ქლორი პირველად 1772 წელს მიიღო შილემ, რომელმაც აღწერა მისი გამოყოფა პიროლიზიტის მარილმჟავასთან ურთიერთქმედების დროს პიროლუზიტის შესახებ თავის ტრაქტატში: 4HCl + MnO 2 = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O.
შელემ აღნიშნა ქლორის სუნი, რომელიც მსგავსია აკვა რეგიას სუნით, ოქროსთან და ცინაბართან ურთიერთქმედების უნარს, ასევე მათეთრებელ თვისებებს. თუმცა, შილემ, ფლოგისტონის თეორიის შესაბამისად, რომელიც იმ დროს დომინირებდა ქიმიაში, ვარაუდობდა, რომ ქლორი არის დეფლოგისტირებული მარილმჟავა, ანუ მარილმჟავას ოქსიდი.
ბერტოლეტმა და ლავუაზიემ ვარაუდობდნენ, რომ ქლორი არის მურიუმის ელემენტის ოქსიდი, მაგრამ მისი იზოლირების მცდელობები წარუმატებელი დარჩა, სანამ დეივის მუშაობამ მოახერხა სუფრის მარილის დაშლა ელექტროლიზით ნატრიუმად და ქლორად.
ელემენტის სახელწოდება მომდინარეობს ბერძნულიდან clwroz- "მწვანე".
ბუნებაში ყოფნა, მიღება:
ბუნებრივი ქლორი არის ორი იზოტოპის 35 Cl და 37 Cl ნაზავი. ქლორი არის ყველაზე უხვი ჰალოგენი დედამიწის ქერქში. ვინაიდან ქლორი ძალიან აქტიურია, ბუნებაში ის გვხვდება მხოლოდ მინერალების შემადგენლობაში შემავალი ნაერთების სახით: ჰალიტი NaCl, სილვინი KCl, სილვინიტი KCl NaCl, ბიშოფიტი MgCl 2 6H 2 O, კარნალიტი KCl MgCl 2 6H 2 O, კაინიტი KCl. 4 3H 2 O. ქლორის უდიდეს მარაგს შეიცავს ზღვებისა და ოკეანეების წყლების მარილებში.
სამრეწველო მასშტაბით, ქლორი იწარმოება ნატრიუმის ჰიდროქსიდთან და წყალბადთან ერთად ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის ელექტროლიზით:
2NaCl + 2H 2 O => H 2 + Cl 2 + 2NaOH
ქლორის აღსადგენად წყალბადის ქლორიდიდან, რომელიც არის ორგანული ნაერთების სამრეწველო ქლორირების გვერდითი პროდუქტი, გამოიყენება Deacon პროცესი (წყალბადის ქლორიდის კატალიზური დაჟანგვა ატმოსფერული ჟანგბადით):
4HCl + O 2 \u003d 2H 2 O + 2Cl 2
ლაბორატორიები ჩვეულებრივ იყენებენ პროცესებს, რომლებიც დაფუძნებულია წყალბადის ქლორიდის დაჟანგვაზე ძლიერი ჟანგვითი აგენტებით (მაგალითად, მანგანუმის (IV) ოქსიდი, კალიუმის პერმანგანატი, კალიუმის დიქრომატი):
2KMnO 4 + 16HCl \u003d 5Cl 2 + 2MnCl 2 + 2KCl + 8H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O
ფიზიკური თვისებები:
ნორმალურ პირობებში ქლორი არის მოყვითალო-მწვანე გაზი მახრჩობელა სუნით. ქლორი შესამჩნევად ხსნადია წყალში („ქლორიანი წყალი“). 20°C ტემპერატურაზე 2,3 ტომი ქლორი იხსნება ერთ მოცულობით წყალში. დუღილის წერტილი = -34°C; დნობის წერტილი = -101°C, სიმკვრივე (გაზი, N.O.) = 3,214 გ/ლ.
ქიმიური თვისებები:
ქლორი ძალიან აქტიურია - ის უშუალოდ ერწყმის პერიოდული სისტემის თითქმის ყველა ელემენტს, ლითონებსა და არამეტალებს (გარდა ნახშირბადის, აზოტის, ჟანგბადისა და ინერტული აირებისა). ქლორი არის ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტი, ის ანაცვლებს ნაკლებად აქტიურ არამეტალებს (ბრომი, იოდი) მათი ნაერთებიდან წყალბადთან და ლითონებთან:
Cl 2 + 2HBr = Br 2 + 2HCl; Cl 2 + 2NaI \u003d I 2 + 2NaCl
წყალში ან ტუტეში გახსნისას ქლორი იშლება, წარმოქმნის ჰიპოქლორულ (და გაცხელებისას - პერქლორიან) და მარილმჟავებს ან მათ მარილებს.
Cl 2 + H 2 O HClO + HCl;
ქლორი ურთიერთქმედებს ბევრ ორგანულ ნაერთთან, შედის ჩანაცვლების ან დამატების რეაქციებში:
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
ქლორს აქვს შვიდი დაჟანგვის მდგომარეობა: -1, 0, +1, +3, +4, +5, +7.
ყველაზე მნიშვნელოვანი კავშირები:
წყალბადის ქლორიდი HCl- უფერო გაზი, რომელიც ეწევა ჰაერში წყლის ორთქლით ნისლის წვეთების წარმოქმნის გამო. მას აქვს ძლიერი სუნი და ძლიერ აღიზიანებს სასუნთქ გზებს. შეიცავს ვულკანურ გაზებსა და წყლებს, კუჭის წვენში. ქიმიური თვისებები დამოკიდებულია მდგომარეობაზე, რომელშიც ის მდებარეობს (შეიძლება იყოს აირად, თხევად ან ხსნარში). HCl ხსნარი ე.წ ჰიდროქლორინის (ჰიდროქლორინის) მჟავა. ეს არის ძლიერი მჟავა, რომელიც ანაცვლებს სუსტ მჟავებს მათი მარილებისგან. მარილები - ქლორიდები- მყარი კრისტალური ნივთიერებები მაღალი დნობის წერტილებით.
კოვალენტური ქლორიდები- ქლორის ნაერთები არალითონებთან, აირებთან, სითხეებთან ან დამახასიათებელი მჟავე თვისებების მქონე დნობად მყარ ნივთიერებებთან, როგორც წესი, ადვილად ჰიდროლიზდება წყლის მიერ მარილმჟავას წარმოქმნით:
PCl 5 + 4H 2 O = H 3 PO 4 + 5HCl;
ქლორის(I) ოქსიდი Cl 2 O., მოყავისფრო-მოყვითალო გაზი მძაფრი სუნით. გავლენას ახდენს სასუნთქ ორგანოებზე. ადვილად ხსნადი წყალში, წარმოქმნის ჰიპოქლორმჟავას.
ჰიპოქლორის მჟავა HClO. არსებობს მხოლოდ ხსნარებში. ეს არის სუსტი და არასტაბილური მჟავა. ადვილად იშლება მარილმჟავად და ჟანგბადად. ძლიერი ოქსიდიზატორი. წარმოიქმნება წყალში ქლორის გახსნისას. მარილები - ჰიპოქლორიტები, არასტაბილური (NaClO*H 2 O იშლება აფეთქებით 70 °C ტემპერატურაზე), ძლიერი ოქსიდიზატორები. ფართოდ გამოიყენება გაუფერულებისა და დეზინფექციისთვის მათეთრებელი ფხვნილი, შერეული მარილი Ca(Cl)OCl
ქლორის მჟავა HClO 2თავისუფალ ფორმაში არასტაბილურია, განზავებულ წყალხსნარშიც კი სწრაფად იშლება. საშუალო სიძლიერის მჟავა, მარილები - ქლორიტებიძირითადად უფერო და წყალში ხსნადია. ჰიპოქლორიტებისგან განსხვავებით, ქლორიტები გამოხატულ ჟანგვის თვისებებს ავლენენ მხოლოდ მჟავე გარემოში. ნატრიუმის ქლორიტს NaClO 2 აქვს ყველაზე დიდი გამოყენება (ქსოვილებისა და ქაღალდის რბილობის გასათეთრებლად).
ქლორის(IV) ოქსიდი ClO2, - მომწვანო-მოყვითალო გაზი უსიამოვნო (მძაფრი) სუნით, ...
ქლორის მჟავა, HClO 3 - თავისუფალ ფორმაში არასტაბილურია: არაპროპორციულია ClO 2 და HClO 4 . მარილები - ქლორატები; მათგან ყველაზე მნიშვნელოვანია ნატრიუმის, კალიუმის, კალციუმის და მაგნიუმის ქლორატები. ეს არის ძლიერი ჟანგვის აგენტები, ფეთქებადი, როდესაც შერეულია შემცირების აგენტებთან. კალიუმის ქლორატი ( ბერტოლეტის მარილი) - KClO 3, გამოიყენებოდა ჟანგბადის წარმოებისთვის ლაბორატორიაში, მაგრამ მაღალი საფრთხის გამო აღარ გამოიყენებოდა. კალიუმის ქლორატის ხსნარებს იყენებდნენ, როგორც სუსტ ანტისეპტიკურ, გარეგნულ წამალს გარგარისთვის.
პერქლორინის მჟავა HClO 4წყალხსნარებში პერქლორის მჟავა ყველაზე სტაბილურია ყველა ჟანგბადის შემცველ ქლორის მჟავებს შორის. უწყლო პერქლორინის მჟავა, რომელიც მიიღება კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასთან ერთად 72% HClO 4-დან, არ არის ძალიან სტაბილური. ეს არის ყველაზე ძლიერი მონობაზის მჟავა (წყალხსნარში). მარილები - პერქლორატები, გამოიყენება როგორც ოქსიდიზატორები (მყარი რაკეტების ძრავები).
განაცხადი:
ქლორი გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიაში, მეცნიერებაში და შიდა საჭიროებებში:
- პოლივინილ ქლორიდის, პლასტმასის ნაერთების, სინთეზური რეზინის წარმოებაში;
- ქსოვილისა და ქაღალდის გასათეთრებლად;
- ქლორორგანული ინსექტიციდების წარმოება - ნივთიერებები, რომლებიც კლავს კულტურებისთვის მავნე მწერებს, მაგრამ უსაფრთხოა მცენარეებისთვის;
- წყლის დეზინფექციისთვის - "ქლორირება";
- რეგისტრირებულია კვების მრეწველობაში, როგორც საკვები დანამატი E925;
- მარილმჟავას, გაუფერულების, ბერტოლეს მარილის, ლითონის ქლორიდების, შხამების, მედიკამენტების, სასუქების ქიმიურ წარმოებაში;
- მეტალურგიაში სუფთა ლითონების: ტიტანის, კალის, ტანტალის, ნიობიუმის წარმოებისთვის.
ბიოლოგიური როლი და ტოქსიკურობა:
ქლორი არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიოგენური ელემენტი და არის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის ნაწილი. ცხოველებსა და ადამიანებში ქლორიდის იონები მონაწილეობენ ოსმოსური ბალანსის შენარჩუნებაში, ქლორიდის იონს აქვს ოპტიმალური რადიუსი უჯრედის მემბრანაში შეღწევისთვის. ქლორის იონები სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია მცენარეებისთვის, მონაწილეობენ მცენარეებში ენერგიის მეტაბოლიზმში, ააქტიურებენ ჟანგვითი ფოსფორილირებას.
ქლორი მარტივი ნივთიერების სახით მომწამვლელია, ფილტვებში მოხვედრის შემთხვევაში იწვევს ფილტვის ქსოვილის დამწვრობას, ასფიქსიას. მას აქვს გამაღიზიანებელი მოქმედება სასუნთქ გზებზე ჰაერში დაახლოებით 0,006 მგ/ლ კონცენტრაციით (ანუ ორჯერ მეტი ქლორის სუნის ზღურბლზე). ქლორი იყო ერთ-ერთი პირველი ქიმიური საბრძოლო აგენტი, რომელიც გერმანიამ გამოიყენა პირველ მსოფლიო ომში.
კოროტკოვა იუ., შვეცოვა ი.
KhF ტიუმენის სახელმწიფო უნივერსიტეტი, 571 ჯგუფი.
წყაროები: ვიკიპედია: http://ru.wikipedia.org/wiki/Cl და სხვა,
RCTU ვებსაიტზე დ.ი.მენდელეევი:
ინსტრუქცია
იმისათვის, რომ გაუმკლავდეთ ამოცანას, აუცილებელია გამოიყენოთ ფორმულები ფარდობითი სიმკვრივის შესახებ:
პირველი, იპოვეთ ამიაკის ფარდობითი მოლეკულური წონა, რომელიც შეიძლება გამოითვალოს ცხრილიდან D.I. მენდელეევი.
Ar (N) = 14, Ar (H) = 3 x 1 = 3, აქედან გამომდინარე
Mr(NH3) = 14 + 3 = 17
მიღებული მონაცემები ჩაანაცვლეთ ჰაერით ფარდობითი სიმკვრივის განსაზღვრის ფორმულაში:
D (ჰაერი) = ბატონი (ამიაკი) / ბატონი (ჰაერი);
D (ჰაერი) = ბატონი (ამიაკი) / 29;
D (ჰაერი) = 17/ 29 = 0.59.
მაგალითი No2. გამოთვალეთ ამიაკის ფარდობითი სიმკვრივე წყალბადთან მიმართებაში.
წყალბადის ფარდობითი სიმკვრივის დასადგენად ჩაანაცვლეთ მონაცემები ფორმულაში:
D (წყალბადი) = ბატონი (ამიაკი) / ბატონი (წყალბადი);
D (წყალბადი) = ბატონი (ამიაკი) / 2;
D (წყალბადი) = 17/ 2 = 8,5.
წყალბადი (ლათინური "Hydrogenium" - "წყლის წარმომქმნელი") არის პერიოდული ცხრილის პირველი ელემენტი. იგი ფართოდ არის გავრცელებული, არსებობს სამი იზოტოპის სახით - პროტიუმი, დეიტერიუმი და ტრიტიუმი. წყალბადი არის ღია უფერო აირი (14,5-ჯერ მსუბუქია ვიდრე ჰაერი). ჰაერთან და ჟანგბადთან შერევისას ის ძალზე ფეთქებადია. იგი გამოიყენება ქიმიურ, კვების მრეწველობაში და ასევე სარაკეტო საწვავად. მიმდინარეობს კვლევა გამოყენების შესაძლებლობის შესახებ წყალბადისროგორც საწვავი მანქანის ძრავებისთვის. სიმკვრივე წყალბადის(როგორც ნებისმიერი სხვა გაზი) შეიძლება განისაზღვროს მრავალი გზით.
ინსტრუქცია
პირველი, სიმკვრივის უნივერსალური განმარტების საფუძველზე - ნივთიერების რაოდენობა მოცულობის ერთეულზე. იმ შემთხვევაში, თუ ის იმყოფება დალუქულ ჭურჭელში, გაზის სიმკვრივე განისაზღვრება ელემენტარულად, ფორმულის მიხედვით (M1 - M2) / V, სადაც M1 არის გაზთან დაკავშირებული ჭურჭლის მთლიანი მასა, M2 არის მასა. ცარიელი ჭურჭელი და V არის ჭურჭლის შიდა მოცულობა.
თუ გსურთ სიმკვრივის განსაზღვრა წყალბადის, რომელსაც აქვს ისეთი საწყისი მონაცემები, როგორიცაა , აქ იდეალური გაზის მდგომარეობის უნივერსალური განტოლება გამოდგება, ან მენდელეევ-კლაპეირონის განტოლება: PV = (mRT)/M.
P - გაზის წნევა
V არის მისი მოცულობა
R არის უნივერსალური გაზის მუდმივი
T არის გაზის ტემპერატურა კელვინში
M არის გაზის მოლური მასა
m არის გაზის რეალური მასა.
იდეალურ გაზად ითვლება ისეთი მათემატიკური აირი, რომელშიც მოლეკულების პოტენციური ენერგია მათ კინეტიკურ ენერგიასთან შედარებით შეიძლება უგულებელყო. იდეალურ გაზის მოდელში მოლეკულებს შორის არ არსებობს მიმზიდველი ან მომგერიებელი ძალები და ნაწილაკების შეჯახება სხვა ნაწილაკებთან ან ჭურჭლის კედლებთან აბსოლუტურად ელასტიურია.
რა თქმა უნდა, არც წყალბადი და არც სხვა გაზი არ არის იდეალური, მაგრამ ეს მოდელი იძლევა გამოთვლების საშუალებას საკმარისად მაღალი სიზუსტით ატმოსფერულ წნევასთან და ოთახის ტემპერატურასთან ახლოს. მაგალითად, მოცემულია დავალება: იპოვნეთ სიმკვრივე წყალბადის 6 ზეწოლაზე და 20 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე.
პირველი, გადააკეთეთ ყველა საწყისი მნიშვნელობა SI სისტემაში (6 ატმოსფერო \u003d 607950 Pa, 20 გრადუსი C \u003d 293 გრადუსი K). შემდეგ ჩაწერეთ მენდელეევ-კლაპეირონის განტოლება PV = (mRT)/M. გადააკეთეთ ის: P = (mRT)/MV. ვინაიდან m/V არის სიმკვრივე (ნივთიერების მასის თანაფარდობა მის მოცულობასთან), თქვენ მიიღებთ: სიმკვრივეს წყალბადის= PM/RT და ჩვენ გვაქვს ყველა საჭირო მონაცემი ამოხსნისთვის. თქვენ იცით წნევა (607950), ტემპერატურა (293), უნივერსალური აირის მუდმივი (8.31), მოლური მასა წყალბადის (0,002).
ამ მონაცემების ფორმულაში ჩანაცვლებით, თქვენ მიიღებთ: სიმკვრივეს წყალბადისმოცემულ პირობებში წნევა და ტემპერატურა არის 0,499 კგ/კუბურ მეტრზე, ანუ დაახლოებით 0,5.
წყაროები:
- როგორ მოვძებნოთ წყალბადის სიმკვრივე
სიმკვრივე- ეს არის ნივთიერების ერთ-ერთი მახასიათებელი, იგივე მასა, მოცულობა, ტემპერატურა, ფართობი. ის უდრის მასისა და მოცულობის თანაფარდობას. მთავარი ამოცანაა ვისწავლოთ როგორ გამოვთვალოთ ეს მნიშვნელობა და ვიცოდეთ რაზეა დამოკიდებული.
ინსტრუქცია
სიმკვრივეარის მასის შეფარდება ნივთიერების მოცულობასთან. თუ გსურთ ნივთიერების სიმკვრივის დადგენა და იცით მისი მასა და მოცულობა, სიმკვრივის პოვნა არ გაგიჭირდებათ. ამ შემთხვევაში სიმკვრივის პოვნის ყველაზე მარტივი გზაა p = m/V. SI სისტემაში არის კგ/მ^3. თუმცა, ეს ორი მნიშვნელობა ყოველთვის არ არის მოცემული, ასე რომ თქვენ უნდა იცოდეთ რამდენიმე გზა, რომლითაც შეგიძლიათ გამოთვალოთ სიმკვრივე.
სიმკვრივეაქვს სხვადასხვა მნიშვნელობა ნივთიერების ტიპის მიხედვით. გარდა ამისა, სიმკვრივე იცვლება მარილიანობის და ტემპერატურის მიხედვით. ტემპერატურის კლებასთან ერთად სიმკვრივე მატულობს და მარილიანობის ხარისხის კლებასთან ერთად მცირდება სიმკვრივეც. მაგალითად, წითელი ზღვის სიმკვრივე კვლავ მაღალია, ხოლო ბალტიის ზღვაში უკვე ნაკლებია. ყველას შეგიმჩნევიათ, რომ თუ წყალს დაუმატებთ, ის ცურავს. ეს ყველაფერი განპირობებულია იმით, რომ მას წყალზე ნაკლები სიმკვრივე აქვს. ლითონები და ქვის ნივთიერებები, პირიქით, იძირება, რადგან მათი სიმკვრივე უფრო მაღალია. სხეულების სიმკვრივის მიხედვით წარმოიქმნა მათი ცურვა.
მცურავი სხეულების თეორიის წყალობით, რომლის საშუალებითაც შეგიძლიათ იპოვოთ სხეულის სიმკვრივე, წყალი, მთელი სხეულის მოცულობა და მისი ჩაძირული ნაწილის მოცულობა. ეს ფორმულა ასე გამოიყურება: Vimmersed. ნაწილები / V სხეული \u003d p სხეული / p სითხე. აქედან გამომდინარეობს, რომ სხეულის სიმკვრივის აღმოჩენა შესაძლებელია შემდეგნაირად: p სხეული \u003d V ჩაძირული. ნაწილები * p თხევადი / V სხეული. ეს პირობა დაკმაყოფილებულია ცხრილის მონაცემებით და მითითებული მოცულობებით V ჩაძირული. ნაწილები და V სხეული.
Მსგავსი ვიდეოები
რჩევა 4: როგორ გამოვთვალოთ ნივთიერების ფარდობითი მოლეკულური წონა
ფარდობითი მოლეკულური წონა არის განზომილებიანი მნიშვნელობა, რომელიც გვიჩვენებს, რამდენჯერ აღემატება მოლეკულის მასა ნახშირბადის ატომის მასის 1/12-ს. შესაბამისად, ნახშირბადის ატომის მასა 12 ერთეულია. თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ ქიმიური ნაერთის ფარდობითი მოლეკულური წონა იმ ატომების მასების დამატებით, რომლებიც ქმნიან ნივთიერების მოლეკულას.
დაგჭირდებათ
- - კალამი;
- - შენიშვნის ქაღალდი;
- - კალკულატორი;
- - პერიოდული ცხრილი.
ინსტრუქცია
პერიოდულ სისტემაში იპოვეთ ამ მოლეკულის შემადგენელი ელემენტების უჯრედები. ფარდობითი ატომური მასების (Ar) მნიშვნელობები თითოეული ნივთიერებისთვის მითითებულია უჯრედის ქვედა მარცხენა კუთხეში. გადაწერეთ ისინი დამრგვალებული უახლოეს მთელ რიცხვამდე: Ar(H) - 1; Ar(P) - 31; Ar(O) - 16.
განსაზღვრეთ ნაერთის ფარდობითი მოლეკულური წონა (Mr). ამისათვის გაამრავლეთ თითოეული ელემენტის ატომური მასა ატომების რაოდენობაზე. შემდეგ დაამატეთ მიღებული მნიშვნელობები. ფოსფორის მჟავისთვის: Mr(n3po4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98.
ფარდობითი მოლეკულური წონა რიცხობრივად იგივეა, რაც ნივთიერების მოლური მასა. ზოგიერთი დავალება იყენებს ამ ბმულს. მაგალითი: გაზს 200 K ტემპერატურაზე და 0,2 მპა წნევაზე აქვს 5,3 კგ/მ3 სიმკვრივე. განსაზღვრეთ მისი ფარდობითი მოლეკულური წონა.
გამოიყენეთ მენდელეევ-კლაიპერონის განტოლება იდეალური გაზისთვის: PV = mRT/M, სადაც V არის გაზის მოცულობა, m3; m არის გაზის მოცემული მოცულობის მასა, კგ; M არის გაზის მოლური მასა, კგ/მოლი; R არის უნივერსალური გაზის მუდმივი. R=8.314472 მ2კგ s-2 K-1 მოლ-1; T – გაზი, K; P - აბსოლუტური წნევა, Pa. გამოხატეთ მოლური მასა ამ მიმართებიდან: М = mRT/(PV).
მოგეხსენებათ, სიმკვრივე: p = m/V, კგ/მ3. ჩაანაცვლეთ იგი გამონათქვამში: M = pRT / P. განსაზღვრეთ გაზის მოლური მასა: M \u003d 5,3 * 8,31 * 200 / (2 * 10 ^ 5) \u003d 0,044 კგ / მოლი. გაზის ფარდობითი მოლეკულური წონა: Mr = 44. თქვენ შეგიძლიათ გამოიცნოთ, რომ ეს არის ნახშირორჟანგი: Mr(CO2) = 12 + 16*2 = 44.
წყაროები:
- გამოთვალეთ ფარდობითი მოლეკულური წონა
ქიმიურ ლაბორატორიებში და სახლში ქიმიური ექსპერიმენტების ჩატარებისას ხშირად საჭიროა ნივთიერების ფარდობითი სიმკვრივის დადგენა. ფარდობითი სიმკვრივე არის კონკრეტული ნივთიერების სიმკვრივის შეფარდება სხვა ნივთიერების სიმკვრივესთან გარკვეულ პირობებში, ან საცნობარო ნივთიერების სიმკვრივესთან, რომელიც აღებულია როგორც გამოხდილი წყალი. ფარდობითი სიმკვრივე გამოიხატება როგორც აბსტრაქტული რიცხვი.
დაგჭირდებათ
- - ცხრილები და დირექტორიები;
- - ჰიდრომეტრი, პიკნომეტრი ან სპეციალური სასწორი.
ინსტრუქცია
ნივთიერებების ფარდობითი სიმკვრივე გამოხდილი წყლის სიმკვრივესთან მიმართებაში განისაზღვრება ფორმულით: d=p/p0, სადაც d არის სასურველი ფარდობითი სიმკვრივე, p არის საცდელი ნივთიერების სიმკვრივე, p0 არის საცნობარო ნივთიერების სიმკვრივე. . ბოლო პარამეტრი არის ცხრილი და საკმაოდ ზუსტად არის განსაზღვრული: 20 ° C ტემპერატურაზე წყალს აქვს 998,203 კგ / მ3 სიმკვრივე, ხოლო მაქსიმალურ სიმკვრივეს აღწევს 4 ° C - 999,973 კგ / მ3. გამოთვლებამდე არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ p და p0 უნდა იყოს გამოხატული იმავე ერთეულებში.
გარდა ამისა, ნივთიერების ფარდობითი სიმკვრივე შეიძლება მოიძებნოს ფიზიკურ და ქიმიურ საცნობარო წიგნებში. ფარდობითი სიმკვრივის რიცხვითი მნიშვნელობა ყოველთვის უდრის ერთი და იგივე ნივთიერების ფარდობით სპეციფიკურ წონას ერთსა და იმავე პირობებში. დასკვნა: გამოიყენეთ ფარდობითი სპეციფიკური სიმძიმის ცხრილები ისევე, როგორც ეს ფარდობითი სიმკვრივის ცხრილები იყოს.
ფარდობითი სიმკვრივის განსაზღვრისას ყოველთვის მხედველობაში მიიღება საცდელი და საცნობარო ნივთიერებების ტემპერატურა. ფაქტია, რომ ნივთიერებების სიმკვრივე მცირდება და იზრდება გაგრილებასთან ერთად. თუ საცდელი ნივთიერების ტემპერატურა განსხვავდება მითითებისგან, გააკეთეთ შესწორება. გამოთვალეთ იგი, როგორც ფარდობითი სიმკვრივის საშუალო ცვლილება 1°C-ზე. მოძებნეთ საჭირო მონაცემები ტემპერატურის კორექტირების ნომოგრამებზე.
პრაქტიკაში სითხეების ფარდობითი სიმკვრივის სწრაფად გამოსათვლელად გამოიყენეთ ჰიდრომეტრი. ფარდობითი და მშრალი ნივთიერების გასაზომად გამოიყენეთ პიკნომეტრები და სპეციალური სასწორები. კლასიკური ჰიდრომეტრი არის მინის მილი, რომელიც ფართოვდება ბოლოში. მილის ქვედა ბოლოს არის რეზერვუარი ან სპეციალური ნივთიერება. მილის ზედა ნაწილი მონიშნულია განყოფილებებით, რომლებიც აჩვენებს საცდელი ნივთიერების ფარდობითი სიმკვრივის რიცხვით მნიშვნელობას. ბევრი ჰიდრომეტრი დამატებით აღჭურვილია თერმომეტრებით საცდელი ნივთიერების ტემპერატურის გასაზომად.
ავოგადროს კანონი
აირისებრი ნივთიერების მოლეკულების მანძილი ერთმანეთისგან დამოკიდებულია გარე პირობებზე: წნევაზე და ტემპერატურაზე. იმავე გარე პირობებში, სხვადასხვა გაზების მოლეკულებს შორის ხარვეზები ერთნაირია. 1811 წელს აღმოჩენილი ავოგადროს კანონი ამბობს, რომ სხვადასხვა გაზების თანაბარი მოცულობა ერთი და იგივე გარე პირობებში (ტემპერატურა და წნევა) შეიცავს მოლეკულების ერთსა და იმავე რაოდენობას. იმათ. თუ V1=V2, T1=T2 და P1=P2, მაშინ N1=N2, სადაც V არის მოცულობა, T არის ტემპერატურა, P არის წნევა, N არის გაზის მოლეკულების რაოდენობა (ინდექსი "1" ერთი გაზისთვის, "2" სხვისთვის).
ავოგადროს კანონის პირველი დასკვნა, მოლური მოცულობა
ავოგადროს კანონის პირველ დასკვნაში ნათქვამია, რომ ნებისმიერი აირის მოლეკულების ერთი და იგივე რაოდენობა ერთსა და იმავე პირობებში იკავებს ერთსა და იმავე მოცულობას: V1=V2 N1=N2, T1=T2 და P1=P2. ნებისმიერი გაზის ერთი მოლის მოცულობა (მოლური მოცულობა) არის მუდმივი მნიშვნელობა. შეგახსენებთ, რომ 1 მოლი შეიცავს ნაწილაკების ავოგადრიულ რაოდენობას - 6,02x10^23 მოლეკულას.
ამრიგად, გაზის მოლური მოცულობა დამოკიდებულია მხოლოდ წნევასა და ტემპერატურაზე. ჩვეულებრივ, გაზები განიხილება ნორმალურ წნევაზე და ნორმალურ ტემპერატურაზე: 273 K (0 გრადუსი ცელსიუსი) და 1 ატმ (760 მმ Hg, 101325 Pa). ასეთ ნორმალურ პირობებში, რომელიც აღინიშნება "n.o.", ნებისმიერი გაზის მოლური მოცულობა არის 22,4 ლ / მოლ. ამ მნიშვნელობის ცოდნით, შესაძლებელია გამოვთვალოთ ნებისმიერი მოცემული მასის და გაზის ნებისმიერი მოცემული რაოდენობა.
ავოგადროს კანონის მეორე შედეგი, აირების ფარდობითი სიმკვრივე
აირების ფარდობითი სიმკვრივის გამოსათვლელად გამოიყენება ავოგადროს კანონის მეორე შედეგი. განმარტებით, ნივთიერების სიმკვრივე არის მისი მასის შეფარდება მოცულობასთან: ρ=m/V. ნივთიერების 1 მოლისთვის მასა უდრის M მოლურ მასას, ხოლო მოცულობა ტოლია მოლური მოცულობის V(M). აქედან გამომდინარე, გაზის სიმკვრივეა ρ=M(გაზი)/V(M).
იყოს ორი აირი - X და Y. მათი სიმკვრივე და მოლური მასები - ρ(X), ρ(Y), M(X), M(Y), ურთიერთდაკავშირებული მიმართებებით: ρ(X)=M(X) / V(M), ρ(Y)=M(Y)/V(M). X გაზის ფარდობითი სიმკვრივე გაზზე Y, რომელიც აღინიშნება როგორც Dy(X), არის ამ აირების სიმკვრივის თანაფარდობა ρ(X)/ρ(Y): Dy(X)=ρ(X)/ρ(Y) =M(X)xV(M)/V(M)xM(Y)=M(X)/M(Y). მოლური მოცულობები მცირდება და აქედან შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ X აირის ფარდობითი სიმკვრივე გაზზე Y უდრის მათი მოლური ან ფარდობითი მოლეკულური მასების თანაფარდობას (ისინი რიცხობრივად ტოლია).
აირების სიმკვრივე ხშირად განისაზღვრება წყალბადთან მიმართებაში, ყველაზე მსუბუქი ყველა გაზიდან, რომლის მოლური მასა არის 2 გ/მოლ. იმათ. თუ პრობლემა ამბობს, რომ უცნობ გაზს X აქვს წყალბადის სიმკვრივე, ვთქვათ, 15 (შეფარდებითი სიმკვრივე არის განზომილებიანი სიდიდე!), მაშინ მისი მოლური მასის პოვნა არ არის რთული: M(X)=15xM(H2)=15x2=30. გ/მოლ. ხშირად ასევე მითითებულია გაზის ფარდობითი სიმკვრივე ჰაერთან შედარებით. აქ თქვენ უნდა იცოდეთ, რომ ჰაერის საშუალო ფარდობითი მოლეკულური წონა არის 29 და თქვენ უკვე უნდა გაამრავლოთ არა 2-ზე, არამედ 29-ზე.
განმარტება
უფასო ქლორიარის ყვითელ-მწვანე გაზი, რომელიც შედგება დიატომური მოლეკულებისგან.
ჩვეულებრივი წნევის ქვეშ ის თხევადდება (-34 o C) და მყარდება (-101 o C-ზე). ერთი მოცულობის წყალი ხსნის დაახლოებით ორ მოცულობას ქლორს. მიღებულ მოყვითალო ხსნარს ხშირად უწოდებენ "ქლორის წყალს".
ქლორს აქვს ძლიერი სუნი. ინჰალაცია იწვევს სასუნთქი გზების ანთებას. ქლორით მწვავე მოწამვლისას პირველადი დახმარების სახით გამოიყენება ალკოჰოლისა და ეთერის ნარევის ორთქლის ინჰალაცია.
ქლორის კრიტიკული ტემპერატურაა 144 o C, კრიტიკული წნევა 76 ატმ. დუღილის დროს თხევად ქლორს აქვს 1,6 გ/სმ 3 სიმკვრივე და მისი აორთქლების სითბო არის 4,9 კკალ/მოლი. მყარ ქლორს აქვს სიმკვრივე 2.0 გ/სმ 3 და შერწყმის სითბო 165 კკალ/მოლი. მისი კრისტალები წარმოიქმნება Cl 2 ცალკეული მოლეკულებით (რომელთა შორის უმოკლესი მანძილია 3,34 ა).
Cl-Cl ბმას ახასიათებს ბირთვული მანძილი 1,98 A და ძალის მუდმივი 3,2. მოლეკულური ქლორის თერმული დისოციაცია განტოლების მიხედვით
Cl 2 + 58 კკალ = 2Cl
შესამჩნევი ხდება დაახლოებით 1000 o C-დან.
ქლორის გავრცელება ბუნებაში
ბუნებაში გავრცელების თვალსაზრისით, ქლორი ახლოსაა ფტორთან - მას შეადგენს დედამიწის ქერქის ატომების საერთო რაოდენობის 0,02%. ადამიანის ორგანიზმი შეიცავს 0,25% ქლორს.
დედამიწის ზედაპირზე ქლორის პირველადი ფორმა შეესაბამება მის უკიდურეს დისპერსიას. წყლის მუშაობის შედეგად, რომელიც მრავალი მილიონი წლის განმავლობაში ანადგურებდა ქანებს და რეცხავდა მათგან ყველა ხსნად შემადგენელს, ქლორის ნაერთები დაგროვდა ზღვებში. ამ უკანასკნელის გაშრობამ გამოიწვია დედამიწის მრავალ ადგილას NaCl-ის მძლავრი საბადოების წარმოქმნა, რომელიც ემსახურება ყველა ქლორის ნაერთების წარმოების საკვებს.
ქლორის ქიმიური თვისებებისა და სიმკვრივის მოკლე აღწერა
ქლორის ქიმიური აქტივობის არსი ვლინდება მისი ატომის მიერ ელექტრონების მიმაგრების უნარში და უარყოფითად დამუხტულ იონად გადაქცევაში.
ქლორის ქიმიური აქტივობა ძალიან მაღალია - ის ერწყმის თითქმის ყველა ლითონს (ზოგჯერ მხოლოდ წყლის კვალის არსებობისას ან გაცხელებისას) და ყველა მეტალოიდურ ელემენტს, გარდა C, N და O. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ტენიანობის სრული არარსებობა, ქლორი არ მოქმედებს რკინაზე. ეს საშუალებას გაძლევთ შეინახოთ იგი ფოლადის ცილინდრებში.
ქლორის ურთიერთქმედება წყალბადთან რეაქციის მიხედვით
H 2 + Cl 2 = 2HCl + 44 კკალ
იგი მიმდინარეობს უკიდურესად ნელა, მაგრამ გაზის ნარევის გაცხელებას ან მის ძლიერ განათებას (მზის პირდაპირი შუქი, მაგნიუმის წვა და ა.შ.) თან ახლავს აფეთქება.
რთულ ნივთიერებებს შორის, რომლებთანაც ქლორი რეაგირებს, არის წყლები, ტუტეები და ლითონის ჰალოიდები.
პრობლემის გადაჭრის მაგალითები
მაგალითი 1
| ვარჯიში | ქლორში ნატრიუმის წვის TCA-ს მიხედვით 2Na + Cl 2 = 2NaCl + 819 კჯ გამოთვალეთ რამდენი ნატრიუმი დაიწვა, თუ გამოიყოფა 1,43 კჯ სითბო. |
| გადაწყვეტილება | ქლორში ნატრიუმის წვის შედეგად წარმოიქმნება ნატრიუმი და გამოიყოფა 819 კჯ, ე.ი. ხდება ეგზოთერმული რეაქცია: 2Na + Cl 2 = 2NaCl + 819 კჯ. რეაქციის განტოლების მიხედვით, 2 მოლი ნატრიუმი ექვემდებარებოდა წვას. ნატრიუმის მოლური მასა არის 23 გ/მოლი. მაშინ ნატრიუმის თეორიული მასა ტოლი იქნება: m(Na) th = n(Na) × M(Na); m(Na)th = 2 × 23 = 46 გ. ნატრიუმის პრაქტიკული მასა ავღნიშნოთ „x“-ით. მოდით გავაკეთოთ პროპორცია: x გ Na - 1,43 კჯ სითბო; 46 გ Na - 819 კჯ სითბო. გამოხატეთ "x": x \u003d (46 × 1.43) / 819 \u003d 0.08. შესაბამისად, დაიწვა 0,08გრ ნატრიუმი. |
| უპასუხე | ნატრიუმის მასა 0,08 გ. |
მაგალითი 2
| ვარჯიში | იპოვეთ ჰაერის აზოტის სიმკვრივე, რომელსაც აქვს შემდეგი მოცულობითი შემადგენლობა: 20,0% ჟანგბადი; 79.0% აზოტი და 1.0% არგონი. |
| გადაწყვეტილება | ვინაიდან აირების მოცულობები მათი რაოდენობების პროპორციულია (ავოგადროს კანონი), ნარევის საშუალო მოლური მასა შეიძლება გამოიხატოს არა მხოლოდ მოლების, არამედ მოცულობების მიხედვით: M = (M 1 V 1 + M 2 V 2 + M 3 V 3) / (V 1 + V 2 + V 3). M(O 2) \u003d 2 × Ar (O) \u003d 2 × 16 \u003d 32 გ / მოლი; M (N 2) \u003d 2 × Ar (O) \u003d 2 × 14 \u003d 28 გ / მოლი; M(Ar) = Ar(Ar) = 40 გ/მოლი. აიღეთ ნარევიდან 100 დმ 3, შემდეგ V (O 2) \u003d 20 dm 3, V (N 2) \u003d 79 dm 3, V (Ar) \u003d 1 dm 3. ამ მნიშვნელობების ზემოაღნიშნული ფორმულით ჩანაცვლებით, მივიღებთ: M = (32x20 + 28x79 + 40x1) / (20 + 79 + 1); M = 28,9 გ/მოლი. აზოტის სიმკვრივე მიიღება ნარევის საშუალო მოლური მასის აზოტის მოლურ მასაზე გაყოფით: D N 2 \u003d 28.9 / 28 \u003d 1.03. |
| უპასუხე | ჰაერის აზოტის სიმკვრივეა 1,03. |
ქლორი(ბერძნულიდან χλωρ?ς - „მწვანე“) - მეშვიდე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ელემენტი, დ.ი. მენდელეევის ქიმიური ელემენტების პერიოდული სისტემის მესამე პერიოდი, ატომური ნომრით 17. მითითებულია სიმბოლოთი. კლ(ლათ. ქლორი). რეაქტიული არალითონი. ის მიეკუთვნება ჰალოგენების ჯგუფს (თავდაპირველად, სახელწოდება "ჰალოგენი" გამოიყენა გერმანელმა ქიმიკოსმა შვაიგერმა ქლორზე [სიტყვასიტყვით, "ჰალოგენი" ითარგმნება როგორც მარილი), მაგრამ მან არ მიიღო ფესვი და შემდგომში გახდა გავრცელებული VII ს. ელემენტების ჯგუფი, რომელიც მოიცავს ქლორს).
მარტივი ნივთიერება ქლორი (CAS ნომერი: 7782-50-5) ნორმალურ პირობებში არის მოყვითალო-მომწვანო მომწამვლელი გაზი მძაფრი სუნით. ქლორის მოლეკულა არის დიატომური (ფორმულა Cl 2).
ქლორის აღმოჩენის ისტორია
პირველად აირისებრი უწყლო წყალბადის ქლორიდი შეაგროვა ჯ.პრისლიმ 1772 წელს. (თხევად ვერცხლისწყალზე). ქლორი პირველად 1774 წელს მოიპოვა შილემ, რომელმაც აღწერა მისი გამოყოფა ჰიდროქლორინის მჟავასთან პიროლიუზიტის ურთიერთქმედების დროს თავის ტრაქტატში პიროლუზიტის შესახებ:
4HCl + MnO 2 \u003d Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O
შელემ აღნიშნა ქლორის სუნი, რომელიც მსგავსია აკვა რეგიას სუნით, ოქროსთან და ცინაბართან ურთიერთქმედების უნარს, ასევე მათეთრებელ თვისებებს.
თუმცა, შილემ, ფლოგისტონის თეორიის შესაბამისად, რომელიც იმ დროს დომინირებდა ქიმიაში, ვარაუდობდა, რომ ქლორი არის დეფლოგისტირებული მარილმჟავა, ანუ მარილმჟავას ოქსიდი. ბერტოლემ და ლავუაზიემ ვარაუდობდნენ, რომ ქლორი არის ელემენტის ოქსიდი მურიათუმცა, მისი იზოლირების მცდელობები წარუმატებელი რჩებოდა დევის მუშაობამდე, რომელმაც მოახერხა სუფრის მარილის დაშლა ელექტროლიზით ნატრიუმად და ქლორად.
გავრცელება ბუნებაში
ბუნებაში, არსებობს ქლორის ორი იზოტოპი 35 Cl და 37 Cl. ქლორი არის ყველაზე უხვი ჰალოგენი დედამიწის ქერქში. ქლორი ძალიან აქტიურია - ის პირდაპირ ერწყმის პერიოდული ცხრილის თითქმის ყველა ელემენტს. ამიტომ ბუნებაში გვხვდება მხოლოდ მინერალების შემადგენლობაში შემავალი ნაერთების სახით: ჰალიტი NaCl, სილვინი KCl, სილვინიტი KCl NaCl, ბიშოფიტი MgCl 2 6H2O, კარნალიტი KCl MgCl 2 6H 2 O, კაინიტი KCl MgSO2 O 4 3H. ქლორის უდიდეს მარაგს შეიცავს ზღვების და ოკეანეების წყლების მარილებში (ზღვის წყალში შემცველობა 19 გ/ლ). ქლორს შეადგენს დედამიწის ქერქის ატომების მთლიანი რაოდენობის 0,025%, ქლორის კლარკის რაოდენობა შეადგენს 0,017%-ს, ხოლო ადამიანის ორგანიზმი შეიცავს ქლორის იონების 0,25%-ს მასის მიხედვით. ადამიანებში და ცხოველებში ქლორი ძირითადად გვხვდება უჯრედშორის სითხეებში (სისხლის ჩათვლით) და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ოსმოსური პროცესების რეგულირებაში, აგრეთვე ნერვული უჯრედების ფუნქციონირებასთან დაკავშირებულ პროცესებში.
ფიზიკური და ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები
ნორმალურ პირობებში ქლორი არის მოყვითალო-მწვანე გაზი მახრჩობელა სუნით. მისი ზოგიერთი ფიზიკური თვისება მოცემულია ცხრილში.
ქლორის ზოგიერთი ფიზიკური თვისება
| საკუთრება |
მნიშვნელობა |
|---|---|
| ფერი (გაზი) | ყვითელი მწვანე |
| დუღილის ტემპერატურა | -34°C |
| დნობის ტემპერატურა | -100°C |
| დაშლის ტემპერატურა (ატომებად დაშლა) |
~1400 °C |
| სიმკვრივე (გაზი, n.o.s.) | 3.214 გ/ლ |
| მიდრეკილება ატომის ელექტრონის მიმართ | 3.65 ევ |
| პირველი იონიზაციის ენერგია | 12,97 ევ |
| თბოტევადობა (298 K, გაზი) | 34.94 (ჯ/მოლ კ) |
| კრიტიკული ტემპერატურა | 144°C |
| კრიტიკული წნევა | 76 ატ |
| ფორმირების სტანდარტული ენთალპია (298 K, გაზი) | 0 (კჯ/მოლი) |
| ფორმირების სტანდარტული ენტროპია (298 K, გაზი) | 222.9 (ჯ/მოლ კ) |
| შერწყმის ენთალპია | 6.406 (კჯ/მოლი) |
| მდუღარე ენთალპია | 20.41 (კჯ/მოლი) |
| ჰომოლიზური ბმის გაწყვეტის ენერგია X-X | 243 (კჯ/მოლი) |
| ჰეტეროლიტიკური ბმის გაწყვეტის ენერგია X-X | 1150 (კჯ/მოლი) |
| იონიზაციის ენერგია | 1255 (კჯ/მოლი) |
| ელექტრონის აფინურობის ენერგია | 349 (კჯ/მოლი) |
| ატომური რადიუსი | 0.073 (ნმ) |
| ელექტრონეგატიურობა პაულინგის მიხედვით | 3,20 |
| ოლრედ-როხოვის ელექტრონეგატიურობა | 2,83 |
| სტაბილური ჟანგვის მდგომარეობები | -1, 0, +1, +3, (+4), +5, (+6), +7 |
აირისებრი ქლორი შედარებით ადვილად თხევადდება. 0,8 მპა (8 ატმოსფერო) წნევით დაწყებული, ქლორი უკვე ოთახის ტემპერატურაზე თხევადი იქნება. როდესაც გაცივდება -34 ° C ტემპერატურამდე, ქლორი ასევე ხდება თხევადი ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს. თხევადი ქლორი არის ყვითელ-მწვანე სითხე, რომელსაც აქვს ძალიან მაღალი კოროზიული ეფექტი (მოლეკულების მაღალი კონცენტრაციის გამო). წნევის გაზრდით შესაძლებელია თხევადი ქლორის არსებობა +144 ° C ტემპერატურამდე (კრიტიკული ტემპერატურა) 7,6 მპა კრიტიკულ წნევაზე.
−101 °C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე თხევადი ქლორი კრისტალიზდება ორთორმულ გისოსად სივრცის ჯგუფით. სმკადა პარამეტრები a=6.29 Å b=4.50 Å, c=8.21 Å. 100 K-ზე ქვემოთ, კრისტალური ქლორის ორთორმბული მოდიფიკაცია გარდაიქმნება ტეტრაგონალურ მოდიფიკაციაში, რომელსაც აქვს კოსმოსური ჯგუფი. P4 2 / სმმდა გისოსის პარამეტრები a=8.56 Å და c=6.12 Å.
ხსნადობა
ქლორის მოლეკულის დისოციაციის ხარისხი Cl 2 → 2Cl. 1000 K-ზე არის 2,07×10 −4%, ხოლო 2500 K-ზე არის 0,909%.
ჰაერში სუნის აღქმის ბარიერი არის 0,003 (მგ/ლ).
ელექტრული გამტარობის თვალსაზრისით, თხევადი ქლორი ყველაზე ძლიერ იზოლატორებს შორისაა: ის ატარებს დენს თითქმის მილიარდჯერ უარესად ვიდრე გამოხდილი წყალი და 10 22-ჯერ უარესი ვიდრე ვერცხლი. ხმის სიჩქარე ქლორში დაახლოებით ერთნახევარჯერ ნაკლებია, ვიდრე ჰაერში.
ქიმიური თვისებები
ელექტრონული გარსის სტრუქტურა
ქლორის ატომის ვალენტურობის დონე შეიცავს 1 დაუწყვილებელ ელექტრონს: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5, ამიტომ ქლორის ატომისთვის 1-ის ვალენტობა ძალიან სტაბილურია. ქლორის ატომში d-ქვედონის დაუკავებელი ორბიტალის არსებობის გამო, ქლორის ატომს შეუძლია სხვა ვალენტობაც გამოავლინოს. ატომის აღგზნებული მდგომარეობების ფორმირების სქემა:
ასევე ცნობილია ქლორის ნაერთები, რომლებშიც ქლორის ატომი ფორმალურად ავლენს ვალენტობას 4 და 6, როგორიცაა ClO 2 და Cl 2 O 6 . თუმცა, ეს ნაერთები რადიკალებია, ანუ მათ აქვთ ერთი დაუწყვილებელი ელექტრონი.
ურთიერთქმედება ლითონებთან
ქლორი უშუალოდ რეაგირებს თითქმის ყველა მეტალთან (ზოგიერთთან მხოლოდ ტენიანობის თანდასწრებით ან გაცხელებისას):
Cl 2 + 2Na → 2NaCl 3Cl 2 + 2Sb → 2SbCl 3 3Cl 2 + 2Fe → 2FeCl 3
ურთიერთქმედება არალითონებთან
არალითონებთან ერთად (გარდა ნახშირბადის, აზოტის, ჟანგბადისა და ინერტული აირებისა), იქმნება შესაბამისი ქლორიდები.
შუქზე ან გაცხელებისას ის აქტიურად რეაგირებს (ზოგჯერ აფეთქებით) წყალბადთან რადიკალური მექანიზმით. ქლორის ნარევები წყალბადთან, რომელიც შეიცავს 5,8-დან 88,3%-მდე წყალბადს, ფეთქდება დასხივებისას წყალბადის ქლორიდის წარმოქმნით. ქლორისა და წყალბადის ნარევი მცირე კონცენტრაციით იწვის უფერო ან მოყვითალო-მწვანე ალით. წყალბად-ქლორის ალის მაქსიმალური ტემპერატურაა 2200 °C.:
Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2
ჟანგბადთან ერთად ქლორი აყალიბებს ოქსიდებს, რომლებშიც ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +1-დან +7-მდე: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. მათ აქვთ მკვეთრი სუნი, თერმულად და ფოტოქიმიურად არასტაბილურია და მიდრეკილია ფეთქებადი დაშლისკენ.
ფტორთან ურთიერთობისას წარმოიქმნება არა ქლორიდი, არამედ ფტორი:
Cl 2 + 3F 2 (მაგ.) → 2ClF 3
სხვა თვისებები
ქლორი ანაცვლებს ბრომს და იოდს მათი ნაერთებიდან წყალბადთან და ლითონებთან:
Cl 2 + 2HBr → Br 2 + 2HCl Cl 2 + 2NaI → I 2 + 2NaCl
ნახშირბადის მონოქსიდთან ურთიერთქმედებისას წარმოიქმნება ფოსგენი:
Cl 2 + CO → COCl 2
წყალში ან ტუტეში გახსნისას ქლორი იშლება, წარმოქმნის ჰიპოქლორულ (და გაცხელებისას - პერქლორიან) და მარილმჟავებს ან მათ მარილებს:
Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O
მშრალი კალციუმის ჰიდროქსიდის ქლორირებით, მათეთრებელი მიიღება:
Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl (OCl) + H 2 O
ქლორის მოქმედება ამიაკზე შეიძლება მივიღოთ აზოტის ტრიქლორიდი:
4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4 Cl
ქლორის ჟანგვის თვისებები
ქლორი არის ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტი.
Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S
რეაქცია ორგანულ ნივთიერებებთან
გაჯერებული ნაერთებით:
CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl
უერთდება უჯერი ნაერთებს მრავალი ბმით:
CH 2 \u003d CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl
არომატული ნაერთები ცვლის წყალბადის ატომს ქლორით კატალიზატორების თანდასწრებით (მაგალითად, AlCl 3 ან FeCl 3):
C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl
როგორ მივიღოთ
სამრეწველო მეთოდები
თავდაპირველად, ქლორის წარმოების სამრეწველო მეთოდი ეფუძნებოდა Scheele მეთოდს, ანუ პიროლიზიტის რეაქციას მარილმჟავასთან:
MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
1867 წელს დიკონმა შეიმუშავა ქლორის წარმოების მეთოდი წყალბადის ქლორიდის კატალიზური დაჟანგვით ატმოსფერული ჟანგბადით. Deacon პროცესი ამჟამად გამოიყენება ქლორის აღსადგენად წყალბადის ქლორიდიდან, ორგანული ნაერთების სამრეწველო ქლორაციის ქვეპროდუქტი.
4HCl + O 2 → 2H 2 O + 2Cl 2
დღეს, ქლორი იწარმოება სამრეწველო მასშტაბით ნატრიუმის ჰიდროქსიდთან და წყალბადთან ერთად ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის ელექტროლიზით:
2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH ანოდი: 2Cl - - 2e - → Cl 2 0 კათოდი: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH -
ვინაიდან წყლის ელექტროლიზი ხდება ნატრიუმის ქლორიდის ელექტროლიზის პარალელურად, მთლიანი განტოლება შეიძლება გამოისახოს შემდეგნაირად:
1,80 NaCl + 0,50 H 2 O → 1,00 Cl 2 + 1,10 NaOH + 0,03 H 2
გამოყენებულია ქლორის წარმოების ელექტროქიმიური მეთოდის სამი ვარიანტი. ორი მათგანია ელექტროლიზი მყარი კათოდით: დიაფრაგმის და მემბრანული მეთოდები, მესამე არის ელექტროლიზი თხევადი ვერცხლისწყლის კათოდით (ვერცხლისწყლის წარმოების მეთოდი). ელექტროქიმიური წარმოების მეთოდებს შორის, ვერცხლისწყლის კათოდური ელექტროლიზი ყველაზე მარტივი და მოსახერხებელი მეთოდია, მაგრამ ეს მეთოდი იწვევს მნიშვნელოვან გარემოს ზიანს მეტალის ვერცხლისწყლის აორთქლებისა და გაჟონვის გამო.
დიაფრაგმის მეთოდი მყარი კათოდით
უჯრედის ღრუ დაყოფილია ფოროვანი აზბესტის ტიხრით - დიაფრაგმით - კათოდში და ანოდში, სადაც, შესაბამისად, მდებარეობს უჯრედის კათოდი და ანოდი. ამიტომ, ასეთ ელექტროლიზატორს ხშირად უწოდებენ დიაფრაგმის ელექტროლიზს, ხოლო წარმოების მეთოდი არის დიაფრაგმის ელექტროლიზი. გაჯერებული ანოლიტის ნაკადი (NaCl ხსნარი) განუწყვეტლივ შედის დიაფრაგმის უჯრედის ანოდურ სივრცეში. ელექტროქიმიური პროცესის შედეგად ჰალიტის დაშლის გამო ანოდში გამოიყოფა ქლორი, წყლის დაშლის გამო კი კათოდზე წყალბადი. ამ შემთხვევაში კათოდური ზონა გამდიდრებულია ნატრიუმის ჰიდროქსიდით.
მემბრანული მეთოდი მყარი კათოდით
მემბრანული მეთოდი არსებითად ჰგავს დიაფრაგმის მეთოდს, მაგრამ ანოდისა და კათოდური სივრცეები გამოყოფილია კათიონ-გაცვლის პოლიმერული მემბრანით. მემბრანის წარმოების მეთოდი უფრო ეფექტურია, ვიდრე დიაფრაგმის მეთოდი, მაგრამ მისი გამოყენება უფრო რთულია.
ვერცხლისწყლის მეთოდი თხევადი კათოდით
პროცესი ტარდება ელექტროლიტურ აბაზანაში, რომელიც შედგება ელექტროლიზატორის, დამშლელი და ვერცხლისწყლის ტუმბოსგან, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული კომუნიკაციებით. ელექტროლიტურ აბაზანაში, ვერცხლისწყლის ტუმბოს მოქმედებით, ვერცხლისწყალი ცირკულირებს, გადის ელექტროლიზატორსა და დამშლელში. ელექტროლიზატორის კათოდი არის ვერცხლისწყლის ნაკადი. ანოდები - გრაფიტი ან დაბალი აცვიათ. ვერცხლისწყალთან ერთად ელექტროლიზატორში განუწყვეტლივ მიედინება ანოლიტის ნაკადი, ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარი. ქლორიდის ელექტროქიმიური დაშლის შედეგად ანოდზე წარმოიქმნება ქლორის მოლეკულები, ხოლო გამოთავისუფლებული ნატრიუმი იხსნება ვერცხლისწყალში კათოდში და წარმოქმნის ამალგამს.
ლაბორატორიული მეთოდები
ლაბორატორიებში, ქლორის მისაღებად, ჩვეულებრივ გამოიყენება წყალბადის ქლორიდის დაჟანგვაზე დაფუძნებული პროცესები ძლიერი ჟანგვითი აგენტებით (მაგალითად, მანგანუმის (IV) ოქსიდი, კალიუმის პერმანგანატი, კალიუმის დიქრომატი):
2KMnO 4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 +8H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 3Cl 2 + 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O
ქლორის შენახვა
გამომუშავებული ქლორი ინახება სპეციალურ „ტანკებში“ ან იტუმბება მაღალი წნევის ფოლადის ცილინდრებში. თხევადი ქლორის მქონე ცილინდრებს წნევის ქვეშ აქვთ განსაკუთრებული ფერი - ჭაობის ფერი. უნდა აღინიშნოს, რომ ქლორის ბალონების ხანგრძლივი გამოყენებისას მათში გროვდება უკიდურესად ფეთქებადი აზოტის ტრიქლორიდი და ამიტომ, დროდადრო, ქლორის ბალონები რეგულარულად უნდა გაირეცხოს და გაიწმინდოს აზოტის ქლორიდისგან.
ქლორის ხარისხის სტანდარტები
GOST 6718-93 ”თხევადი ქლორის მიხედვით. სპეციფიკაციები” იწარმოება შემდეგი კლასების ქლორი
განაცხადი
ქლორი გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიაში, მეცნიერებაში და შიდა საჭიროებებში:
- პოლივინილ ქლორიდის, პლასტმასის ნაერთების, სინთეზური რეზინის წარმოებაში, რომლებიც გამოიყენება: მავთულხლართების, ფანჯრის პროფილების, შესაფუთი მასალების, ტანსაცმლისა და ფეხსაცმლის, ლინოლეუმის და გრამოფონის ჩანაწერების, ლაქების, მოწყობილობებისა და ქაფის პლასტმასის, სათამაშოების, ხელსაწყოების ნაწილების იზოლაციის წარმოებაში. სამშენებლო მასალები. პოლივინილ ქლორიდი წარმოიქმნება ვინილის ქლორიდის პოლიმერიზაციით, რომელიც დღეს ყველაზე ხშირად მიიღება ეთილენისგან ქლორის დაბალანსებული მეთოდით შუალედური 1,2-დიქლოროეთანის მეშვეობით.
- ქლორის მათეთრებელი თვისებები ცნობილი იყო უძველესი დროიდან, თუმცა ეს არ არის თავად ქლორი, რომელიც "აფერადებს", არამედ ატომური ჟანგბადი, რომელიც წარმოიქმნება ჰიპოქლორის მჟავას დაშლის დროს: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + ო.. ქსოვილების, ქაღალდის, მუყაოს გაუფერულების ეს მეთოდი საუკუნეების განმავლობაში გამოიყენება.
- ქლორორგანული ინსექტიციდების წარმოება - ნივთიერებები, რომლებიც კლავს კულტურებისთვის მავნე მწერებს, მაგრამ უსაფრთხოა მცენარეებისთვის. წარმოებული ქლორის მნიშვნელოვანი ნაწილი იხარჯება მცენარეთა დაცვის საშუალებების მოპოვებაზე. ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ინსექტიციდია ჰექსაქლოროციკლოჰექსანი (ხშირად მოიხსენიება როგორც ჰექსაქლორანი). ეს ნივთიერება პირველად სინთეზირდა ჯერ კიდევ 1825 წელს ფარადეის მიერ, მაგრამ პრაქტიკული გამოყენება მხოლოდ 100 წელზე მეტი ხნის შემდეგ იპოვა - მეოცე საუკუნის 30-იან წლებში.
- გამოიყენებოდა როგორც ქიმიური საბრძოლო აგენტი, ასევე სხვა ქიმიური საომარი აგენტების წარმოებისთვის: მდოგვის გაზი, ფოსგენი.
- წყლის დეზინფექციისთვის - "ქლორირება". სასმელი წყლის დეზინფექციის ყველაზე გავრცელებული მეთოდი; დაფუძნებულია თავისუფალი ქლორისა და მისი ნაერთების უნარზე, დათრგუნონ მიკროორგანიზმების ფერმენტული სისტემები, რომლებიც ახდენენ რედოქს პროცესების კატალიზებას. სასმელი წყლის დეზინფექციისთვის გამოიყენება ქლორი, ქლორის დიოქსიდი, ქლორამინი და გაუფერულება. SanPiN 2.1.4.1074-01 ადგენს შემდეგ შეზღუდვებს (დერეფანს) სასმელ წყალში თავისუფალი ნარჩენი ქლორის დასაშვები შემცველობისთვის ცენტრალიზებული წყალმომარაგებიდან 0.3 - 0.5 მგ/ლ. რუსეთში რიგი მეცნიერები და პოლიტიკოსებიც კი აკრიტიკებენ ონკანის წყლის ქლორირების კონცეფციას, მაგრამ მათ არ შეუძლიათ ქლორის ნაერთების დეზინფექციის შემდგომი ეფექტის ალტერნატივა. მასალები, საიდანაც წყლის მილები მზადდება, განსხვავებულად ურთიერთქმედებს ქლორირებული ონკანის წყალთან. ონკანის წყალში თავისუფალი ქლორი მნიშვნელოვნად ამცირებს პოლიოლეფინებზე დაფუძნებული მილსადენების სიცოცხლეს: სხვადასხვა ტიპის პოლიეთილენის მილები, მათ შორის ჯვარედინი პოლიეთილენის, უფრო ხშირად ცნობილი როგორც PEX (PEX, PE-X). შეერთებულ შტატებში, ქლორირებული წყლით წყალმომარაგების სისტემებში გამოსაყენებლად პოლიმერული მასალებისგან დამზადებული მილსადენების დაშვების გასაკონტროლებლად, ისინი აიძულეს მიეღოთ 3 სტანდარტი: ASTM F2023 ჯვარედინი პოლიეთილენისგან (PEX) და ცხელი ქლორირებული წყლის მილებისთვის. ASTM F2263 ყველა პოლიეთილენის მილისთვის და ქლორირებული წყლისთვის და ASTM F2330 მრავალფენიანი (ლითონის პოლიმერული) მილებისთვის და ცხელი ქლორირებული წყლისთვის. გამძლეობის თვალსაზრისით ქლორებულ წყალთან ურთიერთობისას სპილენძის წყლის მილები აჩვენებს დადებით შედეგებს.
- რეგისტრირებულია კვების მრეწველობაში, როგორც საკვები დანამატი E925.
- მარილმჟავას, გაუფერულების, ბერტოლეტის მარილის, ლითონის ქლორიდების, შხამების, მედიკამენტების, სასუქების ქიმიურ წარმოებაში.
- მეტალურგიაში სუფთა ლითონების წარმოებისთვის: ტიტანი, კალა, ტანტალი, ნიობიუმი.
- როგორც მზის ნეიტრინოების მაჩვენებელი ქლორ-არგონის დეტექტორებში.
ბევრი განვითარებული ქვეყანა ცდილობს შეზღუდოს ქლორის გამოყენება სახლში, მათ შორის იმის გამო, რომ ქლორის შემცველი ნაგვის წვა წარმოქმნის დიოქსინების მნიშვნელოვან რაოდენობას.
ბიოლოგიური როლი
ქლორი არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიოგენური ელემენტი და არის ყველა ცოცხალი ორგანიზმის ნაწილი.
ცხოველებსა და ადამიანებში ქლორიდის იონები მონაწილეობენ ოსმოსური ბალანსის შენარჩუნებაში, ქლორიდის იონს აქვს ოპტიმალური რადიუსი უჯრედის მემბრანაში შეღწევისთვის. ამით აიხსნება მისი ერთობლივი მონაწილეობა ნატრიუმის და კალიუმის იონებთან მუდმივი ოსმოსური წნევის შექმნასა და წყალ-მარილის მეტაბოლიზმის რეგულირებაში. GABA-ს (ნეიროტრანსმიტერი) გავლენის ქვეშ ქლორიდის იონები ახდენენ ინჰიბიტორულ მოქმედებას ნეირონებზე მოქმედების პოტენციალის შემცირებით. კუჭში ქლორიდის იონები ქმნიან ხელსაყრელ გარემოს კუჭის წვენის პროტეოლიზური ფერმენტების მოქმედებისთვის. ქლორის არხები გვხვდება მრავალი ტიპის უჯრედში, მიტოქონდრიულ მემბრანაში და ჩონჩხის კუნთებში. ეს არხები ასრულებენ მნიშვნელოვან ფუნქციებს სითხის მოცულობის რეგულირებაში, ტრანსეპითელური იონების ტრანსპორტირებასა და მემბრანის პოტენციალის სტაბილიზაციაში და მონაწილეობენ უჯრედის pH-ის შენარჩუნებაში. ქლორი გროვდება ვისცერალურ ქსოვილში, კანსა და ჩონჩხის კუნთებში. ქლორი შეიწოვება ძირითადად მსხვილ ნაწლავში. ქლორის შეწოვა და გამოყოფა მჭიდრო კავშირშია ნატრიუმის იონებსა და ბიკარბონატებთან, ნაკლებად მინერალოკორტიკოიდებთან და Na +/K + - ატფ-აზას აქტივობასთან. უჯრედები აგროვებენ მთელი ქლორის 10-15%-ს, ამ რაოდენობით, 1/3-დან 1/2-მდე - ერითროციტებში. ქლორის დაახლოებით 85% არის უჯრედგარე სივრცეში. ქლორი ორგანიზმიდან გამოიყოფა ძირითადად შარდით (90-95%), განავლით (4-8%) და კანის მეშვეობით (2%-მდე). ქლორის გამოყოფა დაკავშირებულია ნატრიუმის და კალიუმის იონებთან, ხოლო საპასუხოდ HCO 3 -თან (მჟავა-ტუტოვანი ბალანსი).
ადამიანი დღეში 5-10 გ NaCl-ს მოიხმარს. ადამიანის მინიმალური საჭიროება ქლორზე არის დაახლოებით 800 მგ დღეში. ჩვილი საჭირო რაოდენობას ქლორს იღებს დედის რძით, რომელიც შეიცავს 11 მმოლ/ლ ქლორს. NaCl აუცილებელია კუჭში მარილმჟავას წარმოებისთვის, რაც ხელს უწყობს საჭმლის მონელებას და პათოგენური ბაქტერიების განადგურებას. დღეისათვის ქლორის როლი ადამიანებში გარკვეული დაავადებების გაჩენაში კარგად არ არის გასაგები, ძირითადად კვლევების მცირე რაოდენობის გამო. საკმარისია ითქვას, რომ რეკომენდაციებიც კი არ არის შემუშავებული ქლორის ყოველდღიური მიღების შესახებ. ადამიანის კუნთოვანი ქსოვილი შეიცავს 0,20-0,52% ქლორს, ძვალი - 0,09%; სისხლში - 2,89 გ/ლ. საშუალო ადამიანის ორგანიზმში (სხეულის წონა 70 კგ) 95 გ ქლორი. ყოველ დღე საკვებთან ერთად ადამიანი იღებს 3-6 გ ქლორს, რაც ჭარბად ფარავს ამ ელემენტის საჭიროებას.
ქლორის იონები სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია მცენარეებისთვის. ქლორი ჩართულია მცენარეებში ენერგიის მეტაბოლიზმში ოქსიდაციური ფოსფორილირების გააქტიურებით. იგი აუცილებელია იზოლირებული ქლოროპლასტების მიერ ფოტოსინთეზის პროცესში ჟანგბადის წარმოქმნისთვის, ასტიმულირებს ფოტოსინთეზის დამხმარე პროცესებს, პირველ რიგში, ენერგიის დაგროვებასთან დაკავშირებულ პროცესებს. ქლორი დადებითად მოქმედებს ფესვების მიერ ჟანგბადის, კალიუმის, კალციუმის და მაგნიუმის ნაერთების შეწოვაზე. მცენარეებში ქლორიდის იონების გადაჭარბებულ კონცენტრაციას შეიძლება ჰქონდეს უარყოფითი მხარეც, მაგალითად, შეამციროს ქლოროფილის შემცველობა, შეამციროს ფოტოსინთეზის აქტივობა და შეაფერხოს მცენარეების ზრდა-განვითარება.
მაგრამ არის მცენარეები, რომლებიც ევოლუციის პროცესში ან მოერგნენ ნიადაგის მარილიანობას, ან კოსმოსისთვის ბრძოლაში დაიკავეს ცარიელი მარილიანი ჭაობები, სადაც კონკურენცია არ არის. მარილიან ნიადაგში მზარდ მცენარეებს ჰალოფიტები ჰქვია, ისინი აგროვებენ ქლორიდს ვეგეტაციის პერიოდში და შემდეგ ათავისუფლებენ ზედმეტს ფოთოლცვენის გზით ან ათავისუფლებენ ქლორიდს ფოთლებისა და ტოტების ზედაპირზე და იღებენ ორმაგ სარგებელს ზედაპირის დაჩრდილვით მზისგან.
მიკროორგანიზმებს შორის ცნობილია აგრეთვე ჰალოფილები - ჰალობაქტერიები, რომლებიც ცხოვრობენ მარილიან წყლებში ან ნიადაგებში.
ოპერაციის მახასიათებლები და სიფრთხილის ზომები
ქლორი არის ტოქსიკური მახრჩობელა აირი, რომელიც ფილტვებში მოხვედრის შემთხვევაში იწვევს ფილტვის ქსოვილის დამწვრობას, დახრჩობას. მას აქვს გამაღიზიანებელი მოქმედება სასუნთქ გზებზე ჰაერში დაახლოებით 0,006 მგ/ლ კონცენტრაციით (ანუ ორჯერ მეტი ქლორის სუნის ზღურბლზე). ქლორი იყო ერთ-ერთი პირველი ქიმიური საბრძოლო აგენტი, რომელიც გერმანიამ გამოიყენა პირველ მსოფლიო ომში. ქლორთან მუშაობისას უნდა იქნას გამოყენებული დამცავი ტანსაცმელი, გაზის ნიღბები და ხელთათმანები. მოკლე დროში შესაძლებელია სასუნთქი ორგანოების დაცვა ქლორის შეღწევისგან ნატრიუმის სულფიტის Na 2 SO 3 ხსნარით ან ნატრიუმის თიოსულფატის Na 2 S 2 O 3 ხსნარით დასველებული ნაჭრის ბაფთით.
ატმოსფერულ ჰაერში ქლორის MPC შემდეგია: საშუალო დღიური - 0,03 მგ/მ³; მაქსიმალური ერთჯერადი - 0,1 მგ/მ³; სამრეწველო საწარმოს სამუშაო შენობებში - 1 მგ/მ³.
რაც არ უნდა ნეგატიურად განვიხილოთ საზოგადოებრივი საპირფარეშოები, ბუნება კარნახობს თავის წესებს და თქვენ უნდა ეწვიოთ მათ. ბუნებრივი (ამ ადგილისთვის) სუნის გარდა, კიდევ ერთი ნაცნობი არომატი არის მათეთრებელი, რომელიც გამოიყენება ოთახის დეზინფექციისთვის. მან მიიღო სახელი მასში შემავალი მთავარი აქტიური ნივთიერების - Cl. მოდით გავეცნოთ ამ ქიმიურ ელემენტს და მის თვისებებს და ასევე მივცეთ ქლორის აღწერა პერიოდულ სისტემაში პოზიციის მიხედვით.
როგორ აღმოაჩინეს ეს ნივთი
პირველად ქლორის შემცველი ნაერთი (HCl) სინთეზირდა 1772 წელს ბრიტანელი მღვდელი ჯოზეფ პრისტლის მიერ.
2 წლის შემდეგ, მისმა შვედმა კოლეგამ კარლ შელემ შეძლო აღეწერა მეთოდი Cl-ის გამოყოფისთვის მარილმჟავასა და მანგანუმის დიოქსიდს შორის რეაქციის გამოყენებით. თუმცა ამ ქიმიკოსს არ ესმოდა, რომ შედეგად ახალი ქიმიური ელემენტის სინთეზირება ხდებოდა.
მეცნიერებს თითქმის 40 წელი დასჭირდათ, რომ ესწავლათ ქლორის პრაქტიკაში მოპოვება. ეს პირველად ბრიტანელმა ჰამფრი დევისმა გააკეთა 1811 წელს. ამით მან გამოიყენა განსხვავებული რეაქცია, ვიდრე მისი თეორიული წინამორბედები. დეივიმ ელექტროლიზით გაანადგურა NaCl (ყველასთვის ცნობილი, როგორც სუფრის მარილი).
მიღებული ნივთიერების შესწავლის შემდეგ, ბრიტანელი ქიმიკოსი მიხვდა, რომ ის ელემენტარული იყო. ამ აღმოჩენის შემდეგ დევიმ მას არა მხოლოდ დაარქვა - ქლორი (ქლორი), არამედ შეძლო ქლორის დახასიათებაც, თუმცა ის ძალიან პრიმიტიული იყო.
ქლორი გადაიქცა ქლორად (ქლორად) ჯოზეფ გეი-ლუსაკის წყალობით და ამ ფორმით არსებობს დღეს ფრანგულ, გერმანულ, რუსულ, ბელორუსულ, უკრაინულ, ჩეხურ, ბულგარულ და ზოგიერთ სხვა ენებზე. ინგლისურში დღემდე გამოიყენება სახელწოდება „ქლორინი“, ხოლო იტალიურ და ესპანურში „ქლორო“.
განხილული ელემენტი უფრო დეტალურად აღწერა იენს ბერცელიუსმა 1826 წელს. სწორედ მან შეძლო მისი ატომური მასის დადგენა.
რა არის ქლორი (Cl)
ამ ქიმიური ელემენტის აღმოჩენის ისტორიის გათვალისწინების შემდეგ, ღირს ამის შესახებ მეტი შესწავლა.
სახელწოდება ქლორი მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან χλωρός ("მწვანე"). იგი მიცემული იყო ამ ნივთიერების მოყვითალო-მომწვანო ფერის გამო.
ქლორი თავისთავად არსებობს, როგორც დიატომური აირი Cl 2, მაგრამ ამ ფორმით იგი პრაქტიკულად არ გვხვდება ბუნებაში. უფრო ხშირად ის ჩნდება სხვადასხვა ნაერთებში.
გარდა გამორჩეული ჩრდილისა, ქლორს ახასიათებს მოტკბო-მძაფრი სუნი. ის ძალზე ტოქსიკური ნივთიერებაა, ამიტომ ჰაერში შესვლისას და ადამიანის ან ცხოველის მიერ შესუნთქვისას შეიძლება რამდენიმე წუთში მათი სიკვდილი გამოიწვიოს (Cl კონცენტრაციიდან გამომდინარე).
ვინაიდან ქლორი ჰაერზე თითქმის 2,5-ჯერ მძიმეა, ის ყოველთვის იქნება მის ქვემოთ, ანუ თავად მიწასთან ახლოს. ამ მიზეზით, თუ ეჭვი გაქვთ Cl-ის არსებობაზე, უნდა ახვიდეთ რაც შეიძლება მაღლა, რადგან იქნება ამ გაზის დაბალი კონცენტრაცია.
ასევე, ზოგიერთი სხვა ტოქსიკური ნივთიერებისგან განსხვავებით, ქლორის შემცველ ნივთიერებებს აქვთ დამახასიათებელი ფერი, რაც მათ ვიზუალურად იდენტიფიცირებისა და მოქმედების საშუალებას იძლევა. სტანდარტული გაზის ნიღბების უმეტესობა ხელს უწყობს სასუნთქი ორგანოების და ლორწოვანი გარსების დაცვას Cl-ის დაზიანებისგან. თუმცა, სრული უსაფრთხოებისთვის, უფრო სერიოზული ზომები უნდა იქნას მიღებული, ტოქსიკური ნივთიერების განეიტრალებამდე.
აღსანიშნავია, რომ 1915 წელს გერმანელების მიერ ქლორის, როგორც მომწამვლელი აირის გამოყენებით, დაიწყო ქიმიური იარაღის ისტორია. თითქმის 200 ტონა ნივთიერების გამოყენების შედეგად რამდენიმე წუთში 15 ათასი ადამიანი მოიწამლა. მათი მესამედი თითქმის მყისიერად გარდაიცვალა, მესამედმა მიიღო მუდმივი დაზიანება და მხოლოდ 5 ათასმა მოახერხა გაქცევა.
რატომ არ არის ჯერ კიდევ აკრძალული ასეთი საშიში ნივთიერება და ყოველწლიურად მილიონობით ტონა მოიპოვება? ეს ყველაფერი მის განსაკუთრებულ თვისებებს ეხება და მათი გასაგებად ღირს ქლორის მახასიათებლების გათვალისწინება. ამის გაკეთების ყველაზე მარტივი გზა პერიოდული ცხრილია.
ქლორის დახასიათება პერიოდულ სისტემაში
ქლორი ჰალოგენის სახით
გარდა უკიდურესი ტოქსიკურობისა და მძაფრი სუნისა (ამ ჯგუფის ყველა წარმომადგენლისთვის დამახასიათებელია), Cl წყალში ძალიან ხსნადია. ამის პრაქტიკული დადასტურებაა აუზის წყალში ქლორის შემცველი სარეცხი საშუალებების დამატება.
ტენიან ჰაერთან შეხებისას მოცემული ნივთიერება იწყებს მოწევას.
Cl-ის, როგორც არალითონის თვისებები
ქლორის ქიმიური მახასიათებლების გათვალისწინებით, ღირს ყურადღება მიაქციოთ მის არამეტალურ თვისებებს.
მას აქვს ნაერთების წარმოქმნის უნარი თითქმის ყველა ლითონთან და არალითონთან. ამის მაგალითია რეაქცია რკინის ატომებთან: 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3.
რეაქციების განსახორციელებლად ხშირად საჭიროა კატალიზატორების გამოყენება. ამ როლს შეუძლია შეასრულოს H 2 O.
ხშირად, Cl-თან რეაქციები ენდოთერმულია (ისინი შთანთქავენ სითბოს).
უნდა აღინიშნოს, რომ კრისტალური ფორმით (ფხვნილის სახით) ქლორი ურთიერთქმედებს ლითონებთან მხოლოდ მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელებისას.
სხვა არალითონებთან (გარდა O 2, N, F, C და ინერტული აირებისა) რეაქციაში Cl წარმოქმნის ნაერთებს - ქლორიდებს.
O 2-თან ურთიერთობისას წარმოიქმნება ოქსიდები, რომლებიც უკიდურესად არასტაბილურია და მიდრეკილია გახრწნისკენ. მათში Cl-ის დაჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება გამოვლინდეს +1-დან +7-მდე.
F-თან ურთიერთობისას წარმოიქმნება ფტორიდები. მათი დაჟანგვის ხარისხი შეიძლება განსხვავებული იყოს.
ქლორი: ნივთიერების მახასიათებელი მისი ფიზიკური თვისებების მიხედვით
ქიმიური თვისებების გარდა, განხილულ ელემენტს აქვს ფიზიკური თვისებებიც.
ტემპერატურის ეფექტი Cl-ის აგრეგატულ მდგომარეობაზე
ქლორის ელემენტის ფიზიკური მახასიათებლების გათვალისწინებით, ჩვენ გვესმის, რომ მას შეუძლია გადავიდეს აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია ტემპერატურულ რეჟიმზე.
ნორმალურ მდგომარეობაში Cl არის ძალიან კოროზიული გაზი. თუმცა, მას ადვილად შეუძლია გათხევადება. მასზე გავლენას ახდენს ტემპერატურა და წნევა. მაგალითად, თუ ის უდრის 8 ატმოსფეროს და ტემპერატურა +20 გრადუსი ცელსიუსით, Cl 2 არის მჟავე ყვითელი სითხე. მას შეუძლია შეინარჩუნოს აგრეგაციის ეს მდგომარეობა +143 გრადუსამდე, თუ წნევაც აგრძელებს მატებას.
-32 ° C-ის მიღწევის შემდეგ, ქლორის მდგომარეობა წყვეტს წნევაზე დამოკიდებულებას და ის აგრძელებს თხევად ყოფნას.
ნივთიერების კრისტალიზაცია (მყარი მდგომარეობა) ხდება -101 გრადუსზე.
სადაც ბუნებაში არსებობს კლ
ქლორის ზოგადი მახასიათებლების გათვალისწინებით, ღირს იმის გარკვევა, თუ სად შეიძლება ბუნებაში ასეთი რთული ელემენტის პოვნა.
მისი მაღალი რეაქტიულობის გამო, ის თითქმის არასოდეს გვხვდება მისი სუფთა სახით (ამიტომ, ამ ელემენტის შესწავლის დასაწყისში მეცნიერებს წლები დასჭირდათ მისი სინთეზის შესასწავლად). ჩვეულებრივ Cl გვხვდება სხვადასხვა მინერალების ნაერთებში: ჰალიტი, სილვინი, კაინიტი, ბიშოფიტი და ა.შ.
ყველაზე მეტად ის გვხვდება ზღვის ან ოკეანის წყლიდან მოპოვებულ მარილებში.
ეფექტი სხეულზე
ქლორის მახასიათებლების განხილვისას უკვე არაერთხელ ითქვა, რომ ის უკიდურესად შხამიანია. ამავდროულად, მატერიის ატომებს შეიცავს არა მხოლოდ მინერალები, არამედ თითქმის ყველა ორგანიზმი, მცენარეებიდან ადამიანებამდე.
მათი განსაკუთრებული თვისებების გამო, Cl-ის იონები უკეთესად აღწევენ უჯრედის მემბრანას, ვიდრე სხვები (აქედან გამომდინარე, ადამიანის ორგანიზმში არსებული ქლორის 80%-ზე მეტი მდებარეობს უჯრედშორის სივრცეში).
K-თან ერთად Cl პასუხისმგებელია წყალ-მარილის ბალანსის რეგულირებაზე და, შედეგად, ოსმოსურ თანასწორობაზე.
ორგანიზმში ასეთი მნიშვნელოვანი როლის მიუხედავად, სუფთა Cl 2 კლავს ყველა ცოცხალ არსებას - უჯრედებიდან მთლიან ორგანიზმებამდე. თუმცა, კონტროლირებადი დოზებით და ხანმოკლე ექსპოზიციით, მას არ აქვს დრო, რომ ზიანი მიაყენოს.
ბოლო განცხადების ნათელი მაგალითია ნებისმიერი აუზი. მოგეხსენებათ, ასეთ დაწესებულებებში წყალი დეზინფექცია ხდება Cl. ამავდროულად, თუ ადამიანი იშვიათად სტუმრობს ასეთ დაწესებულებას (კვირაში ან თვეში ერთხელ), ნაკლებად სავარაუდოა, რომ მას წყალში ამ ნივთიერების არსებობა დაემართოს. თუმცა, ასეთი დაწესებულებების თანამშრომლებს, განსაკუთრებით მათ, ვინც თითქმის მთელი დღე წყალში რჩებიან (მაშველები, ინსტრუქტორები) ხშირად აწუხებთ კანის დაავადებები ან აქვთ დასუსტებული იმუნური სისტემა.
ამ ყველაფერთან დაკავშირებით, აუზების დათვალიერების შემდეგ აუცილებელია შხაპის მიღება - კანიდან და თმიდან ქლორის შესაძლო ნარჩენების ჩამორეცხვა.
ადამიანის გამოყენება Cl
ქლორის დახასიათებიდან გამომდინარე, რომ ის არის „კაპრიზული“ ელემენტი (როცა საქმე ეხება სხვა ნივთიერებებთან ურთიერთქმედებას), საინტერესო იქნება იმის ცოდნა, რომ ის საკმაოდ ხშირად გამოიყენება ინდუსტრიაში.
უპირველეს ყოვლისა, იგი გამოიყენება მრავალი ნივთიერების დეზინფექციისთვის.
Cl ასევე გამოიყენება გარკვეული ტიპის პესტიციდების წარმოებაში, რაც ხელს უწყობს მოსავლის გადარჩენას მავნებლებისგან.
ამ ნივთიერების უნარი ურთიერთქმედების პერიოდული ცხრილის თითქმის ყველა ელემენტთან (ქლორის, როგორც არამეტალის მახასიათებელი) ხელს უწყობს ზოგიერთი ტიპის ლითონების (Ti, Ta და Nb), ასევე ცაცხვის და მარილმჟავას მოპოვებას. დახმარება.
ყოველივე ზემოთქმულის გარდა, Cl გამოიყენება სამრეწველო ნივთიერებების (პოლივინილქლორიდი) და მედიკამენტების (ქლორჰექსიდინის) წარმოებაში.
აღსანიშნავია, რომ დღეს აღმოჩენილია უფრო ეფექტური და უსაფრთხო სადეზინფექციო საშუალება - ოზონი (O 3 ). თუმცა, მისი წარმოება უფრო ძვირია, ვიდრე ქლორი, და ეს გაზი კიდევ უფრო არასტაბილურია ვიდრე ქლორი (ფიზიკური თვისებების მოკლე აღწერა 6-7 გვ.). ამიტომ, ცოტას შეუძლია ქლორირების ნაცვლად ოზონაციის გამოყენება.
როგორ იწარმოება ქლორი?
დღეს ამ ნივთიერების სინთეზის მრავალი მეთოდია ცნობილი. ყველა მათგანი იყოფა ორ კატეგორიად:
- ქიმიური.
- ელექტროქიმიური.
პირველ შემთხვევაში, Cl მიიღება ქიმიური რეაქციის შედეგად. თუმცა, პრაქტიკაში ისინი ძალიან ძვირი და არაეფექტურია.
ამიტომ ინდუსტრიაში უპირატესობა ენიჭება ელექტროქიმიურ მეთოდებს (ელექტროლიზს). სამი მათგანია: დიაფრაგმის, მემბრანის და ვერცხლისწყლის ელექტროლიზი.
