Koja svojstva ima klor? Fizikalna i kemijska svojstva klora
Element VII podskupine periodnog sustava D. I. Mendeljejeva. Na vanjskoj razini postoji 7 elektrona, stoga, u interakciji s redukcijskim sredstvima, klor pokazuje svoja oksidacijska svojstva, privlačeći metalni elektron sebi.
Fizikalna svojstva klora.
Klor je žuti plin. Ima oštar miris.
Kemijska svojstva klora.
Besplatno klor vrlo aktivan. Reagira sa svim jednostavnim tvarima osim s kisikom, dušikom i plemenitim plinovima:
Si + 2 Cl 2 = SiCl 4 + Q.
U interakciji s vodikom na sobnoj temperaturi praktički nema reakcije, ali čim osvjetljenje djeluje kao vanjski utjecaj, dolazi do lančane reakcije, koja je svoju primjenu našla u organskoj kemiji.
Kada se zagrijava, klor može istisnuti jod ili brom iz njihovih kiselina:
Cl 2 + 2 HBr = 2 HCl + Br 2 .
Klor reagira s vodom, djelomično se otapa u njoj. Ova se smjesa naziva klorirana voda.
Reagira s alkalijama:
Cl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H 2 O (hladna),
Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (toplina).
Dobivanje klora.
1. Elektroliza taline natrijevog klorida, koja se odvija prema sljedećoj shemi:
2. Laboratorijska metoda za proizvodnju klora:
MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O.
DEFINICIJA
Klor- sedamnaesti element periodnog sustava. Oznaka - Cl iz latinskog "klora". Smješten u trećoj periodi, VIIA grupa. Odnosi se na nemetale. Nuklearni naboj je 17.
Najvažniji prirodni spoj klora je natrijev klorid (kuhinjska sol) NaCl. Glavna masa natrijevog klorida nalazi se u vodi mora i oceana. Vode mnogih jezera također sadrže značajne količine NaCl. Nalazi se i u čvrstom obliku, mjestimice u zemljinoj kori stvara debele slojeve takozvane kamene soli. U prirodi su česti i drugi spojevi klora, na primjer kalijev klorid u obliku minerala karnalit KCl × MgCl 2 × 6H 2 O i silvit KCl.
U normalnim uvjetima, klor je žuto-zeleni plin (slika 1), koji je vrlo topiv u vodi. Hlađenjem se iz vodenih otopina oslobađaju kristalni hidrati koji su klarati približnog sastava Cl 2 × 6H 2 O i Cl 2 × 8H 2 O.
Riža. 1. Klor u tekućem stanju. Izgled.
Atomska i molekularna masa klora
Relativna atomska masa elementa je omjer mase atoma danog elementa i 1/12 mase atoma ugljika. Relativna atomska masa je bezdimenzijska i označava se s A r (indeks “r” je početno slovo engleske riječi relative što znači “relativan”). Relativna atomska masa atomskog klora je 35,457 amu.
Mase molekula, kao i mase atoma, izražavaju se u jedinicama atomske mase. Molekularna masa tvari je masa molekule, izražena u jedinicama atomske mase. Relativna molekularna masa tvari je omjer mase molekule dane tvari prema 1/12 mase atoma ugljika, čija je masa 12 amu. Poznato je da je molekula klora dvoatomna - Cl 2. Relativna molekulska težina molekule klora bit će jednaka:
M r (Cl 2) = 35,457 × 2 ≈ 71.
Izotopi klora
Poznato je da se klor u prirodi nalazi u obliku dva stabilna izotopa 35 Cl (75,78%) i 37 Cl (24,22%). Njihovi maseni brojevi su 35, odnosno 37. Jezgra atoma izotopa klora 35 Cl sadrži sedamnaest protona i osamnaest neutrona, a izotop 37 Cl sadrži isti broj protona i dvadeset neutrona.
Postoje umjetni izotopi klora s masenim brojevima od 35 do 43, među kojima je najstabilniji 36 Cl s vremenom poluraspada od 301 tisuću godina.
Ioni klora
Vanjska energetska razina atoma klora ima sedam elektrona, koji su valentni elektroni:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .
Kao rezultat kemijske interakcije, klor može izgubiti svoje valentne elektrone, tj. biti njihov donor, te se pretvoriti u pozitivno nabijene ione ili prihvatiti elektrone drugog atoma, tj. biti njihov akceptor i pretvoriti se u negativno nabijene ione:
Cl 0 -7e → Cl 7+ ;
Cl 0 -5e → Cl 5+ ;
Cl 0 -4e → Cl 4+ ;
Cl 0 -3e → Cl 3+ ;
Cl 0 -2e → Cl 2+ ;
Cl 0 -1e → Cl 1+ ;
Cl 0 +1e → Cl 1- .
Molekula i atom klora
Molekula klora sastoji se od dva atoma - Cl 2. Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu klora:
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
| Vježbajte | Koliki volumen klora treba uzeti da reagira s 10 litara vodika? Plinovi su pod istim uvjetima. |
| Riješenje | Napišimo jednadžbu reakcije između klora i vodika: Cl2 + H2 = 2HCl. Izračunajmo količinu tvari vodika koja je reagirala: n (H2) = V (H2)/Vm; n (H2) = 10 / 22,4 = 0,45 mol. Prema jednadžbi, n (H 2) = n (Cl 2) = 0,45 mol. Tada je volumen klora koji je reagirao s vodikom jednak: |
Koliko god negativno gledali na javne zahode, priroda diktira svoja pravila i moramo ih posjećivati. Osim prirodnih (za određeno mjesto) mirisa, još jedna česta aroma je izbjeljivač koji se koristi za dezinfekciju prostorija. Ime je dobio po glavnom aktivnom sastojku u sebi - Cl. Naučimo o ovom kemijskom elementu i njegovim svojstvima, a također karakterizirajmo klor položajem u periodnom sustavu.
Kako je ovaj element otkriven?
Prvi spoj koji je sadržavao klor (HCl) sintetizirao je 1772. britanski svećenik Joseph Priestley.
Dvije godine kasnije, njegov švedski kolega Karl Scheele uspio je opisati metodu za izolaciju Cl pomoću reakcije između klorovodične kiseline i mangan dioksida. Međutim, ovaj kemičar nije shvatio da je kao rezultat sintetiziran novi kemijski element.
Znanstvenicima je trebalo gotovo 40 godina da nauče kako proizvesti klor u praksi. To je prvi učinio Britanac Humphry Davy 1811. godine. Istovremeno je upotrijebio drugačiju reakciju od svojih teoretskih prethodnika. Davy je koristio elektrolizu da razloži NaCl (većini poznat kao kuhinjska sol) na njegove komponente.
Nakon proučavanja dobivene tvari, britanski kemičar shvatio je da je elementarna. Nakon ovog otkrića, Davy ne samo da ga je nazvao klor, već je također bio u mogućnosti okarakterizirati klor, iako je bio vrlo primitivan.
Klor se pretvorio u klor (klor) zahvaljujući Josephu Gay-Lussacu i u tom obliku danas postoji u francuskom, njemačkom, ruskom, bjeloruskom, ukrajinskom, češkom, bugarskom i još nekim jezicima. U engleskom jeziku još uvijek se koristi naziv "chlorine", a u talijanskom i španjolskom "chloro".
Element o kojem je riječ detaljnije je opisao Jens Berzelius 1826. godine. On je bio taj koji je uspio odrediti njegovu atomsku masu.
Što je klor (Cl)
Razmotrivši povijest otkrića ovog kemijskog elementa, vrijedi naučiti više o tome.
Naziv klor izveden je iz grčke riječi χλωρός ("zelen"). Dobiven je zbog žućkasto-zelenkaste boje ove tvari
Sam klor postoji kao dvoatomni plin, Cl2, ali ga u prirodi praktički nikad nema u ovom obliku. Češće se pojavljuje u raznim spojevima.
Osim svoje karakteristične nijanse, klor karakterizira slatkasto-oštar miris. To je vrlo otrovna tvar, stoga, kada se ispusti u zrak i udahne osoba ili životinja, može dovesti do njihove smrti unutar nekoliko minuta (ovisno o koncentraciji Cl).
Budući da je klor gotovo 2,5 puta teži od zraka, uvijek će se nalaziti ispod njega, odnosno blizu tla. Iz tog razloga, ako sumnjate na prisutnost Cl, trebali biste se popeti što više, jer će biti manja koncentracija ovog plina.
Također, za razliku od nekih drugih otrovnih tvari, tvari koje sadrže klor imaju karakterističnu boju, što omogućuje njihovo vizualno prepoznavanje i poduzimanje mjera. Većina standardnih plinskih maski pomaže u zaštiti dišnog sustava i sluznice od Cl. Međutim, za potpunu sigurnost potrebno je poduzeti ozbiljnije mjere, uključujući neutralizaciju otrovne tvari.
Vrijedno je napomenuti da je kemijsko oružje počelo svoju povijest korištenjem klora kao otrovnog plina od strane Nijemaca 1915. godine. Kao rezultat upotrebe gotovo 200 tona tvari, 15 tisuća ljudi otrovalo se u nekoliko minuta. Trećina ih je umrla gotovo trenutno, trećina je zadobila trajna oštećenja, a samo 5 tisuća uspjelo je pobjeći.
Zašto tako opasna tvar još uvijek nije zabranjena i godišnje se iskopa u milijunima tona? Sve je u njegovim posebnim svojstvima, a da bismo ih razumjeli, vrijedi razmotriti karakteristike klora. Najlakši način da to učinite je pomoću periodnog sustava.
Karakteristike klora u periodnom sustavu
Klor kao halogen
Osim izrazite toksičnosti i oštrog mirisa (svojstvenog svim predstavnicima ove skupine), Cl je visoko topljiv u vodi. Praktična potvrda toga je dodavanje deterdženata koji sadrže klor u bazensku vodu.
U dodiru s vlažnim zrakom dotična tvar počinje dimiti.
Svojstva Cl kao nemetala
Kada se razmatraju kemijska svojstva klora, vrijedi obratiti pozornost na njegova nemetalna svojstva.
Ima sposobnost stvaranja spojeva s gotovo svim metalima i nemetalima. Primjer je reakcija s atomima željeza: 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3.
Često je za izvođenje reakcija potrebno koristiti katalizatore. H2O može igrati tu ulogu.
Često su reakcije s Cl endotermne (apsorbiraju toplinu).
Važno je napomenuti da u kristalnom obliku (u obliku praha) klor stupa u interakciju s metalima samo kada se zagrije na visoke temperature.
Reagirajući s drugim nemetalima (osim O 2, N, F, C i inertnih plinova), Cl stvara spojeve - kloride.
Pri reakciji s O 2 nastaju izrazito nestabilni oksidi skloni raspadu. U njima se oksidacijsko stanje Cl može manifestirati od +1 do +7.
U interakciji s F nastaju fluoridi. Njihov stupanj oksidacije može biti različit.
Klor: karakteristike tvari u smislu njezinih fizikalnih svojstava
Osim kemijskih svojstava, predmetni element ima i fizikalna svojstva.
Utjecaj temperature na agregacijsko stanje Cl
Nakon što smo ispitali fizičke karakteristike elementa klora, shvaćamo da je sposoban prelaziti u različita agregatna stanja. Sve ovisi o temperaturi.
U svom normalnom stanju, Cl je plin s visoko korozivnim svojstvima. Međutim, može se lako ukapiti. Na to utječu temperatura i tlak. Na primjer, ako je 8 atmosfera i temperatura +20 stupnjeva Celzijusa, Cl 2 je kiselo-žuta tekućina. Sposoban je održavati ovo stanje agregacije do +143 stupnja, ako tlak također nastavi rasti.
Kada dosegne -32 °C, agregatno stanje klora prestaje ovisiti o tlaku i on ostaje tekući.
Kristalizacija tvari (kruto stanje) događa se na -101 stupnju.
Gdje postoji Cl u prirodi?
Uzimajući u obzir opće karakteristike klora, vrijedi saznati gdje se takav složeni element može naći u prirodi.
Zbog svoje visoke reaktivnosti, gotovo se nikad ne nalazi u čistom obliku (zbog čega su znanstvenicima trebale godine da nauče kako ga sintetizirati kada su prvi put proučavali ovaj element). Tipično, Cl se nalazi u spojevima u raznim mineralima: halit, silvit, kainit, bischofite, itd.
Najviše ga ima u solima izvađenim iz morske ili oceanske vode.
Učinak na tijelo
Kada su u pitanju karakteristike klora, već je više puta rečeno da je on izrazito otrovan. Štoviše, atomi tvari sadržani su ne samo u mineralima, već iu gotovo svim organizmima, od biljaka do ljudi.
Zbog svojih posebnih svojstava ioni Cl bolje od ostalih prodiru kroz stanične membrane (dakle, više od 80% ukupnog klora u ljudskom tijelu nalazi se u međustaničnom prostoru).
Zajedno s K, Cl je odgovoran za regulaciju ravnoteže vode i soli i, kao posljedicu, za osmotsku jednakost.
Unatoč tako važnoj ulozi u tijelu, Cl 2 u svom čistom obliku ubija sva živa bića – od stanica do cijelih organizama. Međutim, u kontroliranim dozama i uz kratkotrajnu izloženost, nema vremena uzrokovati štetu.
Upečatljiv primjer potonje tvrdnje je svaki bazen. Kao što znate, voda se u takvim ustanovama dezinficira Cl. Štoviše, ako osoba rijetko posjećuje takvu ustanovu (jednom tjedno ili mjesečno), malo je vjerojatno da će patiti od prisutnosti ove tvari u vodi. Međutim, zaposlenici takvih ustanova, posebno oni koji gotovo cijeli dan provode u vodi (spasioci, instruktori), često boluju od kožnih bolesti ili imaju oslabljen imunitet.
Vezano uz sve to, nakon posjeta bazenima svakako se valja istuširati - kako biste s kože i kose isprali moguće ostatke klora.
Ljudska upotreba Cl
Sjetimo se iz karakteristika klora da je on “hirovit” element (kada je u pitanju interakcija s drugim tvarima), bit će zanimljivo znati da se dosta često koristi u industriji.
Prije svega, koristi se za dezinfekciju mnogih tvari.
Cl se također koristi u proizvodnji određenih vrsta pesticida, koji pomažu u spašavanju usjeva od štetočina.
Sposobnost ove tvari za interakciju s gotovo svim elementima periodnog sustava (karakteristika klora kao nemetala) pomaže uz pomoć nje ekstrahirati određene vrste metala (Ti, Ta i Nb), kao i vapno i klorovodičnu kiselinu .
Uz sve navedeno, Cl se koristi u proizvodnji industrijskih tvari (polivinil klorid) i lijekova (klorheksidin).
Vrijedno je spomenuti da je danas pronađen učinkovitiji i sigurniji dezinficijens - ozon (O 3). Međutim, njegova proizvodnja je skuplja od klora, a ovaj plin je još nestabilniji od klora (kratak opis fizikalnih svojstava u 6-7 točaka). Stoga si malo ljudi može priuštiti korištenje ozonizacije umjesto kloriranja.
Kako se proizvodi klor?
Danas su poznate mnoge metode za sintezu ove tvari. Svi oni spadaju u dvije kategorije:
- Kemijski.
- Elektrokemijski.
U prvom slučaju, Cl se dobiva zbog kemijske reakcije. Međutim, u praksi su vrlo skupi i neučinkoviti.
Stoga industrija preferira elektrokemijske metode (elektrolizu). Postoje ih tri: dijafragma, membrana i elektroliza žive.
DEFINICIJA
Klor nalazi se u trećoj periodi VII skupine glavne (A) podskupine periodnog sustava.
Pripada elementima p-obitelji. Nemetalni. Nemetalni elementi uključeni u ovu skupinu zajednički se nazivaju halogeni. Oznaka - Cl. Serijski broj - 17. Relativna atomska masa - 35.453 amu.
Elektronska struktura atoma klora
Atom klora sastoji se od pozitivno nabijene jezgre (+17), koja se sastoji od 17 protona i 18 neutrona, oko koje se giba 17 elektrona u 3 orbite.
Sl. 1. Shema strukture atoma klora.
Raspodjela elektrona među orbitalama je sljedeća:
17Cl) 2) 8) 7 ;
1s 2 2s 2 2str 6 3s 2 3str 5 .
Vanjska energetska razina atoma klora sadrži sedam elektrona, a svi se smatraju valentnim elektronima. Energetski dijagram osnovnog stanja ima sljedeći oblik:
Prisutnost jednog nesparenog elektrona ukazuje da je klor sposoban pokazati +1 oksidacijsko stanje. Nekoliko pobuđenih stanja također je moguće zbog prisutnosti praznog 3 d-orbitale. Prvo se pare elektroni 3 str-podnivo i zauzeti slobodno d-orbitale, a zatim - elektroni 3 s-podnivo:
To objašnjava prisutnost klora u još tri oksidacijska stanja: +3, +5 i +7.
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
| Vježbajte | Dana su dva elementa s nuklearnim nabojem Z=17 i Z=18. Jednostavna tvar koju tvori prvi element je otrovni plin oštrog mirisa, a drugi je netoksičan plin bez mirisa koji se ne diše. Napiši elektroničke formule za atome obaju elemenata. Koji od njih proizvodi otrovni plin? |
| Riješenje | Elektronske formule zadanih elemenata bit će zapisane na sljedeći način: 17 Z 1 s 2 2s 2 2str 6 3s 2 3str 5 ; 18 Z 1 s 2 2s 2 2str 6 3s 2 3str 6 . Naboj jezgre atoma kemijskog elementa jednak je njegovom atomskom broju u periodnom sustavu elemenata. Dakle, to je klor i argon. Dva atoma klora tvore molekulu jednostavne tvari - Cl 2, koja je otrovni plin oštrog mirisa |
| Odgovor | Klor i argon. |
Na zapadu Flandrije nalazi se maleni grad. Ipak, njegovo je ime poznato u cijelom svijetu i dugo će ostati u sjećanju čovječanstva kao simbol jednog od najvećih zločina protiv čovječanstva. Ovaj grad je Ypres. Crecy - Ypres - Hiroshima - prekretnice na putu pretvaranja rata u gigantski stroj uništenja.
Početkom 1915. na zapadnoj crti bojišnice formiran je takozvani Ypresov istureni dio. Savezničke anglo-francuske snage sjeveroistočno od Ypresa prodrle su na teritorij koji je okupirala njemačka vojska. Njemačko zapovjedništvo odlučilo je krenuti u protunapad i izravnati liniju bojišnice. Ujutro 22. travnja, dok je vjetar lagano puhao, Nijemci su započeli neobične pripreme za ofenzivu - izveli su prvi plinski napad u povijesti ratovanja. Na Ypres sektoru fronta, 6000 cilindara klora otvoreno je istovremeno. U roku od pet minuta stvorio se ogroman, 180 tona težak, otrovni žuto-zeleni oblak koji se polako kretao prema neprijateljskim rovovima.
Ovo nitko nije očekivao. Francuske i britanske trupe spremale su se za napad, za topničko granatiranje, vojnici su se sigurno ukopali, ali pred razornim oblakom klora bili su potpuno nenaoružani. Smrtonosni plin prodirao je u sve pukotine i u sva skloništa. Rezultati prvog kemijskog napada (i prvog kršenja Haške konvencije o neuporabi kemijskih tvari iz 1907.!) bili su zapanjujući - klor pogodio oko 15 tisuća ljudi, a oko 5 tisuća umrlo. I sve to - kako bi se izravnala 6 km duga linija bojišnice! Dva mjeseca kasnije, Nijemci su pokrenuli napad klorom na istočnoj fronti. A dvije godine kasnije, Ypres je povećao svoju ozloglašenost. Tijekom teške bitke 12. srpnja 1917. godine na području ovog grada prvi put je upotrijebljena otrovna tvar, kasnije nazvana iperit. Iperit je derivat klora, diklorodietil sulfid.
Podsjećamo na ove epizode povijesti vezane uz jedan mali grad i jedan kemijski element kako bismo pokazali koliko element broj 17 može biti opasan u rukama militantnih luđaka. Ovo je najmračnije poglavlje u povijesti klora. Ali bilo bi potpuno pogrešno klor vidjeti samo kao otrovnu tvar i sirovinu za proizvodnju drugih otrovnih tvari...
Povijest elementarnog klora je relativno kratka, datira iz 1774. Povijest spojeva klora stara je koliko i svijet. Dovoljno je zapamtiti da je natrijev klorid kuhinjska sol. I, očito, čak iu pretpovijesnim vremenima primijećena je sposobnost soli da konzervira meso i ribu.
Najstariji arheološki nalazi - dokazi o korištenju soli od strane ljudi - potječu iz otprilike 3-4 tisućljeća pr. Ali najstariji opis iskopavanja kamene soli nalazimo u spisima grčkog povjesničara Herodota (5. st. pr. Kr.). Herodot opisuje iskopavanje kamene soli u Libiji. U oazi Sinach u središtu Libijske pustinje nalazio se poznati hram boga Ammon-Ra. Zbog toga je Libija nazvana “amonijak”, a prvi naziv za kamenu sol bio je “sal ammoniacum”. Kasnije, počevši oko 13.st. AD, ovo je ime dodijeljeno amonijevom kloridu.
Prirodoslovlje Plinija Starijeg opisuje metodu za odvajanje zlata od osnovnih metala kalcinacijom soli i gline. A jedan od prvih opisa pročišćavanja natrijevog klorida nalazi se u djelima velikog arapskog liječnika i alkemičara Jabira ibn Hayyana (u europskom pravopisu - Geber).
Vrlo je vjerojatno da su se i alkemičari susreli s elementarnim klorom, budući da su se u zemljama Istoka već u 9. stoljeću, a u Europi u 13. stoljeću. Poznata je bila “Aqua regia” - mješavina klorovodične i dušične kiseline. U knjizi Nizozemca Van Helmonta, Hortus Medicinae, objavljenoj 1668., kaže se da kada se amonijev klorid i dušična kiselina zajedno zagrijavaju, dobiva se određeni plin. Sudeći prema opisu, ovaj plin je vrlo sličan kloru.
pojedinosti klor je prvi opisao švedski kemičar Scheele u svojoj raspravi o piroluzitu. Zagrijavajući mineral piroluzit s klorovodičnom kiselinom, Scheele je primijetio miris karakterističan za aqua regia, sakupio je i ispitao žuto-zeleni plin koji je uzrokovao taj miris i proučavao njegovu interakciju s određenim tvarima. Scheele je prvi otkrio djelovanje klora na zlato i cinober (u potonjem slučaju nastaje sublimat) i svojstva klora za izbjeljivanje.
Scheele nije smatrao da je novootkriveni plin jednostavna tvar i nazvao ga je "deflogisticirana solna kiselina". Suvremenim jezikom rečeno, Scheele, a nakon njega i drugi znanstvenici tog vremena, smatrali su da je novi plin oksid klorovodične kiseline.
Nešto kasnije, Bertholet i Lavoisier predložili su da se ovaj plin smatra oksidom određenog novog elementa "murija". Tri i pol desetljeća kemičari su bezuspješno pokušavali izolirati nepoznatu muriju.
Isprva je i Davy bio pristaša "murijevog oksida", koji je 1807. kuhinjsku sol razgradio električnom strujom u alkalijski metal natrij i žuto-zeleni plin. Međutim, tri godine kasnije, nakon mnogih bezuspješnih pokušaja dobivanja murije, Davy je došao do zaključka da je plin koji je otkrio Scheele jednostavna tvar, element, te ga je nazvao plin klora ili klor (od grčkog - žuto-zelen). A tri godine kasnije, Gay-Lussac je novom elementu dao kraće ime - klor. Istina, još 1811. godine njemački kemičar Schweiger predložio je drugo ime za klor - "halogen" (doslovno prevedeno kao sol), ali to ime u početku nije zaživjelo, a kasnije je postalo uobičajeno za cijelu skupinu elemenata, koja uključuje klor .
“Osobna karta” klora
Na pitanje što je klor, možete dati barem desetak odgovora. Prvo, to je halogen; drugo, jedan od najjačih oksidansa; treće, izuzetno otrovan plin; četvrto, najvažniji proizvod glavne kemijske industrije; peto, sirovine za proizvodnju plastike i pesticida, gume i umjetnih vlakana, boja i lijekova; šesto, tvar s kojom se dobivaju titan i silicij, glicerin i fluoroplastika; sedmo, sredstvo za pročišćavanje pitke vode i izbjeljivanje tkanina...
Ovaj bi se popis mogao nastaviti.
U normalnim uvjetima, elementarni klor je prilično težak žuto-zeleni plin oštrog, karakterističnog mirisa. Atomska težina klora je 35,453, a molekularna težina je 70,906 jer je molekula klora dvoatomna. Jedna litra plinovitog klora u normalnim uvjetima (temperatura 0 ° C i tlak 760 mm Hg) teži 3,214 g. Kada se ohladi na temperaturu od - 34,05 ° C, klor se kondenzira u žutu tekućinu (gustoća 1,56 g / cm 3), a na temperaturi od - 101,6°C stvrdnjava. Pri povišenom tlaku klor se može pretvoriti u tekućinu na višim temperaturama do +144°C. Klor je visoko topljiv u dikloroetanu i nekim drugim kloriranim organskim otapalima.
Element broj 17 vrlo je aktivan - izravno se spaja s gotovo svim elementima periodnog sustava elemenata. Stoga se u prirodi nalazi samo u obliku spojeva. Najčešći minerali koji sadrže klor su halit NaCl, silvinit KCl NaCl, bišofit MgCl 2 -6H 2 O, karnalit KCl-MgCl 2 -6H 2 O, kainit KCl-MgSO 4 -3H 2 O. To je prije svega njihova “greška” ( ili "zasluga") da je sadržaj klora u zemljinoj kori 0,20% po težini. Neki relativno rijetki minerali koji sadrže klor, poput rožnatog srebra AgCl, vrlo su važni za obojenu metalurgiju.
Što se tiče električne vodljivosti, tekući klor spada među najjače izolatore: provodi struju gotovo milijardu puta lošije od destilirane vode, a 1022 puta lošije od srebra.
Brzina zvuka u kloru je otprilike jedan i pol puta manja nego u zraku.
I na kraju - o izotopima klora.
Sada je poznato deset izotopa ovog elementa, ali samo dva se nalaze u prirodi - klor-35 i klor-37. Prvi je oko tri puta veći od drugog.
Preostalih osam izotopa dobiva se umjetnim putem. Najkraćeživući od njih, 32 Cl, ima vrijeme poluraspada od 0,306 sekundi, a najdugovječniji, 36 Cl, ima poluživot od 310 tisuća godina.
ELEMENTARNO RAČUNANJE. Pri proizvodnji klora elektrolizom otopine kuhinjske soli istodobno se dobivaju vodik i natrijev hidroksid: 2NaCl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH. Naravno, vodik je vrlo važan kemijski proizvod, ali postoje jeftiniji i praktičniji načini za proizvodnju ove tvari, na primjer pretvorba prirodnog plina... Ali kaustična soda se proizvodi gotovo isključivo elektrolizom otopina kuhinjske soli - ostalo metode čine manje od 10%. Budući da je proizvodnja klora i NaOH potpuno međusobno povezana (kao što slijedi iz reakcijske jednadžbe, proizvodnja jedne molekule grama - 71 g klora - uvijek je popraćena proizvodnjom dvije molekule grama - 80 g elektrolitičke lužine), znajući da produktivnost radionice (ili pogona, ili države) za alkalije, lako možete izračunati koliko klora proizvodi. Svaku tonu NaOH “prati” 890 kg klora.
BUNAR I LUBRIKANT! Koncentrirana sumporna kiselina praktički je jedina tekućina koja ne reagira s klorom. Stoga se za komprimiranje i pumpanje klora tvornice koriste pumpama u kojima sumporna kiselina djeluje kao radna tekućina, a ujedno i kao mazivo.
IME FRIEDRICH WELLER. Istražujući interakciju organskih tvari s klorom, francuski kemičar 19.st. Jean Dumas došao je do nevjerojatnog otkrića: klor može zamijeniti vodik u molekulama organskih spojeva. Na primjer, kada se klorira octena kiselina, prvo se jedan vodik metilne skupine zamijeni klorom, zatim drugi i treći. Ali najupečatljivije je bilo to što su se kemijska svojstva klorooctene kiseline malo razlikovala od same octene kiseline. Klasa reakcija koju je otkrio Dumas bila je potpuno neobjašnjiva elektrokemijskom hipotezom i teorijom Berzeliusovih radikala koje su tada bile dominantne. Berzelius i njegovi učenici i sljedbenici žestoko su osporili ispravnost Dumasova rada. U njemačkom časopisu “Annalen der Chemie und Pharmacie” pojavilo se podrugljivo pismo poznatog njemačkog kemičara Friedricha Wöhlera pod pseudonimom S. S. H. Windier (na njemačkom “Schwindler” znači “lažljivac”, “varalica”). Izvijestio je da je autor uspio zamijeniti sve atome ugljika, vodika i kisika u vlaknu (C 6 H 10 O 5) klorom, a svojstva vlakna nisu se promijenila. A sada u Londonu prave tople jastučiće za trbuh od pamučne vune koja se sastoji od čistog klora.
KLOR I VODA. Klor je znatno topiv u vodi. Pri 20°C otapa se 2,3 volumena klora u jednom volumenu vode. Vodene otopine klora (klorna voda) su žute. Ali s vremenom, osobito kada se čuvaju na svjetlu, postupno se mijenjaju u boji. To se objašnjava činjenicom da otopljeni klor djelomično stupa u interakciju s vodom, nastaju klorovodična i klorovodična kiselina: Cl 2 + H 2 O → HCl + HOCl. Potonji je nestabilan i postupno se raspada na HCl i kisik. Stoga otopina klora u vodi postupno prelazi u otopinu klorovodične kiseline.
Ali pri niskim temperaturama klor i jod tvore kristalni hidrat neobičnog sastava - Cl 2 * 5 3 / 4 H 2 O. Ovi zelenkasto-žuti kristali (stabilni samo na temperaturama ispod 10 °C) mogu se dobiti propuštanjem klora kroz led voda. Neobična formula objašnjava se strukturom kristalnog hidrata, koja je određena prvenstveno strukturom leda. U kristalnoj rešetki leda molekule H2O mogu biti raspoređene na takav način da se između njih pojavljuju pravilno raspoređene šupljine. Kubična jedinična ćelija sadrži 46 molekula vode, između kojih se nalazi osam mikroskopskih šupljina. Upravo u tim šupljinama talože se molekule klora. Točnu formulu klor kristalnog hidrata treba stoga napisati na sljedeći način: 8Cl 2 * 46H 2 O.
TROVANJE KLOROM. Prisutnost oko 0,0001% klora u zraku iritira sluznicu. Stalna izloženost takvoj atmosferi može dovesti do bolesti bronhija, oštro pogoršati apetit i dati zelenkastu nijansu koži. Ako je sadržaj klora u zraku 0,1%, može doći do akutnog trovanja, čiji su prvi znak jaki napadi kašlja. U slučaju trovanja klorom potrebno je apsolutno mirovanje; Korisno je udisati kisik ili amonijak (ušmrkavanje amonijaka), ili pare alkohola s eterom. Prema postojećim sanitarnim standardima, sadržaj klora u zraku industrijskih prostora ne smije prelaziti 0,001 mg/l, tj. 0,00003%.
NE SAMO OTROV. “Svi znaju da su vukovi pohlepni.” I taj klor je otrovan. Međutim, u malim dozama, otrovni klor ponekad može poslužiti kao protuotrov. Stoga se žrtvama sumporovodika daje nestabilno izbjeljivač na miris. Međusobnim djelovanjem dva otrova se međusobno neutraliziraju.
ANALIZA KLORA. Za određivanje sadržaja klora, uzorak zraka se propušta kroz apsorbere sa zakiseljenom otopinom kalijevog jodida. (Klor istiskuje klor, količina potonjeg se lako određuje filtriranjem s otopinom Na 2 S 2 O 3.) Za određivanje tragova klora u zraku često se koristi kolorimetrijska metoda, koja se temelji na oštroj promjeni u boja nekih spojeva (benzidin, ortotoluidin, metiloranž) kada se oksidiraju klorom. Na primjer, bezbojna zakiseljena otopina benzidina postaje žuta, a neutralna otopina postaje plava. Intenzitet boje proporcionalan je količini klora.
Učitavam...