उदाहरण के लिए, ClF के वातावरण में 3 ग्लास ऊन अनायास प्रज्वलित हो जाता है। ऑक्सीजन और फ्लोरीन के साथ क्लोरीन यौगिकों को जाना जाता है - क्लोरीन ऑक्सीफ्लोराइड्स: ClO 3 F, ClO 2 F 3, ClOF, ClOF 3 और फ्लोरीन परक्लोरेट FClO4।

क्लोरीन प्राप्त करना। 1785 में मैंगनीज (II) ऑक्साइड या पाइरोलुसाइट के साथ हाइड्रोक्लोरिक एसिड की बातचीत से उद्योग में क्लोरीन का उत्पादन शुरू हुआ। 1867 में, अंग्रेजी रसायनज्ञ जी. डीकॉन ने उत्प्रेरक की उपस्थिति में एचसीएल को वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण करके क्लोरीन के उत्पादन के लिए एक विधि विकसित की। 19वीं सदी के अंत से 20वीं सदी की शुरुआत तक, क्षार धातु क्लोराइड के जलीय घोलों के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा क्लोरीन का उत्पादन किया गया है। ये तरीके दुनिया में 90-95% क्लोरीन का उत्पादन करते हैं। पिघले हुए क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा मैग्नीशियम, कैल्शियम, सोडियम और लिथियम के उत्पादन में संयोग से क्लोरीन की थोड़ी मात्रा प्राप्त होती है। जलीय NaCl समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए दो मुख्य तरीकों का उपयोग किया जाता है: 1) इलेक्ट्रोलाइज़र में एक ठोस कैथोड और एक झरझरा फिल्टर डायाफ्राम के साथ; 2) एक पारा कैथोड के साथ इलेक्ट्रोलाइज़र में। दोनों विधियों के अनुसार, गैसीय क्लोरीन ग्रेफाइट या ऑक्साइड टाइटेनियम-रूथेनियम एनोड पर छोड़ा जाता है। पहली विधि के अनुसार, कैथोड पर हाइड्रोजन मुक्त होता है और NaOH और NaCl का एक घोल बनता है, जिसमें से वाणिज्यिक कास्टिक सोडा को बाद के प्रसंस्करण द्वारा अलग किया जाता है। दूसरी विधि के अनुसार, कैथोड पर सोडियम अमलगम बनता है, जब इसे एक अलग उपकरण में शुद्ध पानी से विघटित किया जाता है, तो NaOH का घोल, हाइड्रोजन और शुद्ध पारा प्राप्त होता है, जो फिर से उत्पादन में चला जाता है। दोनों विधियां 1.125 टन NaOH प्रति 1 टन क्लोरीन देती हैं।

डायाफ्राम इलेक्ट्रोलिसिस को क्लोरीन उत्पादन के लिए कम पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है और सस्ता NaOH पैदा करता है। पारा कैथोड विधि बहुत शुद्ध NaOH उत्पन्न करती है, लेकिन पारा का नुकसान पर्यावरण को प्रदूषित करता है।

क्लोरीन का उपयोग।रासायनिक उद्योग की महत्वपूर्ण शाखाओं में से एक क्लोरीन उद्योग है। क्लोरीन की मुख्य मात्रा को इसके उत्पादन के स्थान पर क्लोरीन युक्त यौगिकों में संसाधित किया जाता है। क्लोरीन को तरल रूप में सिलेंडर, बैरल, रेलवे टैंक या विशेष रूप से सुसज्जित जहाजों में संग्रहीत और ले जाया जाता है। औद्योगिक देशों के लिए, क्लोरीन की निम्नलिखित अनुमानित खपत विशिष्ट है: क्लोरीन युक्त कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन के लिए - 60-75%; क्लोरीन युक्त अकार्बनिक यौगिक, -10-20%; लुगदी और कपड़ों के विरंजन के लिए - 5-15%; स्वच्छता संबंधी जरूरतों और पानी के क्लोरीनीकरण के लिए - कुल उत्पादन का 2-6%।

टाइटेनियम, नाइओबियम, ज़िरकोनियम और अन्य निकालने के लिए कुछ अयस्कों के क्लोरीनीकरण के लिए क्लोरीन का भी उपयोग किया जाता है।

शरीर में क्लोरीनक्लोरीन बायोजेनिक तत्वों में से एक है, जो पौधे और जानवरों के ऊतकों का एक निरंतर घटक है। पौधों में क्लोरीन की मात्रा (हैलोफाइट्स में बहुत अधिक क्लोरीन) - प्रतिशत के हज़ारवें हिस्से से पूरे प्रतिशत तक, जानवरों में - प्रतिशत का दसवां और सौवां हिस्सा। क्लोरीन (2-4 ग्राम) में एक वयस्क की दैनिक आवश्यकता खाद्य उत्पादों द्वारा पूरी की जाती है। भोजन के साथ, क्लोरीन की आपूर्ति आमतौर पर सोडियम क्लोराइड और पोटेशियम क्लोराइड के रूप में अधिक मात्रा में की जाती है। रोटी, मांस और डेयरी उत्पाद विशेष रूप से क्लोरीन से भरपूर होते हैं। जानवरों में, क्लोरीन रक्त प्लाज्मा, लसीका, मस्तिष्कमेरु द्रव और कुछ ऊतकों में मुख्य आसमाटिक रूप से सक्रिय पदार्थ है। पानी-नमक चयापचय में भूमिका निभाता है, ऊतकों द्वारा पानी की अवधारण में योगदान देता है। रक्त और अन्य ऊतकों के बीच क्लोरीन के वितरण को बदलकर अन्य प्रक्रियाओं के साथ-साथ ऊतकों में अम्ल-क्षार संतुलन का नियमन किया जाता है। क्लोरीन पौधों में ऊर्जा चयापचय में शामिल है, ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण और फोटोफॉस्फोराइलेशन दोनों को सक्रिय करता है। जड़ों द्वारा ऑक्सीजन के अवशोषण पर क्लोरीन का सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। पृथक क्लोरोप्लास्ट द्वारा प्रकाश संश्लेषण के दौरान ऑक्सीजन के उत्पादन के लिए क्लोरीन आवश्यक है। पौधों की कृत्रिम खेती के लिए अधिकांश पोषक माध्यमों में क्लोरीन शामिल नहीं है। यह संभव है कि पौधों के विकास के लिए क्लोरीन की बहुत कम सांद्रता पर्याप्त हो।

रासायनिक, लुगदी और कागज, कपड़ा, दवा उद्योग और अन्य में क्लोरीन विषाक्तता संभव है। क्लोरीन आंखों और श्वसन तंत्र के श्लेष्म झिल्ली को परेशान करता है। माध्यमिक संक्रमण आमतौर पर प्राथमिक भड़काऊ परिवर्तनों में शामिल होता है। तीव्र विषाक्तता लगभग तुरंत विकसित होती है। क्लोरीन की मध्यम और निम्न सांद्रता के साँस लेने से सीने में जकड़न और दर्द, सूखी खाँसी, तेज़ साँस, आँखों में दर्द, लैक्रिमेशन, रक्त में ल्यूकोसाइट्स का बढ़ा हुआ स्तर, शरीर का तापमान आदि होता है। संभावित ब्रोन्कोपमोनिया, विषाक्त फुफ्फुसीय एडिमा, अवसाद , आक्षेप। हल्के मामलों में, रिकवरी 3-7 दिनों में हो जाती है। दीर्घकालिक परिणामों के रूप में, ऊपरी श्वसन पथ की भयावहता, आवर्तक ब्रोंकाइटिस, न्यूमोस्क्लेरोसिस और अन्य देखे जाते हैं; फुफ्फुसीय तपेदिक के संभावित सक्रियण। क्लोरीन की छोटी सांद्रता के लंबे समय तक साँस लेने के साथ, रोग के समान, लेकिन धीरे-धीरे विकसित होने वाले रूप देखे जाते हैं। विषाक्तता की रोकथाम: सील उत्पादन, उपकरण, प्रभावी वेंटिलेशन, यदि आवश्यक हो, तो गैस मास्क का उपयोग। क्लोरीन, ब्लीच और अन्य क्लोरीन युक्त यौगिकों का उत्पादन हानिकारक कामकाजी परिस्थितियों वाले उद्योगों से संबंधित है।

अनुदेश

कार्य से निपटने के लिए, सापेक्ष घनत्व पर सूत्रों का उपयोग करना आवश्यक है:

सबसे पहले, अमोनिया के सापेक्ष आणविक भार का पता लगाएं, जिसकी गणना तालिका D.I से की जा सकती है। मेंडेलीव।

एआर (एन) = 14, एआर (एच) = 3 x 1 = 3, इसलिए
श्री (एनएच 3) = 14 + 3 = 17

वायु द्वारा सापेक्ष घनत्व का निर्धारण करने के लिए प्राप्त आंकड़ों को सूत्र में रखें:
डी (वायु) = श्री (अमोनिया) / श्री (वायु);
डी (वायु) = श्री (अमोनिया) / 29;
डी (वायु) = 17/29 = 0.59।

उदाहरण संख्या 2. हाइड्रोजन के संबंध में अमोनिया के सापेक्ष घनत्व की गणना करें।

हाइड्रोजन के सापेक्ष घनत्व को निर्धारित करने के लिए सूत्र में डेटा को प्रतिस्थापित करें:
डी (हाइड्रोजन) = मिस्टर (अमोनिया) / मिस्टर (हाइड्रोजन);
डी (हाइड्रोजन) = श्रीमान (अमोनिया) / 2;
डी (हाइड्रोजन) = 17/2 = 8.5।

हाइड्रोजन (लैटिन "हाइड्रोजेनियम" से - "पानी उत्पन्न करना") आवर्त सारणी का पहला तत्व है। यह व्यापक रूप से वितरित है, तीन समस्थानिकों के रूप में मौजूद है - प्रोटियम, ड्यूटेरियम और ट्रिटियम। हाइड्रोजन एक हल्की रंगहीन गैस है (हवा से 14.5 गुना हल्की)। हवा और ऑक्सीजन के साथ मिश्रित होने पर यह अत्यधिक विस्फोटक होता है। इसका उपयोग रासायनिक, खाद्य उद्योग और रॉकेट ईंधन के रूप में भी किया जाता है। उपयोग करने की संभावना पर अनुसंधान चल रहा है हाइड्रोजनऑटोमोबाइल इंजन के लिए ईंधन के रूप में। घनत्व हाइड्रोजन(किसी भी अन्य गैस की तरह) को कई तरह से परिभाषित किया जा सकता है।

अनुदेश

सबसे पहले, घनत्व की सार्वभौमिक परिभाषा के आधार पर - प्रति इकाई मात्रा में पदार्थ की मात्रा। इस घटना में कि यह एक सीलबंद बर्तन में है, गैस का घनत्व प्राथमिक रूप से सूत्र (एम 1 - एम 2) / वी के अनुसार निर्धारित किया जाता है, जहां एम 1 गैस के साथ बर्तन का कुल द्रव्यमान है, एम 2 का द्रव्यमान है खाली बर्तन, और V बर्तन का आंतरिक आयतन है।

यदि आप घनत्व निर्धारित करना चाहते हैं हाइड्रोजन, इस तरह के प्रारंभिक डेटा होने पर, यहां एक आदर्श गैस की स्थिति का सार्वभौमिक समीकरण बचाव के लिए आता है, या मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण: पीवी = (एमआरटी)/एम।
पी - गैस का दबाव
वी इसकी मात्रा है
R सार्वत्रिक गैस नियतांक है
T केल्विन में गैस का तापमान है
M गैस का मोलर द्रव्यमान है
मी गैस का वास्तविक द्रव्यमान है।

एक आदर्श गैस एक ऐसी गणितीय गैस मानी जाती है जिसमें अणुओं की गतिज ऊर्जा की तुलना में उनकी स्थितिज ऊर्जा की उपेक्षा की जा सकती है। आदर्श गैस मॉडल में, अणुओं के बीच कोई आकर्षक या प्रतिकारक बल नहीं होते हैं, और अन्य कणों या पोत की दीवारों के साथ कणों का टकराव बिल्कुल लोचदार होता है।

बेशक, न तो हाइड्रोजन और न ही कोई अन्य गैस आदर्श है, लेकिन यह मॉडल वायुमंडलीय दबाव और कमरे के तापमान के करीब पर्याप्त उच्च सटीकता के साथ गणना की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, कार्य दिया गया है: घनत्व का पता लगाएं हाइड्रोजन 6 के दबाव और 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर।

सबसे पहले, सभी प्रारंभिक मानों को SI प्रणाली (6 वायुमंडल \u003d 607950 Pa, 20 डिग्री C \u003d 293 डिग्री K) में बदलें। फिर मेंडेलीव-क्लैपेरॉन समीकरण PV = (mRT)/M लिखिए। इसे परिवर्तित करें: पी = (एमआरटी)/एमवी। चूँकि m / V घनत्व है (किसी पदार्थ के द्रव्यमान का उसके आयतन का अनुपात), आपको मिलता है: घनत्व हाइड्रोजन= PM/RT, और हमारे पास समाधान के लिए सभी आवश्यक डेटा हैं। आप दबाव (607950), तापमान (293), सार्वभौमिक गैस स्थिरांक (8.31), दाढ़ द्रव्यमान जानते हैं हाइड्रोजन (0,002).

इस डेटा को सूत्र में प्रतिस्थापित करने पर, आपको मिलता है: घनत्व हाइड्रोजनदबाव और तापमान की दी गई परिस्थितियों में 0.499 किग्रा/घन मीटर या लगभग 0.5 है।

स्रोत:

• हाइड्रोजन का घनत्व कैसे ज्ञात करें

घनत्व- यह किसी पदार्थ की विशेषताओं में से एक है, जो द्रव्यमान, आयतन, तापमान, क्षेत्र के समान है। यह द्रव्यमान और आयतन के अनुपात के बराबर है। मुख्य कार्य यह सीखना है कि इस मूल्य की गणना कैसे करें और जानें कि यह किस पर निर्भर करता है।

अनुदेश

घनत्वकिसी पदार्थ के आयतन के द्रव्यमान का अनुपात है। यदि आप किसी पदार्थ का घनत्व निर्धारित करना चाहते हैं, और आप उसका द्रव्यमान और आयतन जानते हैं, तो घनत्व ज्ञात करना आपके लिए कठिन नहीं होगा। इस मामले में घनत्व को खोजने का सबसे आसान तरीका p = m/V है। यह SI प्रणाली में kg/m^3 में है। हालांकि, ये दो मान हमेशा नहीं दिए जाते हैं, इसलिए आपको ऐसे कई तरीके पता होने चाहिए जिनसे आप घनत्व की गणना कर सकते हैं।

घनत्वपदार्थ के प्रकार के आधार पर अलग-अलग अर्थ हैं। इसके अलावा, घनत्व लवणता और तापमान की डिग्री के साथ बदलता रहता है। जैसे-जैसे तापमान घटता है, घनत्व बढ़ता है, और जैसे-जैसे लवणता की मात्रा घटती जाती है, घनत्व भी घटता जाता है। उदाहरण के लिए, लाल सागर का घनत्व अभी भी अधिक माना जाता है, जबकि बाल्टिक सागर में यह पहले से ही कम है। क्या आप सभी ने देखा है कि अगर आप इसमें पानी डालते हैं तो यह तैरता है। यह सब इस तथ्य के कारण है कि इसका घनत्व पानी से कम है। धातु और पत्थर के पदार्थ, इसके विपरीत, डूब जाते हैं, क्योंकि उनका घनत्व अधिक होता है। उनके तैरने के बारे में निकायों के घनत्व के आधार पर उत्पन्न हुआ।

तैरते पिंडों के सिद्धांत के लिए धन्यवाद, जिसके द्वारा आप किसी पिंड का घनत्व, पानी, पूरे शरीर का आयतन और उसके डूबे हुए भाग का आयतन ज्ञात कर सकते हैं। यह सूत्र इस तरह दिखता है: विमर्स। भागों / वी शरीर \u003d पी शरीर / पी तरल। यह निम्नानुसार है कि शरीर का घनत्व निम्नानुसार पाया जा सकता है: पी शरीर \u003d वी विसर्जित। भागों * पी तरल / वी शरीर। यह स्थिति सारणीबद्ध डेटा और निर्दिष्ट वॉल्यूम वी विसर्जित के आधार पर संतुष्ट है। भागों और वी शरीर।

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टिप 4: किसी पदार्थ के सापेक्ष आणविक भार की गणना कैसे करें

सापेक्ष आणविक भार एक आयाम रहित मान है जो दर्शाता है कि किसी अणु का द्रव्यमान कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी गुना अधिक है। तदनुसार, एक कार्बन परमाणु का द्रव्यमान 12 इकाई है। आप पदार्थ के अणु को बनाने वाले परमाणुओं के द्रव्यमान को जोड़कर एक रासायनिक यौगिक के सापेक्ष आणविक भार का निर्धारण कर सकते हैं।

आपको चाहिये होगा

• - कलम;
• - लिखने का पन्ना;
• - कैलकुलेटर;
• - आवर्त सारणी।

अनुदेश

आवर्त सारणी में इस अणु को बनाने वाले तत्वों की कोशिकाओं का पता लगाएं। प्रत्येक पदार्थ के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (Ar) के मान कोशिका के निचले बाएँ कोने में दर्शाए गए हैं। उन्हें निकटतम पूर्ण संख्या में फिर से लिखें: Ar(H) - 1; एआर (पी) - 31; एआर (ओ) - 16।

यौगिक (श्री) के सापेक्ष आणविक भार का निर्धारण करें। ऐसा करने के लिए, प्रत्येक तत्व के परमाणु द्रव्यमान को परमाणुओं की संख्या से गुणा करें। फिर परिणामी मान जोड़ें। फॉस्फोरिक एसिड के लिए: मिस्टर(n3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.

सापेक्ष आणविक भार संख्यात्मक रूप से पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान के समान होता है। कुछ कार्य इस लिंक का उपयोग करते हैं। उदाहरण: 200 K के तापमान पर एक गैस और 0.2 MPa के दबाव का घनत्व 5.3 kg/m3 है। इसके सापेक्ष आणविक भार का निर्धारण करें।

आदर्श गैस के लिए मेंडेलीव-क्लेपेरॉन समीकरण का प्रयोग करें: पीवी = एमआरटी/एम, जहां वी गैस की मात्रा है, एम3; मी गैस के दिए गए आयतन का द्रव्यमान है, किग्रा; एम गैस का दाढ़ द्रव्यमान है, किग्रा/मोल; R सार्वत्रिक गैस नियतांक है। R=8.314472 m2kg s-2 K-1 मोल-1; टी - गैस, के; पी - पूर्ण दबाव, पा। इस संबंध से दाढ़ द्रव्यमान व्यक्त करें: = mRT/(PV)।

जैसा कि आप जानते हैं, घनत्व: p = m/V, kg/m3। इसे व्यंजक में रखें: एम = पीआरटी / पी। गैस का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करें: M \u003d 5.3 * 8.31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0.044 किग्रा / मोल। गैस का आपेक्षिक आणविक भार: मि. = 44. आप अनुमान लगा सकते हैं कि यह कार्बन डाइऑक्साइड है: मि.(CO2) = 12 + 16*2 = 44.

स्रोत:

• सापेक्ष आणविक भार की गणना करें

रासायनिक प्रयोगशालाओं में और घर पर रासायनिक प्रयोग करते समय, किसी पदार्थ के सापेक्ष घनत्व को निर्धारित करना अक्सर आवश्यक होता है। सापेक्ष घनत्व किसी विशेष पदार्थ के घनत्व का कुछ शर्तों के तहत दूसरे के घनत्व या किसी संदर्भ पदार्थ के घनत्व का अनुपात है, जिसे आसुत जल के रूप में लिया जाता है। सापेक्ष घनत्व को एक अमूर्त संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है।

आपको चाहिये होगा

• - टेबल और निर्देशिका;
• - हाइड्रोमीटर, पाइकोनोमीटर या विशेष पैमाना।

अनुदेश

आसुत जल के घनत्व के संबंध में पदार्थों का आपेक्षिक घनत्व सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है: d=p/p0, जहां d वांछित सापेक्ष घनत्व है, p परीक्षण पदार्थ का घनत्व है, p0 संदर्भ पदार्थ का घनत्व है . अंतिम पैरामीटर सारणीबद्ध है और काफी सटीक रूप से निर्धारित किया जाता है: 20 डिग्री सेल्सियस पर, पानी का घनत्व 998.203 किग्रा / मी 3 होता है, और यह 4 डिग्री सेल्सियस - 999.973 किग्रा / एम 3 पर अपने अधिकतम घनत्व तक पहुँच जाता है। गणना करने से पहले, यह न भूलें कि p और p0 को समान इकाइयों में व्यक्त किया जाना चाहिए।

इसके अलावा, किसी पदार्थ का आपेक्षिक घनत्व भौतिक और रासायनिक संदर्भ पुस्तकों में पाया जा सकता है। सापेक्ष घनत्व का संख्यात्मक मान समान परिस्थितियों में समान पदार्थ के सापेक्ष विशिष्ट गुरुत्व के बराबर होता है। निष्कर्ष: सापेक्ष विशिष्ट गुरुत्व की तालिकाओं का उसी तरह उपयोग करें जैसे कि वे सापेक्ष घनत्व की तालिकाएँ हों।

सापेक्ष घनत्व का निर्धारण करते समय, हमेशा परीक्षण और संदर्भ पदार्थों के तापमान को ध्यान में रखें। तथ्य यह है कि पदार्थों का घनत्व ठंडा होने के साथ घटता और बढ़ता है। यदि परीक्षण पदार्थ का तापमान संदर्भ से भिन्न होता है, तो सुधार करें। प्रति 1°C सापेक्ष घनत्व में औसत परिवर्तन के रूप में इसकी गणना कीजिए। तापमान सुधार के नामांकन पर आवश्यक डेटा देखें।

व्यवहार में द्रवों के आपेक्षिक घनत्व की शीघ्रता से गणना करने के लिए, हाइड्रोमीटर का उपयोग करें। सापेक्ष और शुष्क पदार्थ को मापने के लिए pycnometers और विशेष पैमानों का उपयोग करें। क्लासिक हाइड्रोमीटर एक ग्लास ट्यूब है जो नीचे की तरफ फैलती है। ट्यूब के निचले सिरे पर एक जलाशय या एक विशेष पदार्थ होता है। ट्यूब के ऊपरी भाग को परीक्षण पदार्थ के सापेक्ष घनत्व के संख्यात्मक मान को दर्शाने वाले विभाजनों के साथ चिह्नित किया गया है। परीक्षण पदार्थ के तापमान को मापने के लिए कई हाइड्रोमीटर अतिरिक्त रूप से थर्मामीटर से लैस होते हैं।

अवोगाद्रो का नियम

एक दूसरे से गैसीय पदार्थ के अणुओं की दूरी बाहरी स्थितियों पर निर्भर करती है: दबाव और तापमान। समान बाहरी परिस्थितियों में, विभिन्न गैसों के अणुओं के बीच अंतराल समान होते हैं। 1811 में खोजे गए अवोगाद्रो के नियम में कहा गया है कि समान बाहरी परिस्थितियों (तापमान और दबाव) में विभिन्न गैसों के समान आयतन में समान संख्या में अणु होते हैं। वे। यदि V1=V2, T1=T2 और P1=P2, तो N1=N2, जहां V आयतन है, T तापमान है, P दबाव है, N गैस अणुओं की संख्या है (एक गैस के लिए सूचकांक "1", "2" दूसरे के लिए)।

अवोगाद्रो के नियम का प्रथम उपफल, मोलर आयतन

अवोगाद्रो के नियम के पहले परिणाम में कहा गया है कि समान परिस्थितियों में किसी भी गैस के अणुओं की समान संख्या समान मात्रा में रहती है: V1=V2 पर N1=N2, T1=T2 और P1=P2। किसी भी गैस के एक मोल (मोलर आयतन) का आयतन एक स्थिर मान होता है। याद रखें कि 1 मोल में कणों की एवोगैड्रियन संख्या होती है - 6.02x10^23 अणु।

इस प्रकार, गैस का मोलर आयतन केवल दबाव और तापमान पर निर्भर करता है। आमतौर पर, गैसों को सामान्य दबाव और सामान्य तापमान पर माना जाता है: 273 K (0 डिग्री सेल्सियस) और 1 एटीएम (760 मिमी Hg, 101325 Pa)। ऐसी सामान्य परिस्थितियों में, जिसे "n.o." कहा जाता है, किसी भी गैस का मोलर आयतन 22.4 l / mol होता है। इस मान को जानकर, किसी दिए गए द्रव्यमान की मात्रा और किसी भी गैस की मात्रा की गणना करना संभव है।

अवोगाद्रो के नियम का दूसरा परिणाम, गैसों का आपेक्षिक घनत्व

गैसों के आपेक्षिक घनत्व की गणना के लिए अवोगाद्रो के नियम का दूसरा परिणाम लागू किया जाता है। परिभाषा के अनुसार, किसी पदार्थ का घनत्व उसके द्रव्यमान और उसके आयतन का अनुपात होता है: =m/V. किसी पदार्थ के 1 मोल के लिए, द्रव्यमान मोलर द्रव्यमान M के बराबर होता है, और आयतन मोलर आयतन V(M) के बराबर होता है। इसलिए गैस का घनत्व ρ=M(gas)/V(M) है।

मान लें कि दो गैसें हैं - X और Y। उनका घनत्व और दाढ़ द्रव्यमान - (X), ρ(Y), M(X), M(Y), संबंधों द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं: (X)=M(X) / वी (एम), ρ (वाई) = एम (वाई) / वी (एम)। गैस Y पर गैस X का सापेक्ष घनत्व, जिसे Dy(X) के रूप में दर्शाया गया है, इन गैसों के घनत्व का अनुपात है ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) = एम (एक्स) एक्सवी (एम) / वी (एम) एक्सएम (वाई) = एम (एक्स) / एम (वाई)। दाढ़ की मात्रा कम हो जाती है, और इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि गैस Y पर गैस X का सापेक्ष घनत्व उनके दाढ़ या सापेक्ष आणविक द्रव्यमान के अनुपात के बराबर है (वे संख्यात्मक रूप से बराबर हैं)।

गैसों का घनत्व अक्सर हाइड्रोजन के संबंध में निर्धारित किया जाता है, सभी गैसों में सबसे हल्का, जिसका दाढ़ द्रव्यमान 2 ग्राम / मोल होता है। वे। यदि समस्या कहती है कि अज्ञात गैस X का हाइड्रोजन घनत्व है, मान लीजिए, 15 (सापेक्ष घनत्व एक आयामहीन मात्रा है!), तो इसका दाढ़ द्रव्यमान खोजना मुश्किल नहीं है: M(X)=15xM(H2)=15x2=30 जी / मोल। अक्सर हवा के सापेक्ष गैस का आपेक्षिक घनत्व भी इंगित किया जाता है। यहां आपको यह जानने की जरूरत है कि हवा का औसत सापेक्ष आणविक भार 29 है, और आपको पहले से ही 2 से नहीं, बल्कि 29 से गुणा करने की आवश्यकता है।

परिभाषा

नि: शुल्क क्लोरीनएक पीली-हरी गैस है जिसमें द्विपरमाणुक अणु होते हैं।

सामान्य दबाव में, यह (-34 o C) पर द्रवित होता है और (-101 o C) पर जम जाता है। पानी की एक मात्रा क्लोरीन की लगभग दो मात्रा में घुल जाती है। परिणामी पीले रंग के घोल को अक्सर "क्लोरीन पानी" कहा जाता है।

क्लोरीन में तेज गंध होती है। साँस लेना वायुमार्ग की सूजन का कारण बनता है। तीव्र क्लोरीन विषाक्तता के लिए प्राथमिक चिकित्सा के साधन के रूप में, शराब और ईथर के मिश्रण के वाष्पों के साँस लेना का उपयोग किया जाता है।

क्लोरीन का क्रांतिक तापमान 144 o C है, क्रांतिक दाब 76 atm है। क्वथनांक पर, तरल क्लोरीन का घनत्व 1.6 g/cm3 होता है और इसकी वाष्पीकरण की गर्मी 4.9 kcal/mol होती है। ठोस क्लोरीन का घनत्व 2.0 ग्राम/सेमी 3 और संलयन ऊष्मा 165 किलो कैलोरी/मोल है। इसके क्रिस्टल अलग-अलग Cl 2 अणुओं (जिसके बीच की न्यूनतम दूरी 3.34 A है) द्वारा बनते हैं।

Cl-Cl आबंध को 1.98 A की परमाणु दूरी और 3.2 के बल स्थिरांक की विशेषता है। समीकरण के अनुसार आणविक क्लोरीन का थर्मल पृथक्करण

सीएल 2 + 58 किलो कैलोरी = 2सीएल

यह लगभग 1000 o C से ध्यान देने योग्य हो जाता है।

प्रकृति में क्लोरीन की व्यापकता

प्रकृति में व्यापकता के संदर्भ में, क्लोरीन फ्लोरीन के करीब है - यह पृथ्वी की पपड़ी में परमाणुओं की कुल संख्या का 0.02% है। मानव शरीर में 0.25 (wt.)% क्लोरीन होता है।

पृथ्वी की सतह पर क्लोरीन का प्राथमिक रूप इसके अत्यधिक फैलाव से मेल खाता है। पानी के काम के परिणामस्वरूप, जिसने कई लाखों वर्षों तक चट्टानों को नष्ट कर दिया और उनमें से सभी घुलनशील घटकों, समुद्र में जमा क्लोरीन यौगिकों को धो दिया। उत्तरार्द्ध के सूखने से दुनिया के कई स्थानों पर NaCl के शक्तिशाली निक्षेपों का निर्माण हुआ है, जो सभी क्लोरीन यौगिकों के उत्पादन के लिए फीडस्टॉक के रूप में कार्य करता है।

क्लोरीन के रासायनिक गुणों और घनत्व का संक्षिप्त विवरण

क्लोरीन की रासायनिक गतिविधि का सार इसके परमाणु की इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने और एक नकारात्मक चार्ज आयन में बदलने की क्षमता में प्रकट होता है।

क्लोरीन की रासायनिक गतिविधि बहुत अधिक है - यह लगभग सभी धातुओं (कभी-कभी केवल पानी के निशान की उपस्थिति में या गर्म होने पर) और सी, एन और ओ को छोड़कर सभी मेटलॉइड तत्वों के साथ जोड़ती है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि में नमी की पूर्ण अनुपस्थिति, क्लोरीन लोहे को प्रभावित नहीं करती है। यह आपको इसे स्टील सिलेंडर में स्टोर करने की अनुमति देता है।

प्रतिक्रिया के अनुसार हाइड्रोजन के साथ क्लोरीन की परस्पर क्रिया

एच 2 + सीएल 2 = 2 एचसीएल + 44 किलो कैलोरी

यह बहुत धीमी गति से आगे बढ़ता है, लेकिन गैस मिश्रण को गर्म करने या इसकी तेज रोशनी (सीधी धूप, जलती हुई मैग्नीशियम, आदि) के साथ एक विस्फोट होता है।

जिन जटिल पदार्थों के साथ क्लोरीन प्रतिक्रिया करता है उनमें जल, क्षार और धातु हैलाइड शामिल हैं।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम	क्लोरीन में सोडियम दहन के TCA के अनुसार 2Na + Cl 2 = 2NaCl + 819 kJ गणना करें कि 1.43 kJ ऊष्मा निकलने पर कितना सोडियम जल गया।
फेसला	सोडियम को क्लोरीन में जलाने से सोडियम बनता है और 819 kJ निकलता है, अर्थात। एक ऊष्माक्षेपी प्रतिक्रिया होती है: 2Na + Cl 2 = 2NaCl + 819 kJ। प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार, 2 मोल सोडियम दहन के अधीन था। सोडियम का मोलर द्रव्यमान 23 g/mol है। तब, सोडियम का सैद्धांतिक द्रव्यमान बराबर होगा: एम (ना) वें = एन (ना) × एम (ना); एम (ना) वें = 2 × 23 = 46 ग्राम। आइए सोडियम के व्यावहारिक द्रव्यमान को "x" के रूप में निरूपित करें। आइए एक अनुपात बनाएं: एक्स जी ना - 1.43 केजे गर्मी; 46 ग्राम Na - 819 kJ ऊष्मा। एक्सप्रेस "एक्स": एक्स \u003d (46 × 1.43) / 819 \u003d 0.08। नतीजतन, 0.08 ग्राम सोडियम जल गया।
जवाब	सोडियम का द्रव्यमान 0.08 ग्राम है।

उदाहरण 2

व्यायाम	निम्नलिखित वॉल्यूमेट्रिक संरचना वाली हवा का नाइट्रोजन घनत्व ज्ञात करें: 20.0% ऑक्सीजन; 79.0% नाइट्रोजन और 1.0% आर्गन।
फेसला	चूँकि गैसों के आयतन उनकी मात्राओं (अवोगाद्रो के नियम) के समानुपाती होते हैं, मिश्रण के औसत दाढ़ द्रव्यमान को न केवल मोल के रूप में, बल्कि आयतन के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है: एम = (एम 1 वी 1 + एम 2 वी 2 + एम 3 वी 3) / (वी 1 + वी 2 + वी 3)। एम(ओ 2) \u003d 2 × अर (ओ) \u003d 2 × 16 \u003d 32 ग्राम / मोल; एम (एन 2) \u003d 2 × अर (ओ) \u003d 2 × 14 \u003d 28 ग्राम / मोल; M(Ar) = Ar(Ar) = 40 g/mol. मिश्रण का 100 डीएम 3 लें, फिर वी (ओ 2) \u003d 20 डीएम 3, वी (एन 2) \u003d 79 डीएम 3, वी (आर) \u003d 1 डीएम 3. इन मानों को उपरोक्त सूत्र में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं: एम = (32x20 + 28x79 + 40x1) / (20 + 79 + 1); एम = 28.9 ग्राम/मोल। नाइट्रोजन के दाढ़ द्रव्यमान द्वारा मिश्रण के औसत दाढ़ द्रव्यमान को विभाजित करके नाइट्रोजन घनत्व प्राप्त किया जाता है: डी एन 2 \u003d 28.9 / 28 \u003d 1.03।
जवाब	वायु का नाइट्रोजन घनत्व 1.03 है।

क्लोरीन

क्लोरीन-ए; एम।[ग्रीक से। chlōros - हल्का हरा] एक रासायनिक तत्व (Cl), एक तीखी गंध वाली हरी-पीली दमकती गैस (जहर और कीटाणुनाशक के रूप में प्रयुक्त)। क्लोरीन यौगिक। क्लोरीन विषाक्तता।

◁ क्लोरीन (देखें)।

क्लोरीन

(अव्य। क्लोरम), आवधिक प्रणाली के समूह VII का एक रासायनिक तत्व हैलोजन को संदर्भित करता है। नाम ग्रीक chlōros, पीला-हरा से है। मुक्त क्लोरीन में द्विपरमाणुक अणु (Cl 2) होते हैं; तीखी गंध वाली पीली-हरी गैस; घनत्व 3.214 ग्राम/ली; टीपीएल -101 डिग्री सेल्सियस; टीकिप -33.97 डिग्री सेल्सियस; सामान्य तापमान पर, यह 0.6 एमपीए के दबाव में आसानी से द्रवीभूत हो जाता है। रासायनिक रूप से बहुत सक्रिय (ऑक्सीकरण एजेंट)। मुख्य खनिज हलाइट (सेंधा नमक), सिल्विन, बिशोफाइट हैं; समुद्र के पानी में सोडियम, पोटेशियम, मैग्नीशियम और अन्य तत्वों के क्लोराइड होते हैं। उनका उपयोग क्लोरीन युक्त कार्बनिक यौगिकों (60-75%), अकार्बनिक पदार्थों (10-20%) के उत्पादन में, सेल्यूलोज और कपड़े (5-15%) को ब्लीच करने के लिए, स्वच्छता की जरूरतों और पानी की कीटाणुशोधन (क्लोरीनीकरण) के लिए किया जाता है। . विषैला।

क्लोरीन

क्लोरीन (अव्य। क्लोरम), सीएल ("क्लोरीन" पढ़ें), परमाणु संख्या 17, परमाणु द्रव्यमान 35.453 के साथ एक रासायनिक तत्व। अपने मुक्त रूप में, यह एक तेज, दम घुटने वाली गंध के साथ पीले-हरे रंग की भारी गैस है (इसलिए नाम: ग्रीक क्लोरोस - पीला-हरा)।
प्राकृतिक क्लोरीन दो न्यूक्लाइड का मिश्रण है (से। मी।न्यूक्लाइड)द्रव्यमान संख्या 35 (द्रव्यमान द्वारा 75.77% के मिश्रण में) और 37 (24.23%) के साथ। बाहरी इलेक्ट्रॉन परत विन्यास 3 एस 2 पी 5 . यौगिकों में, यह मुख्य रूप से ऑक्सीकरण अवस्थाओं -1, +1, +3, +5 और +7 (वैलेंस I, III, V और VII) को प्रदर्शित करता है। मेंडेलीव के तत्वों की आवधिक प्रणाली के समूह VIIA में तीसरी अवधि में स्थित हैलोजन को संदर्भित करता है (से। मी।हलोजन).
तटस्थ क्लोरीन परमाणु की त्रिज्या 0.099 एनएम है, आयनिक त्रिज्या क्रमशः समान हैं (कोष्ठक में समन्वय संख्या के मान हैं): Cl - 0.167 एनएम (6), Cl 5+ 0.026 एनएम (3) और Clr 7+ 0.022 एनएम (3) और 0.041 एनएम (6)। तटस्थ क्लोरीन परमाणु की क्रमिक आयनीकरण ऊर्जाएँ क्रमशः 12.97, 23.80, 35.9, 53.5, 67.8, 96.7 और 114.3 eV हैं। इलेक्ट्रॉन आत्मीयता 3.614 ईवी। पॉलिंग पैमाने पर, क्लोरीन की इलेक्ट्रोनगेटिविटी 3.16 है।
डिस्कवरी इतिहास
क्लोरीन का सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक यौगिक - टेबल सॉल्ट (रासायनिक सूत्र NaCl, रासायनिक नाम सोडियम क्लोराइड) - प्राचीन काल से मनुष्य को ज्ञात है। इस बात के प्रमाण हैं कि लीबिया में 3-4 हजार साल ईसा पूर्व में टेबल सॉल्ट की निकासी की गई थी। यह संभव है कि, विभिन्न जोड़तोड़ के लिए टेबल सॉल्ट का उपयोग करते हुए, कीमियागरों को भी गैसीय क्लोरीन का सामना करना पड़ा। "धातुओं के राजा" को भंग करने के लिए - सोना - उन्होंने "एक्वा रेजिया" का उपयोग किया - हाइड्रोक्लोरिक और नाइट्रिक एसिड का मिश्रण, जिसकी बातचीत से क्लोरीन निकलता है।
पहली बार, स्वीडिश रसायनज्ञ के. शीले द्वारा क्लोरीन गैस प्राप्त की गई और उसका विस्तार से वर्णन किया गया (से। मी।शीले कार्ल विल्हेम) 1774 में। उन्होंने हाइड्रोक्लोरिक एसिड को मिनरल पाइरोलुसाइट के साथ गर्म किया (से। मी।पाइरोलुसाइट) MnO2 और एक तीखी गंध वाली पीली-हरी गैस के विकास का अवलोकन किया। चूँकि उन दिनों फ्लॉजिस्टन के सिद्धांत का बोलबाला था (से। मी।फ्लोगिस्टन), शीले ने नई गैस को "डेफलॉजिस्टिनेटेड हाइड्रोक्लोरिक एसिड" के रूप में माना, अर्थात, हाइड्रोक्लोरिक एसिड के ऑक्साइड (ऑक्साइड) के रूप में। ए. लवॉज़िएर (से। मी।लवॉज़ियर एंटोनी लॉरेंट)गैस को "मुरिया" तत्व के ऑक्साइड के रूप में माना जाता है (हाइड्रोक्लोरिक एसिड को म्यूरिक एसिड कहा जाता था, लैटिन मुरिया - ब्राइन से)। इसी दृष्टिकोण को सबसे पहले अंग्रेजी वैज्ञानिक जी. डेवी ने साझा किया था (से। मी।देवी हम्फ्रे), जिन्होंने "म्यूरियम ऑक्साइड" को सरल पदार्थों में विघटित करने में बहुत समय बिताया। वह सफल नहीं हुआ, और 1811 तक डेवी इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि यह गैस एक साधारण पदार्थ है, और एक रासायनिक तत्व इसके अनुरूप है। डेवी ने सबसे पहले गैस के पीले-हरे रंग के अनुसार, इसे क्लोरीन (क्लोरीन) कहने का प्रस्ताव रखा था। तत्व को "क्लोरीन" नाम 1812 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ जे एल गे-लुसाक द्वारा दिया गया था। (से। मी।समलैंगिक लुसैक जोसेफ लुइस); यह ग्रेट ब्रिटेन और संयुक्त राज्य अमेरिका को छोड़कर सभी देशों में स्वीकार किया जाता है, जहां डेवी द्वारा पेश किया गया नाम संरक्षित किया गया है। यह सुझाव दिया गया है कि इस तत्व को "हलोजन" (यानी, लवण का उत्पादन) कहा जाना चाहिए, लेकिन अंततः यह समूह VIIA के सभी तत्वों के लिए सामान्य नाम बन गया।
प्रकृति में होना
पृथ्वी की पपड़ी में क्लोरीन की मात्रा द्रव्यमान द्वारा 0.013% है, ध्यान देने योग्य सांद्रता में यह Cl आयन (औसतन, लगभग 18.8 g/l) के रूप में समुद्र के पानी में मौजूद है। रासायनिक रूप से, क्लोरीन अत्यधिक सक्रिय है और इसलिए प्रकृति में मुक्त रूप में नहीं होता है। यह ऐसे खनिजों का हिस्सा है जो बड़ी मात्रा में जमा करते हैं, जैसे टेबल या सेंधा नमक (से। मी।हलाइट)) NaCl, कार्नेलाइट (से। मी।कार्नेलाइट) KCl MgCl 2 6H 21 O, sylvite (से। मी।सिल्विन)केसीएल, सिल्विनाइट (ना, के) सीएल, केनाइट (से। मी।कैनाइट) KCl MgSO 4 3H 2 O, बिशोफाइट (से। मी।बिशपफिट) MgCl 2 6H 2 O और कई अन्य। मिट्टी में विभिन्न प्रकार की चट्टानों में क्लोरीन पाया जा सकता है।
रसीद
गैसीय क्लोरीन प्राप्त करने के लिए, NaCl के एक मजबूत जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया जाता है (कभी-कभी KCl का उपयोग किया जाता है)। इलेक्ट्रोलिसिस कैथोड और एनोड रिक्त स्थान को अलग करने वाले एक कटियन एक्सचेंज झिल्ली का उपयोग करके किया जाता है। उसी समय, प्रक्रिया के माध्यम से
2NaCl + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2 + Cl 2
तीन मूल्यवान रासायनिक उत्पाद एक साथ प्राप्त होते हैं: एनोड पर - क्लोरीन, कैथोड पर - हाइड्रोजन (से। मी।हाइड्रोजन), और क्षार कोशिका में जमा हो जाता है (उत्पादित क्लोरीन के प्रत्येक टन के लिए 1.13 टन NaOH)। इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा क्लोरीन के उत्पादन के लिए बिजली के बड़े व्यय की आवश्यकता होती है: 2.3 से 3.7 मेगावाट तक 1 टन क्लोरीन प्राप्त करने पर खर्च किया जाता है।
प्रयोगशाला में क्लोरीन प्राप्त करने के लिए, कुछ मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट (पोटेशियम परमैंगनेट केएमएनओ 4, पोटेशियम डाइक्रोमेट के 2 सीआर 2 ओ 7, पोटेशियम क्लोरेट केसीएलओ 3, ब्लीच सीएसीएलओसीएल, मैंगनीज ऑक्साइड (चतुर्थ) एमएनओ 2) के साथ केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड की प्रतिक्रिया है। उपयोग किया गया। इन उद्देश्यों के लिए पोटेशियम परमैंगनेट का उपयोग करना सबसे सुविधाजनक है: इस मामले में, प्रतिक्रिया बिना गर्म किए आगे बढ़ती है:
2KMnO 4 + 16HCl \u003d 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O।
यदि आवश्यक हो, तो क्लोरीन को तरलीकृत (दबाव में) रूप में रेलवे टैंकों या स्टील सिलेंडरों में ले जाया जाता है। क्लोरीन सिलेंडर का एक विशेष अंकन होता है, लेकिन ऐसे क्लोरीन सिलेंडर की अनुपस्थिति में भी, इसे अन्य गैर-विषैले गैसों वाले सिलेंडरों से अलग करना आसान होता है। क्लोरीन सिलेंडर के नीचे एक गोलार्ध का आकार होता है, और तरल क्लोरीन वाले सिलेंडर को बिना सहारे के लंबवत नहीं रखा जा सकता है।
भौतिक और रासायनिक गुण
सामान्य परिस्थितियों में, क्लोरीन एक पीले-हरे रंग की गैस है, 25 डिग्री सेल्सियस पर गैस घनत्व 3.214 ग्राम / डीएम 3 (हवा के घनत्व का लगभग 2.5 गुना) है। ठोस क्लोरीन का गलनांक -100.98°C, क्वथनांक -33.97°C होता है। मानक इलेक्ट्रोड क्षमता Cl 2 /Cl - एक जलीय घोल में +1.3583 V है।
मुक्त अवस्था में यह द्विपरमाणुक Cl2 अणुओं के रूप में विद्यमान रहता है। इस अणु में अंतर-परमाणु दूरी 0.1987 एनएम है। Cl 2 अणु की इलेक्ट्रॉन आत्मीयता 2.45 eV है, आयनीकरण क्षमता 11.48 eV है। Cl2 अणुओं की परमाणुओं में पृथक्करण ऊर्जा अपेक्षाकृत कम है और मात्रा 239.23 kJ/mol है।
क्लोरीन पानी में थोड़ा घुलनशील है। 0°C के तापमान पर, घुलनशीलता 1.44 wt.%, 20°C - 0.711°C wt.%, 60°C - 0.323 wt पर होती है। %. पानी में क्लोरीन के घोल को क्लोरीन वाटर कहा जाता है। क्लोरीन जल में संतुलन स्थापित होता है:
सीएल 2 + एच 2 ओ एच + = सीएल - + एचओसीएल।
इस संतुलन को बाईं ओर स्थानांतरित करने के लिए, यानी पानी में क्लोरीन की घुलनशीलता को कम करने के लिए, पानी में सोडियम क्लोराइड NaCl या कुछ गैर-वाष्पशील मजबूत एसिड (उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक) मिलाया जाना चाहिए।
क्लोरीन कई गैर-ध्रुवीय तरल पदार्थों में अत्यधिक घुलनशील है। तरल क्लोरीन स्वयं Bcl 3 , SiCl 4 , TiCl 4 जैसे पदार्थों के लिए विलायक के रूप में कार्य करता है।
Cl2 अणुओं के परमाणुओं में पृथक्करण की कम ऊर्जा और क्लोरीन परमाणु की उच्च इलेक्ट्रॉन आत्मीयता के कारण, क्लोरीन रासायनिक रूप से अत्यधिक सक्रिय है। यह अधिकांश धातुओं (उदाहरण के लिए, सोना सहित) और कई गैर-धातुओं के साथ सीधे संपर्क में प्रवेश करता है। तो, बिना गर्म किए क्लोरीन क्षारीय के साथ प्रतिक्रिया करता है (से। मी।क्षारीय धातु)और क्षारीय पृथ्वी धातु (से। मी।क्षारीय पृथ्वी धातु), सुरमा के साथ:
2एसबी + 3सीएल 2 = 2एसबीसीएल 3
गर्म होने पर, क्लोरीन एल्यूमीनियम के साथ प्रतिक्रिया करता है:
3Cl 2 + 2Al = 2A1Cl 3
और लोहा:
2Fe + 3Cl 2 \u003d 2FeCl 3।
क्लोरीन हाइड्रोजन एच 2 के साथ प्रज्वलित होने पर (हाइड्रोजन वातावरण में क्लोरीन चुपचाप जलता है), या जब क्लोरीन और हाइड्रोजन का मिश्रण पराबैंगनी प्रकाश से विकिरणित होता है। इस स्थिति में, हाइड्रोजन क्लोराइड गैस HCl बनती है:
एच 2 + सीएल 2 \u003d 2 एचसीएल।
जल में हाइड्रोजन क्लोराइड के विलयन को हाइड्रोक्लोरिक कहते हैं (से। मी।हाइड्रोक्लोरिक एसिड)(हाइड्रोक्लोरिक एसिड। हाइड्रोक्लोरिक एसिड की अधिकतम द्रव्यमान सांद्रता लगभग 38% है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड के लवण - क्लोराइड (से। मी।क्लोराइड), उदाहरण के लिए, अमोनियम क्लोराइड NH 4 Cl, कैल्शियम क्लोराइड CaCl 2 , बेरियम क्लोराइड BaCl 2 और अन्य। कई क्लोराइड पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील और सिल्वर क्लोराइड AgCl के अम्लीय जलीय घोल में। एक समाधान में क्लोराइड आयनों की उपस्थिति के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया एजी + आयनों के साथ एक सफेद AgCl अवक्षेप का निर्माण है, जो नाइट्रिक एसिड माध्यम में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है:
CaCl 2 + 2AgNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + 2AgCl।
कमरे के तापमान पर, क्लोरीन सल्फर के साथ प्रतिक्रिया करता है (तथाकथित सल्फर मोनोक्लोराइड S 2 Cl 2 बनता है) और फ्लोरीन (यौगिक ClF और ClF 3 बनते हैं)। गर्म होने पर, क्लोरीन फास्फोरस के साथ परस्पर क्रिया करता है (प्रतिक्रिया की स्थिति के आधार पर, पीसीएल 3 या पीसीएल 5 यौगिक बनते हैं), आर्सेनिक, बोरॉन और अन्य गैर-धातु। क्लोरीन ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन (इन तत्वों के साथ क्लोरीन के कई यौगिक अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त होते हैं) और अक्रिय गैसों के साथ सीधे प्रतिक्रिया नहीं करता है (हाल ही में, वैज्ञानिकों ने ऐसी प्रतिक्रियाओं को सक्रिय करने और उन्हें "सीधे" करने के तरीके खोजे हैं)। अन्य हैलोजन के साथ, क्लोरीन इंटरहैलोजन यौगिक बनाता है, उदाहरण के लिए, बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट - फ्लोराइड्स ClF, ClF 3, ClF 5। क्लोरीन की ऑक्सीकरण शक्ति ब्रोमीन की तुलना में अधिक होती है, इसलिए क्लोरीन ब्रोमाइड आयन को ब्रोमाइड विलयन से विस्थापित करता है, उदाहरण के लिए:
सीएल 2 + 2एनएबीआर \u003d ब्र 2 + 2एनएसीएल
क्लोरीन कई कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करती है, उदाहरण के लिए, मीथेन सीएच 4 और बेंजीन सी 6 एच 6 के साथ:
सीएच 4 + सीएल 2 = सीएच 3 सीएल + एचसीएल या सी 6 एच 6 + सीएल 2 = सी 6 एच 5 सीएल + एचसीएल।
क्लोरीन अणु कार्बनिक यौगिकों में कई बंधन (डबल और ट्रिपल) जोड़ने में सक्षम है, उदाहरण के लिए, एथिलीन सी 2 एच 4 में:
सी 2 एच 4 + सीएल 2 = सीएच 2 सीएलसीएच 2 सीएल।
क्लोरीन क्षार के जलीय घोल के साथ परस्पर क्रिया करता है। यदि प्रतिक्रिया कमरे के तापमान पर आगे बढ़ती है, तो क्लोराइड (उदाहरण के लिए, पोटेशियम क्लोराइड KCl) और हाइपोक्लोराइट बनते हैं। (से। मी।हाइपोक्लोराइट्स)(उदाहरण के लिए, पोटेशियम हाइपोक्लोराइट KClO):
सीएल 2 + 2 केओएच \u003d केसीएलओ + केसीएल + एच 2 ओ।
जब क्लोरीन एक गर्म (लगभग 70-80 डिग्री सेल्सियस के तापमान) क्षार समाधान के साथ बातचीत करता है, तो संबंधित क्लोराइड और क्लोरेट बनते हैं (से। मी।क्लोराइड), उदाहरण के लिए:
3Cl 2 + 6KOH \u003d 5KSl + KClO 3 + 3H 2 O।
जब क्लोरीन कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड Ca (OH) 2 के गीले घोल के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो ब्लीच बनता है (से। मी।ब्लीचिंग पाउडर)("ब्लीच") CaClOCl।
क्लोरीन +1 की ऑक्सीकरण अवस्था एक कमजोर, अस्थिर हाइपोक्लोरस अम्ल से मेल खाती है (से। मी।हाइपोक्लोरस तेजाब)एचसीएलओ। इसके लवण हाइपोक्लोराइट हैं, उदाहरण के लिए, NaClO सोडियम हाइपोक्लोराइट है। हाइपोक्लोराइट सबसे मजबूत ऑक्सीकारक हैं और व्यापक रूप से विरंजन और कीटाणुरहित एजेंटों के रूप में उपयोग किए जाते हैं। जब हाइपोक्लोराइट, विशेष रूप से ब्लीच, कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 के साथ बातचीत करते हैं, तो अन्य उत्पादों के बीच वाष्पशील हाइपोक्लोरस एसिड बनता है। (से। मी।हाइपोक्लोरस तेजाब), जो क्लोरीन ऑक्साइड (I) Cl 2 O की रिहाई के साथ विघटित हो सकता है:
2एचसीएलओ \u003d सीएल 2 ओ + एच 2 ओ।
यह इस गैस की गंध है, Cl2O, जो ब्लीच की विशिष्ट गंध है।
क्लोरीन +3 की ऑक्सीकरण अवस्था मध्यम शक्ति HclO2 के निम्न-स्थिर अम्ल से मेल खाती है। इस अम्ल को क्लोराइड कहते हैं, इसके लवण क्लोराइट होते हैं। (से। मी।क्लोराइड (लवण)), उदाहरण के लिए, NaClO 2 - सोडियम क्लोराइट।
क्लोरीन +4 की ऑक्सीकरण अवस्था केवल एक यौगिक - क्लोरीन डाइऑक्साइड СlО 2 से मेल खाती है।
क्लोरीन +5 की ऑक्सीकरण अवस्था केवल जलीय घोल में 40%, क्लोरिक एसिड से कम सांद्रता में मजबूत, स्थिर से मेल खाती है (से। मी।हाइपोक्लोरस तेजाब)एचसीएलओ 3. इसके लवण क्लोरेट्स हैं, उदाहरण के लिए, पोटेशियम क्लोरेट KClO 3 ।
क्लोरीन +6 की ऑक्सीकरण अवस्था केवल एक यौगिक से मेल खाती है - क्लोरीन ट्राइऑक्साइड lО 3 (एक डिमर Сl 2 О 6) के रूप में मौजूद है।
क्लोरीन +7 की ऑक्सीकरण अवस्था एक बहुत मजबूत और काफी स्थिर पर्क्लोरिक एसिड से मेल खाती है (से। मी।परक्लोरिक तेजाब)एचसीएलओ 4। इसके लवण परक्लोरेट हैं (से। मी।पर्चोरेट्स), उदाहरण के लिए, अमोनियम परक्लोरेट NH 4 ClO 4 या पोटेशियम परक्लोरेट KClO 4। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि भारी क्षार धातुओं के परक्लोरेट - पोटेशियम, और विशेष रूप से रूबिडियम और सीज़ियम पानी में थोड़ा घुलनशील होते हैं। क्लोरीन +7 - Cl 2 O 7 के ऑक्सीकरण अवस्था के अनुरूप ऑक्साइड।
सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों में क्लोरीन युक्त यौगिकों में, हाइपोक्लोराइट्स में सबसे मजबूत ऑक्सीकरण गुण होते हैं। परक्लोरेट्स के लिए, ऑक्सीकरण गुण अप्राप्य हैं।
आवेदन पत्र
क्लोरीन रासायनिक उद्योग के सबसे महत्वपूर्ण उत्पादों में से एक है। इसका विश्व उत्पादन प्रति वर्ष दसियों लाख टन है। क्लोरीन का उपयोग कीटाणुनाशक और ब्लीच (सोडियम हाइपोक्लोराइट, ब्लीच और अन्य), हाइड्रोक्लोरिक एसिड, कई धातुओं और गैर-धातुओं के क्लोराइड, कई प्लास्टिक (पॉलीविनाइल क्लोराइड) के उत्पादन के लिए किया जाता है। (से। मी।पोलीविनाइल क्लोराइड)और अन्य), क्लोरीन युक्त सॉल्वैंट्स (डाइक्लोरोइथेन सीएच 2 सीएलसीएच 2 सीएल, कार्बन टेट्राक्लोराइड सीसीएल 4, आदि), अयस्कों को खोलने, धातुओं के पृथक्करण और शुद्धिकरण आदि के लिए। क्लोरीन का उपयोग पानी कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है (से। मी।क्लोरीनेशन)) और कई अन्य उद्देश्यों के लिए।
जैविक भूमिका
क्लोरीन सबसे महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्वों में से एक है (से। मी।जैविक तत्व)और सभी जीवों में पाया जाता है। कुछ पौधे, तथाकथित हेलोफाइट्स, न केवल अत्यधिक लवणीय मिट्टी पर उगने में सक्षम होते हैं, बल्कि बड़ी मात्रा में क्लोराइड भी जमा करते हैं। सूक्ष्मजीव (हेलोबैक्टीरिया, आदि) और पर्यावरण की उच्च लवणता की स्थिति में रहने वाले जानवरों को जाना जाता है। क्लोरीन जानवरों और मनुष्यों के जल-नमक चयापचय के मुख्य तत्वों में से एक है, जो शरीर के ऊतकों में भौतिक रासायनिक प्रक्रियाओं को निर्धारित करता है। यह ऊतकों में अम्ल-क्षार संतुलन बनाए रखने में शामिल है, ऑस्मोरग्यूलेशन (से। मी।ओएसएमओ-विनियमन)(क्लोरीन रक्त, लसीका और शरीर के अन्य तरल पदार्थों का मुख्य आसमाटिक रूप से सक्रिय पदार्थ है), जो मुख्य रूप से कोशिकाओं के बाहर होता है। पौधों में, क्लोरीन ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाओं और प्रकाश संश्लेषण में शामिल होता है।
मानव मांसपेशी ऊतक में 0.20-0.52% क्लोरीन, हड्डी - 0.09% होती है; रक्त में - 2.89 ग्राम / लीटर। एक औसत व्यक्ति के शरीर में (शरीर का वजन 70 किग्रा) 95 ग्राम क्लोरीन। भोजन के साथ हर दिन एक व्यक्ति 3-6 ग्राम क्लोरीन प्राप्त करता है, जो अधिक मात्रा में इस तत्व की आवश्यकता को पूरा करता है।
क्लोरीन के साथ काम करने की विशेषताएं
क्लोरीन एक जहरीली घुटन वाली गैस है, जो अगर फेफड़ों में प्रवेश करती है, तो फेफड़े के ऊतकों में जलन, दम घुटने का कारण बनता है। लगभग 0.006 मिलीग्राम / लीटर की हवा में एकाग्रता पर श्वसन पथ पर इसका परेशान प्रभाव पड़ता है। क्लोरीन पहले रासायनिक जहरों में से एक था (से। मी।जहरीला पदार्थ)प्रथम विश्व युद्ध में जर्मनी द्वारा उपयोग किया गया। क्लोरीन के साथ काम करते समय सुरक्षात्मक कपड़े, गैस मास्क और दस्ताने का उपयोग किया जाना चाहिए। थोड़े समय के लिए, सोडियम सल्फाइट Na 2 SO 3 या सोडियम थायोसल्फेट Na 2 S 2 O 3 के घोल से सिक्त एक चीर पट्टी से श्वसन अंगों को क्लोरीन के प्रवेश से बचाना संभव है। कार्य परिसर की हवा में क्लोरीन का एमपीसी 1 मिलीग्राम/एम 3, बस्तियों की हवा में 0.03 मिलीग्राम/एम 3 है।

हम सार्वजनिक शौचालयों के बारे में कितना भी नकारात्मक महसूस करें, प्रकृति अपने नियम खुद तय करती है, और आपको उनसे मिलने जाना होगा। प्राकृतिक (इस जगह के लिए) गंध के अलावा, एक अन्य परिचित सुगंध ब्लीच है जिसका उपयोग कमरे को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है। इसमें मुख्य सक्रिय संघटक - Cl के कारण इसका नाम पड़ा। आइए इस रासायनिक तत्व और इसके गुणों के बारे में जानें, और आवधिक प्रणाली में स्थिति के अनुसार क्लोरीन का विवरण भी दें।

कैसे हुई इस वस्तु की खोज

पहली बार क्लोरीन युक्त यौगिक (HCl) को 1772 में ब्रिटिश पुजारी जोसेफ प्रीस्टली द्वारा संश्लेषित किया गया था।

2 वर्षों के बाद, उनके स्वीडिश सहयोगी कार्ल शीले ने हाइड्रोक्लोरिक एसिड और मैंगनीज डाइऑक्साइड के बीच प्रतिक्रिया का उपयोग करके Cl को अलग करने की एक विधि का वर्णन करने में कामयाबी हासिल की। हालांकि, यह रसायनज्ञ यह नहीं समझ पाया कि इसके परिणामस्वरूप एक नया रासायनिक तत्व संश्लेषित किया जा रहा था।

व्यवहार में क्लोरीन निकालने का तरीका सीखने में वैज्ञानिकों को लगभग 40 साल लग गए। यह पहली बार 1811 में ब्रिटिश हम्फ्री डेवी द्वारा किया गया था। ऐसा करने में, उन्होंने अपने सैद्धांतिक पूर्ववर्तियों की तुलना में एक अलग प्रतिक्रिया का इस्तेमाल किया। डेवी ने इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा NaCl (ज्यादातर टेबल सॉल्ट के रूप में जाना जाता है) को तोड़ दिया।

परिणामी पदार्थ का अध्ययन करने के बाद, ब्रिटिश रसायनज्ञ ने महसूस किया कि यह मौलिक था। इस खोज के बाद, डेवी ने न केवल इसका नाम - क्लोरीन (क्लोरीन) रखा, बल्कि क्लोरीन को चिह्नित करने में भी सक्षम था, हालांकि यह बहुत ही आदिम था।

जोसेफ गे-लुसाक की बदौलत क्लोरीन क्लोरीन (क्लोर) में बदल गया और आज इस रूप में फ्रेंच, जर्मन, रूसी, बेलारूसी, यूक्रेनी, चेक, बल्गेरियाई और कुछ अन्य भाषाओं में मौजूद है। अंग्रेजी में आज तक, "क्लोरीन" नाम का उपयोग किया जाता है, और इतालवी और स्पेनिश में "क्लोरो"।

1826 में जेन्स बर्जेलियस द्वारा विचाराधीन तत्व का अधिक विस्तार से वर्णन किया गया था। यह वह था जो इसके परमाणु द्रव्यमान को निर्धारित करने में सक्षम था।

क्लोरीन क्या है (Cl)

इस रासायनिक तत्व की खोज के इतिहास पर विचार करने के बाद, इसके बारे में और जानने लायक है।

क्लोरीन नाम ग्रीक शब्द χλωρός ("हरा") से लिया गया था। यह इस पदार्थ के पीले-हरे रंग के कारण दिया गया था।

क्लोरीन अपने आप में एक डायटोमिक गैस Cl 2 के रूप में मौजूद है, लेकिन इस रूप में यह व्यावहारिक रूप से प्रकृति में नहीं होता है। अधिक बार यह विभिन्न यौगिकों में प्रकट होता है।

विशिष्ट छाया के अलावा, क्लोरीन में एक मीठी-तीखी गंध होती है। यह एक बहुत ही जहरीला पदार्थ है, इसलिए, यदि यह हवा में प्रवेश करता है और किसी व्यक्ति या जानवर द्वारा श्वास लिया जाता है, तो यह कुछ ही मिनटों में उनकी मृत्यु का कारण बन सकता है (सीएल की एकाग्रता के आधार पर)।

चूंकि क्लोरीन हवा से लगभग 2.5 गुना भारी है, यह हमेशा इसके नीचे यानी जमीन के पास ही रहेगा। इस कारण से, यदि आपको Cl की उपस्थिति पर संदेह है, तो आपको जितना संभव हो उतना ऊपर चढ़ना चाहिए, क्योंकि इस गैस की सांद्रता कम होगी।

इसके अलावा, कुछ अन्य विषाक्त पदार्थों के विपरीत, क्लोरीन युक्त पदार्थों का एक विशिष्ट रंग होता है, जो उन्हें नेत्रहीन रूप से पहचानने और उन पर कार्रवाई करने की अनुमति दे सकता है। अधिकांश मानक गैस मास्क श्वसन अंगों और श्लेष्मा झिल्ली को Cl क्षति से बचाने में मदद करते हैं। हालांकि, पूरी सुरक्षा के लिए, जहरीले पदार्थ के निष्प्रभावीकरण तक और अधिक गंभीर उपाय किए जाने चाहिए।

यह ध्यान देने योग्य है कि 1915 में जर्मनों द्वारा क्लोरीन को जहरीली गैस के रूप में इस्तेमाल करने के साथ ही रासायनिक हथियारों ने अपना इतिहास शुरू किया था। लगभग 200 टन पदार्थ के उपयोग के परिणामस्वरूप, कुछ ही मिनटों में 15 हजार लोगों को जहर दिया गया था। उनमें से एक तिहाई की लगभग तुरंत मृत्यु हो गई, एक तिहाई को स्थायी क्षति हुई, और केवल 5 हजार ही भागने में सफल रहे।

इतने खतरनाक पदार्थ पर अभी भी प्रतिबंध क्यों नहीं लगाया गया और सालाना लाखों टन खनन किया जाता है? यह सब इसके विशेष गुणों के बारे में है, और उन्हें समझने के लिए, यह क्लोरीन की विशेषताओं पर विचार करने योग्य है। ऐसा करने का सबसे आसान तरीका आवर्त सारणी है।

आवधिक प्रणाली में क्लोरीन की विशेषता

क्लोरीन हैलोजन के रूप में

अत्यधिक विषाक्तता और तीखी गंध (इस समूह के सभी प्रतिनिधियों की विशेषता) के अलावा, Cl पानी में अत्यधिक घुलनशील है। इसकी एक व्यावहारिक पुष्टि पूल के पानी में क्लोरीन युक्त डिटर्जेंट मिलाना है।

नम हवा के संपर्क में आने पर, विचाराधीन पदार्थ धूम्रपान करना शुरू कर देता है।

एक अधातु के रूप में Cl के गुण

क्लोरीन की रासायनिक विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, इसके गैर-धातु गुणों पर ध्यान देने योग्य है।

इसमें लगभग सभी धातुओं और अधातुओं के साथ यौगिक बनाने की क्षमता है। एक उदाहरण लोहे के परमाणुओं के साथ प्रतिक्रिया है: 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3।

प्रतिक्रियाओं को अंजाम देने के लिए अक्सर उत्प्रेरक का उपयोग करना आवश्यक होता है। यह भूमिका एच 2 ओ द्वारा निभाई जा सकती है।

अक्सर, Cl के साथ प्रतिक्रियाएं एंडोथर्मिक होती हैं (वे गर्मी को अवशोषित करती हैं)।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि क्रिस्टलीय रूप में (पाउडर के रूप में), क्लोरीन धातुओं के साथ तभी क्रिया करता है जब उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है।

अन्य अधातुओं (O 2, N, F, C और अक्रिय गैसों को छोड़कर) के साथ क्रिया करके Cl यौगिक बनाता है - क्लोराइड।

ओ 2 के साथ प्रतिक्रिया करते समय, ऑक्साइड बनते हैं जो बेहद अस्थिर होते हैं और क्षय के लिए प्रवण होते हैं। उनमें, Cl की ऑक्सीकरण अवस्था +1 से +7 तक प्रकट हो सकती है।

F के साथ परस्पर क्रिया करने पर फ्लुओराइड बनते हैं। उनके ऑक्सीकरण की डिग्री भिन्न हो सकती है।

क्लोरीन: भौतिक गुणों के संदर्भ में किसी पदार्थ की एक विशेषता

विचाराधीन तत्व में रासायनिक गुणों के अतिरिक्त भौतिक गुण भी होते हैं।

Cl . की समग्र अवस्था पर तापमान का प्रभाव

क्लोरीन तत्व की भौतिक विशेषताओं पर विचार करने के बाद, हम समझते हैं कि यह एकत्रीकरण के विभिन्न राज्यों में जाने में सक्षम है। यह सब तापमान शासन पर निर्भर करता है।

अपनी सामान्य अवस्था में, Cl एक अत्यधिक संक्षारक गैस है। हालांकि, वह आसानी से द्रवीभूत हो सकता है। यह तापमान और दबाव से प्रभावित होता है। उदाहरण के लिए, यदि यह 8 वायुमंडल के बराबर है, और तापमान +20 डिग्री सेल्सियस है, तो Cl 2 एक अम्लीय पीला तरल है। यह एकत्रीकरण की इस स्थिति को +143 डिग्री तक बनाए रखने में सक्षम है, अगर दबाव भी बढ़ता रहता है।

-32 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने पर, क्लोरीन की स्थिति दबाव पर निर्भर रहना बंद कर देती है, और यह तरल बनी रहती है।

किसी पदार्थ (ठोस अवस्था) का क्रिस्टलीकरण -101 डिग्री पर होता है।

जहां प्रकृति में मौजूद है Cl

क्लोरीन की सामान्य विशेषताओं पर विचार करने के बाद, यह पता लगाने योग्य है कि प्रकृति में ऐसा कठिन तत्व कहाँ पाया जा सकता है।

इसकी उच्च प्रतिक्रियाशीलता के कारण, यह लगभग कभी भी अपने शुद्ध रूप में नहीं पाया जाता है (इसलिए, इस तत्व के अध्ययन की शुरुआत में, वैज्ञानिकों को इसे संश्लेषित करने का तरीका सीखने में वर्षों लग गए)। आमतौर पर Cl विभिन्न खनिजों में यौगिकों में पाया जाता है: हैलाइट, सिल्विन, केनाइट, बिशोफाइट, आदि।

सबसे अधिक, यह समुद्र या समुद्र के पानी से निकाले गए लवणों में पाया जाता है।

शरीर पर प्रभाव

क्लोरीन की विशेषताओं पर विचार करते समय, यह पहले ही एक से अधिक बार कहा जा चुका है कि यह अत्यंत जहरीला है। इसी समय, पदार्थ के परमाणु न केवल खनिजों में, बल्कि पौधों से लेकर मनुष्यों तक लगभग सभी जीवों में निहित हैं।

अपने विशेष गुणों के कारण, Cl आयन दूसरों की तुलना में कोशिका झिल्ली में बेहतर प्रवेश करते हैं (इसलिए, मानव शरीर में सभी क्लोरीन का 80% से अधिक अंतरकोशिकीय स्थान में स्थित होता है)।

K के साथ, Cl जल-नमक संतुलन के नियमन के लिए जिम्मेदार है और परिणामस्वरूप, आसमाटिक समानता के लिए।

शरीर में इतनी महत्वपूर्ण भूमिका के बावजूद, शुद्ध Cl 2 सभी जीवित चीजों को मारता है - कोशिकाओं से लेकर पूरे जीवों तक। हालांकि, नियंत्रित खुराक में और अल्पकालिक जोखिम के साथ, इसमें नुकसान करने का समय नहीं होता है।

अंतिम कथन का एक ज्वलंत उदाहरण कोई भी पूल है। जैसा कि आप जानते हैं, ऐसे संस्थानों में पानी Cl से कीटाणुरहित होता है। उसी समय, यदि कोई व्यक्ति शायद ही कभी ऐसी संस्था (सप्ताह या महीने में एक बार) का दौरा करता है, तो यह संभावना नहीं है कि वह पानी में इस पदार्थ की उपस्थिति से पीड़ित होगा। हालांकि, ऐसे संस्थानों के कर्मचारी, विशेष रूप से जो लगभग पूरे दिन पानी में रहते हैं (बचावकर्ता, प्रशिक्षक) अक्सर त्वचा रोगों से पीड़ित होते हैं या उनकी प्रतिरक्षा प्रणाली कमजोर होती है।

इस सब के संबंध में, पूल में जाने के बाद, स्नान करना अनिवार्य है - त्वचा और बालों से संभावित क्लोरीन अवशेषों को धोने के लिए।

Cl . का मानव उपयोग

क्लोरीन की विशेषता को ध्यान में रखते हुए कि यह एक "मकर" तत्व है (जब अन्य पदार्थों के साथ बातचीत करने की बात आती है), यह जानना दिलचस्प होगा कि यह अक्सर उद्योग में उपयोग किया जाता है।

सबसे पहले, इसका उपयोग कई पदार्थों को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है।

Cl का उपयोग कुछ प्रकार के कीटनाशकों के निर्माण में भी किया जाता है, जो फसलों को कीटों से बचाने में मदद करता है।

इस पदार्थ की आवर्त सारणी के लगभग सभी तत्वों (एक गैर-धातु के रूप में क्लोरीन की एक विशेषता) के साथ बातचीत करने की क्षमता कुछ प्रकार की धातुओं (Ti, Ta और Nb), साथ ही साथ चूना और हाइड्रोक्लोरिक एसिड को निकालने में मदद करती है। मदद।

उपरोक्त सभी के अलावा, Cl का उपयोग औद्योगिक पदार्थों (पॉलीविनाइल क्लोराइड) और दवाओं (क्लोरहेक्सिडिन) के उत्पादन में किया जाता है।

गौरतलब है कि आज एक अधिक प्रभावी और सुरक्षित कीटाणुनाशक पाया गया है - ओजोन (ओ 3)। हालांकि, इसका उत्पादन क्लोरीन की तुलना में अधिक महंगा है, और यह गैस क्लोरीन से भी अधिक अस्थिर है (6-7 पी में भौतिक गुणों का संक्षिप्त विवरण)। इसलिए, कुछ क्लोरीनीकरण के बजाय ओजोनेशन का उपयोग करने का जोखिम उठा सकते हैं।

क्लोरीन का उत्पादन कैसे होता है?

आज, इस पदार्थ के संश्लेषण के लिए कई विधियों को जाना जाता है। वे सभी दो श्रेणियों में आते हैं:

• रासायनिक।
• विद्युत रासायनिक।

पहले मामले में, Cl एक रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है। हालांकि, व्यवहार में वे बहुत महंगे और अक्षम हैं।

इसलिए, उद्योग में विद्युत रासायनिक विधियों (इलेक्ट्रोलिसिस) को प्राथमिकता दी जाती है। उनमें से तीन हैं: डायाफ्राम, झिल्ली और पारा इलेक्ट्रोलिसिस।