În ce grup se află clorul? Proprietățile fizice ale clorului: densitate, capacitate termică, conductivitate termică Cl2

Raza ionică (+7e)27 (-1e)181 pm Electronegativitatea
(după Pauling) 3.16 Potențialul electrodului 0 Stări de oxidare 7, 6, 5, 4, 3, 1, −1 Proprietățile termodinamice ale unei substanțe simple Densitate (la -33,6 °C) 1,56
/cm³ Capacitate de căldură molară 21,838 J/(mol) Conductivitate termică 0,009 W/( ·) Temperatură de topire 172.2 Căldura de topire 6,41 kJ/mol Temperatura de fierbere 238.6 Căldura de vaporizare 20,41 kJ/mol Volumul molar 18,7 cm³/mol Rețea cristalină dintr-o substanță simplă Structura de zăbrele ortorombic Parametrii rețelei a=6,29 b=4,50 c=8,21 raport c/a — Debye temperatura n/a K

Clor (χλωρός - verde) - element subgrupul principal a șaptea grupă, a treia perioadă a sistemului periodic al elementelor chimice de D.I. Mendeleev, cu număr atomic 17. Notat cu simbolul Cl (lat. Chlorum). Nemetal activ din punct de vedere chimic. Face parte din grupul de halogeni (inițial, numele „halogen” a fost folosit de chimistul german Schweiger pentru clor [literal, „halogen” se traduce prin sare), dar nu a prins, și ulterior a devenit comun grupului VII. de elemente, care include clorul).

Substanța simplă clorul (număr CAS: 7782-50-5) în condiții normale este un gaz otrăvitor de culoare verde-gălbui, cu miros înțepător. Moleculă de clor diatomic (formula Cl2).

Diagrama atomului de clor

Clorul a fost obținut pentru prima dată în 1772 de Scheele, care a descris eliberarea lui în timpul interacțiunii piroluzitului cu acidul clorhidric în tratatul său despre piroluzit:

4HCI + MnO2 = CI2 + MnCl2 + 2H2O

Scheele a remarcat mirosul clorului, asemănător cu cel al acva regiei, capacitatea sa de a reacționa cu aurul și cinabrul și proprietățile sale de albire.

Cu toate acestea, Scheele, în conformitate cu teoria flogistului care era dominantă în chimie la acea vreme, a sugerat că clorul este acid clorhidric deflogistic, adică oxidul acidului clorhidric. Berthollet și Lavoisier au sugerat că clorul este un oxid al elementului muria, dar încercările de a-l izola au rămas fără succes până la lucrările lui Davy, care a reușit să descompună sarea de masă în sodiu și clor prin electroliză.

Distribuția în natură

În natură se găsesc doi izotopi ai clorului: 35 Cl și 37 Cl. În scoarța terestră, clorul este cel mai comun halogen. Clorul este foarte activ - se combină direct cu aproape toate elementele tabelului periodic. Prin urmare, în natură se găsește numai sub formă de compuși din minerale: halit NaCl, silvit KCl, silvinit KCl NaCl, bischofit MgCl 2 6H2O, carnalit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H 2 O. rezervele de clor sunt conținute în sărurile apelor mărilor și oceanelor.

Clorul reprezintă 0,025% din numărul total atomi ai scoarței terestre, numărul clarke de clor este de 0,19%, iar corpul uman conține 0,25% ioni de clor în masă. În corpul uman și animal, clorul se găsește în principal în fluidele intercelulare (inclusiv în sânge) și joacă un rol important în reglarea proceselor osmotice, precum și în procesele asociate cu funcționarea celulelor nervoase.

Compoziție izotopică

În natură se găsesc 2 izotopi stabili ai clorului: cu un număr de masă de 35 și 37. Proporțiile conținutului lor sunt de 75,78% și respectiv 24,22%.

Izotop	Masa relativă, a.m.u.	Jumătate de viață	Tip de degradare	Spin nuclear
35 cl	34.968852721	Grajd	—	3/2
36 cl	35.9683069	301000 de ani	dezintegrarea β în 36 Ar	0
37Cl	36.96590262	Grajd	—	3/2
38 cl	37.9680106	37,2 minute	dezintegrarea β în 38 Ar	2
39Cl	38.968009	55,6 minute	dezintegrarea β la 39 Ar	3/2
40Cl	39.97042	1,38 minute	dezintegrarea β în 40 Ar	2
41Cl	40.9707	34 s	dezintegrarea β în 41 Ar
42 cl	41.9732	46,8 s	dezintegrarea β în 42 Ar
43 cl	42.9742	3,3 s	Dezintegrarea β în 43 Ar

Proprietăți fizice și fizico-chimice

În condiții normale, clorul este un gaz galben-verzui cu miros sufocant. Unele dintre proprietățile sale fizice sunt prezentate în tabel.

Unele proprietăți fizice ale clorului

Proprietate	Sens
Temperatura de fierbere	-34 °C
Temperatură de topire	-101 °C
Temperatura de descompunere (disocieri în atomi)	~1400°C
Densitate (gaz, n.s.)	3,214 g/l
Afinitatea electronică a unui atom	3,65 eV
Prima energie de ionizare	12,97 eV
Capacitate termică (298 K, gaz)	34,94 (J/mol K)
Temperatura critica	144 °C
Presiune critică	76 atm
Entalpia standard de formare (298 K, gaz)	0 (kJ/mol)
Entropia standard de formare (298 K, gaz)	222,9 (J/mol K)
Entalpia de topire	6,406 (kJ/mol)
Entalpia de fierbere	20,41 (kJ/mol)

Când este răcit, clorul se transformă într-un lichid la o temperatură de aproximativ 239 K, iar apoi sub 113 K se cristalizează într-o rețea ortorombic cu grup spațial. Cmca iar parametrii a=6,29 b=4,50, c=8,21. Sub 100 K, modificarea ortorombică a clorului cristalin devine tetragonală, având un grup spațial P4 2/ncm iar parametrii rețelei a=8,56 și c=6,12.

Solubilitate

Solvent	Solubilitate g/100 g
Benzen	Să ne dizolvăm
Apă (0 °C)	1,48
Apă (20 °C)	0,96
Apă (25 °C)	0,65
Apă (40 °C)	0,46
Apă (60°C)	0,38
Apă (80 °C)	0,22
tetraclorura de carbon (0 °C)	31,4
tetraclorură de carbon (19 °C)	17,61
tetraclorură de carbon (40 °C)	11
Cloroform	Bine solubil
TiCI4, SiCI4, SnCl4	Să ne dizolvăm

La lumină sau la încălzire, reacţionează activ (uneori cu explozie) cu hidrogenul conform unui mecanism radical. Amestecuri de clor cu hidrogen, care conțin de la 5,8 la 88,3% hidrogen, explodează la iradiere pentru a forma acid clorhidric. Un amestec de clor și hidrogen în concentrații mici arde cu o flacără incoloră sau galben-verzuie. Temperatura maximă a flăcării hidrogen-clor 2200 °C:

Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2 Cl 2 + 3F 2 (ex.) → 2ClF 3

Alte proprietăți

Cl 2 + CO → COCl 2

Când este dizolvat în apă sau alcalii, clorul se dismută, formând acizi hipocloroși (și când este încălzit, percloric) și acizi clorhidric sau sărurile acestora:

Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O 4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4Cl

Proprietățile oxidante ale clorului

CI2 + H2S → 2HCI + S

Reacții cu substanțe organice

CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 6-x Cl x + HCl

Se atașează la compușii nesaturați prin legături multiple:

CH2 =CH2 + CI2 → CI-CH2-CH2-CI

Compușii aromatici înlocuiesc un atom de hidrogen cu clor în prezența catalizatorilor (de exemplu, AlCl 3 sau FeCl 3):

C6H6 + CI2 → C6H5CI + HCI

Metode de clor pentru producerea clorului

Metode industriale

Inițial, metoda industrială de producere a clorului s-a bazat pe metoda Scheele, adică reacția piroluzitului cu acidul clorhidric:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O 2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Anod: 2Cl - - 2е - → Cl 2 0 Catod: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH-

Deoarece electroliza apei are loc paralel cu electroliza clorurii de sodiu, ecuația generală poate fi exprimată după cum urmează:

1,80 NaCl + 0,50 H2O → 1,00 CI2 + 1,10 NaOH + 0,03 H2

Se folosesc trei variante ale metodei electrochimice de producere a clorului. Două dintre ele sunt electroliza cu catod solid: metode cu diafragmă și membrană, a treia este electroliza cu catod lichid (metoda de producție a mercurului). Dintre metodele de producție electrochimică, cea mai ușoară și mai convenabilă metodă este electroliza cu catod de mercur, dar această metodă provoacă daune semnificative. mediu inconjurator ca urmare a evaporării și scurgerii de mercur metalic.

Metoda diafragmei cu catod solid

Cavitatea electrolizorului este împărțită printr-o partiție poroasă de azbest - o diafragmă - în spații catodice și anodice, unde se află catodul și anodul electrolizorului. Prin urmare, un astfel de electrolizor este adesea numit diafragmă, iar metoda de producție este electroliza cu diafragmă. Un flux de anolit saturat (soluție de NaCl) curge continuu în spațiul anodic al electrolizorului cu diafragmă. Ca urmare a procesului electrochimic, clorul este eliberat la anod din cauza descompunerii halitei, iar hidrogenul este eliberat la catod din cauza descompunerii apei. În acest caz, zona apropiată de catod este îmbogățită cu hidroxid de sodiu.

Metoda membranei cu catod solid

Metoda membranei este în esență similară cu metoda diafragmei, dar spațiile anodului și catodic sunt separate printr-o membrană polimerică schimbătoare de cationi. Metoda de producere a membranei este mai eficientă decât metoda diafragmei, dar mai dificil de utilizat.

Metoda mercurului cu catod lichid

Procesul se desfășoară într-o baie electrolitică, care constă dintr-un electrolizor, un descompozitor și o pompă de mercur, interconectate prin comunicații. În baia electrolitică, mercurul circulă sub acțiunea unei pompe de mercur, trecând printr-un electrolizor și un descompozitor. Catodul electrolizatorului este un flux de mercur. Anozi - grafit sau cu uzură redusă. Împreună cu mercur, un curent de anolit - o soluție de clorură de sodiu - curge continuu prin electrolizor. Ca urmare a descompunerii electrochimice a clorurii, la anod se formează molecule de clor, iar la catod, sodiul eliberat se dizolvă în mercur formând un amalgam.

Metode de laborator

În laboratoare, pentru a produce clor, se folosesc de obicei procese bazate pe oxidarea clorurii de hidrogen cu agenți oxidanți puternici (de exemplu, oxid de mangan (IV), permanganat de potasiu, dicromat de potasiu):

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

Depozitarea clorului

Clorul produs este stocat în „rezervoare” speciale sau pompat în cilindri de oțel de înaltă presiune. Cilindrii cu clor lichid sub presiune au o culoare specială - culoarea mlaștină. Trebuie remarcat faptul că, în timpul utilizării prelungite a buteliilor de clor, triclorura de azot extrem de explozivă se acumulează în ele și, prin urmare, din când în când, buteliile de clor trebuie să fie supuse spălării și curățării de rutină a clorurii de azot.

Standarde de calitate a clorului

Conform GOST 6718-93 „Clor lichid. Specificații» se produc următoarele clase de clor

Aplicație

Clorul este utilizat în multe industrii, știință și nevoi casnice:

• În producția de clorură de polivinil, compuși din plastic, cauciuc sintetic, din care sunt realizate: izolații pentru fire, profile de ferestre, materiale de ambalare, îmbrăcăminte și încălțăminte, linoleum și discuri, lacuri, echipamente și materiale plastice spumă, jucării, piese de instrumente, Materiale de construcție. Policlorura de vinil este produsă prin polimerizarea clorurii de vinil, care astăzi este cel mai adesea produsă din etilenă prin metoda echilibrată cu clor prin intermediarul 1,2-dicloretan.
• Proprietățile de albire ale clorului sunt cunoscute de mult timp, deși nu clorul în sine „albiște”, ci oxigenul atomic, care se formează în timpul descompunerii acidului hipocloros: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O.. Această metodă de albire a țesăturilor, hârtiei, cartonului este folosită de câteva secole.
• Producția de insecticide organoclorurate - substanțe care ucid insectele dăunătoare culturilor, dar sunt sigure pentru plante. O parte semnificativă a clorului produs este consumată pentru a obține produse de protecție a plantelor. Unul dintre cele mai importante insecticide este hexaclorociclohexanul (numit adesea hexacloran). Această substanță a fost sintetizată pentru prima dată în 1825 de Faraday, dar și-a găsit aplicare practică abia peste 100 de ani mai târziu - în anii 30 ai secolului nostru.
• A fost folosit ca agent de război chimic, precum și pentru producerea altor agenți de război chimic: gaz muștar, fosgen.
• Pentru a dezinfecta apa - „clorare”. Cea mai comună metodă de dezinfecție bând apă; se bazează pe capacitatea clorului liber și a compușilor săi de a inhiba sistemele enzimatice ale microorganismelor care catalizează procesele redox. Pentru dezinfectarea apei potabile se folosesc: clor, dioxid de clor, cloramina si inalbitor. SanPiN 2.1.4.1074-01 stabilește următoarele limite (coridorul) ale conținutului admisibil de clor rezidual liber în apa potabilă de alimentare cu apă centralizată 0,3 - 0,5 mg/l. O serie de oameni de știință și chiar politicieni din Rusia critică însuși conceptul de clorurare a apei de la robinet, dar nu pot oferi o alternativă la efectul de dezinfectare al compușilor cu clor. Materialele din care sunt realizate conductele de apă interacționează diferit cu apa clorurată de la robinet. Clorul liber din apa de la robinet reduce semnificativ durata de viață a conductelor pe bază de poliolefine: conducte de polietilenă tipuri variate, inclusiv polietilena reticulata, cunoscuta sub numele de PEX (PE-X). În SUA, pentru a controla admiterea conductelor din materiale polimerice pentru utilizare în sistemele de alimentare cu apă cu apă clorurată, aceștia au fost nevoiți să adopte 3 standarde: ASTM F2023 în legătură cu conductele, membranele și mușchii scheletici. Aceste canale îndeplinesc funcții importante în reglarea volumului fluidului, transportul de ioni transepiteliali și stabilizarea potențialelor membranare și sunt implicate în menținerea pH-ului celular. Clorul se acumulează în țesutul visceral, piele și mușchii scheletici. Clorul este absorbit în principal în intestinul gros. Absorbția și excreția clorului sunt strâns legate de ionii de sodiu și bicarbonații și, într-o măsură mai mică, de mineralocorticoizi și activitatea Na + /K + -ATPazei. 10-15% din tot clorul se acumulează în celule, dintre care 1/3 până la 1/2 se află în globulele roșii. Aproximativ 85% din clor se găsește în spațiul extracelular. Clorul este excretat din organism în principal prin urină (90-95%), fecale (4-8%) și prin piele (până la 2%). Excreția de clor este asociată cu ionii de sodiu și potasiu, iar reciproc cu HCO 3 - (echilibrul acido-bazic).

  O persoană consumă 5-10 g de NaCl pe zi. Necesarul uman minim de clor este de aproximativ 800 mg pe zi. Bebelușul primește cantitatea necesară de clor prin laptele matern, care conține 11 mmol/l de clor. NaCl este necesar pentru producerea acidului clorhidric în stomac, care favorizează digestia și distruge bacteriile patogene. În prezent, implicarea clorului în apariția anumitor boli la om nu este bine studiată, în principal din cauza numărului mic de studii. Este suficient să spunem că nici măcar recomandări privind aportul zilnic de clor nu au fost elaborate. Țesutul muscular uman conține 0,20-0,52% clor, țesut osos - 0,09%; în sânge - 2,89 g/l. Corpul obișnuit al unei persoane (greutate corporală 70 kg) conține 95 g de clor. În fiecare zi, o persoană primește 3-6 g de clor din alimente, ceea ce acoperă mai mult decât necesarul acestui element.

  Ionii de clor sunt vitali pentru plante. Clorul este implicat în metabolismul energetic la plante, activând fosforilarea oxidativă. Este necesar pentru formarea oxigenului în timpul fotosintezei de către cloroplaste izolate și stimulează procesele auxiliare ale fotosintezei, în primul rând cele asociate cu acumularea de energie. Clorul are un efect pozitiv asupra absorbției de către rădăcini a oxigenului, potasiului, calciului și magneziului. Concentrația excesivă a ionilor de clor în plante poate avea latura negativă, de exemplu, reduce conținutul de clorofilă, reduce activitatea fotosintezei, întârzie creșterea și dezvoltarea plantelor Baskunchak clor). Clorul a fost unul dintre primii agenți chimici folosiți

  — Utilizarea de echipamente de laborator analitice, electrozi de laborator și industriali, în special: electrozi de referință ESR-10101 care analizează conținutul de Cl- și K+.

  Interogări de clor, suntem găsiți după interogări de clor

  Interacțiune, otrăvire, apă, reacții și producție de clor

  • oxid
  • soluţie
  • acizi
  • conexiuni
  • proprietăți
  • definiție
  • dioxid
  • formulă
  • greutate
  • activ
  • lichid
  • substanţă
  • aplicarea
  • acțiune
  • starea de oxidare
  • hidroxid

În vestul Flandrei se află un oraș mic. Cu toate acestea, numele său este cunoscut în întreaga lume și va rămâne mult timp în memoria omenirii ca simbol al uneia dintre cele mai mari crime împotriva umanității. Acest oraș este Ypres. Crecy (la bătălia de la Crecy din 1346, trupele engleze au folosit arme de foc pentru prima dată în Europa.) - Ypres - Hiroshima - repere pe calea transformării războiului într-o mașinărie gigantică de distrugere.

La începutul anului 1915, pe linia frontului vestic s-a format așa-numitul salient Ypres. Forțele aliate anglo-franceze la nord-est de Ypres pătrunseseră pe teritoriul deținut de armata germană. Comandamentul german a decis să lanseze un contraatac și să niveleze linia frontului. În dimineața zilei de 22 aprilie, când vântul sufla lin dinspre nord-est, germanii au început pregătiri neobișnuite pentru ofensivă - au efectuat primul atac cu gaz din istoria războiului. Pe sectorul Ypres al frontului au fost deschise simultan 6.000 de butelii de clor. În cinci minute, s-a format un nor uriaș, otrăvitor, galben-verde, cântărind 180 de tone, care s-a deplasat încet spre tranșeele inamice.

Nimeni nu se aștepta la asta. Trupele franceze și britanice se pregăteau pentru un atac, pentru bombardarea artileriei, soldații au săpat în siguranță, dar în fața norului de clor distructiv erau complet neînarmați. Gazul mortal a pătruns în toate crăpăturile și în toate adăposturile. Rezultatele primului atac chimic (și prima încălcare a Convenției de la Haga din 1907 privind neutilizarea substanțelor toxice!) au fost uluitoare - clorul a afectat aproximativ 15 mii de oameni, aproximativ 5 mii au murit. Și toate acestea - pentru a nivela linia frontului de 6 km lungime! Două luni mai târziu, germanii au lansat un atac cu clor pe frontul de est. Și doi ani mai târziu, Ypres și-a sporit notorietatea. În timpul unei lupte grele din 12 iulie 1917, în zona acestui oraș a fost folosită pentru prima dată o substanță toxică, numită mai târziu gaz muștar. Gazul muștar este un derivat de clor, sulfura de diclorodietil.

Reamintim aceste episoade ale istoriei asociate cu un orășel și un element chimic pentru a arăta cât de periculos poate fi elementul nr. 17 în mâinile nebunilor militanti. Acesta este cel mai întunecat capitol din istoria clorului.

Dar ar fi complet greșit să vedem clorul doar ca o substanță toxică și o materie primă pentru producerea altor substanțe toxice...

Istoria clorului

Istoria clorului elementar este relativ scurtă, datând din 1774. Istoria compușilor cu clor este la fel de veche ca lumea. Este suficient să ne amintim că clorura de sodiu este sare de masă. Și, se pare, chiar și în timpurile preistorice, s-a remarcat capacitatea sării de a conserva carnea și peștele.

Cele mai vechi descoperiri arheologice - dovezi ale folosirii sării de către oameni - datează din aproximativ 3...4 mileni î.Hr. Iar cea mai veche descriere a extragerii sării geme se găsește în scrierile istoricului grec Herodot (sec. V î.Hr.). Herodot descrie exploatarea sării geme în Libia. În oaza din Sinach din centrul deșertului libian se afla faimosul templu al zeului Amon-Ra. De aceea, Libia a fost numită „Amoniac”, iar primul nume pentru sarea gemă a fost „sal ammoniacum”. Mai târziu, începând cu secolul al XIII-lea. AD, acest nume a fost atribuit clorurii de amoniu.

Istoria naturală a lui Pliniu cel Bătrân descrie o metodă de separare a aurului de metalele de bază prin calcinare cu sare și argilă. Și una dintre primele descrieri ale purificării clorurii de sodiu se găsește în lucrările marelui medic și alchimist arab Jabir ibn Hayyan (în ortografia europeană - Geber).

Este foarte probabil ca alchimiștii să fi întâlnit și clor elementar, deoarece în țările din Est deja în secolul al IX-lea, iar în Europa în secolul al XIII-lea. Era cunoscută „Acva regia” - un amestec de acizi clorhidric și acizi azotic. Cartea „Hortus Medicinae” a olandezului Van Helmont, publicată în 1668, afirmă că atunci când clorura de amoniu și acidul azotic sunt încălzite împreună, se obține un anumit gaz. Judecând după descriere, acest gaz este foarte asemănător cu clorul.

Clorul a fost descris pentru prima dată în detaliu de chimistul suedez Scheele în tratatul său despre piroluzit. În timp ce încălzi piroluzitul mineral cu acid clorhidric, Scheele a observat un miros caracteristic acva regiei, a colectat și a examinat gazul galben-verde care a dat naștere acestui miros și a studiat interacțiunea acestuia cu anumite substanțe. Scheele a fost primul care a descoperit efectul clorului asupra aurului și cinabrului (în acest din urmă caz se formează sublimat) și proprietățile de albire ale clorului.

Scheele nu a considerat gazul nou descoperit ca fiind o substanță simplă și l-a numit „acid clorhidric deflogistic”. Vorbitor limbaj modern, Scheele, iar după el alți oameni de știință din acea vreme credeau că noul gaz era oxidul de acid clorhidric.

Ceva mai târziu, Bertholet și Lavoisier au propus să considere acest gaz un oxid al unui anumit element nou „murium”. Timp de trei decenii și jumătate, chimiștii au încercat fără succes să izoleze muria necunoscută.

La început, Davy a fost, de asemenea, un susținător al „oxidului de muria”, iar în 1807 a descompus soc electric sare de masă în sodiu de metal alcalin și gaz galben-verde. Cu toate acestea, trei ani mai târziu, după multe încercări inutile de a obține muria, Davy a ajuns la concluzia că gazul descoperit de Scheele era o substanță simplă, un element și l-a numit gaz clor sau clor (din greacă χλωροζ - galben-verde) . Și trei ani mai târziu, Gay-Lussac a dat noului element un nume mai scurt - clor. Adevărat, în 1811, chimistul german Schweiger a propus un alt nume pentru clor - „halogen” (tradus literal ca sare), dar acest nume nu a prins la început, iar mai târziu a devenit comun pentru un întreg grup de elemente, care include clorul. .

„Carte personală” de clor

La întrebarea, ce este clorul, puteți da cel puțin o duzină de răspunsuri. În primul rând, este halogen; în al doilea rând, unul dintre cei mai puternici agenți oxidanți; în al treilea rând, un gaz extrem de otrăvitor; în al patrulea rând, cel mai important produs al industriei chimice principale; în al cincilea rând, materii prime pentru producția de materiale plastice și pesticide, cauciuc și fibre artificiale, coloranți și medicamente; în al șaselea rând, substanța cu care se obțin titanul și siliciul, glicerina și fluoroplastic; al șaptelea, un mijloc de purificare a apei de băut și de albire a țesăturilor...

Această listă ar putea fi continuată.

În condiții normale, clorul elementar este un gaz galben-verzui destul de greu, cu un miros puternic și caracteristic. Greutatea atomică a clorului este de 35,453, iar greutatea moleculară este de 70,906, deoarece molecula de clor este diatomică. Un litru de clor gazos în condiții normale (temperatura 0 ° C și presiune 760 mm Hg) cântărește 3,214 g. Când este răcit la o temperatură de –34,05 ° C, clorul se condensează într-un lichid galben (densitate 1,56 g / cm 3) și Se intareste la o temperatura de – 101,6°C. La presiuni ridicate, clorul poate fi lichefiat și la temperaturi mai ridicate până la +144°C. Clorul este foarte solubil în dicloroetan și în alți solvenți organici clorurati.

Elementul numărul 17 este foarte activ - se combină direct cu aproape toate elementele tabelului periodic. Prin urmare, în natură se găsește numai sub formă de compuși. Cele mai comune minerale care conțin clor sunt halit NaCl, silvinita KCl NaCl, bischofit MgCl 2 6H 2 O, carnalita KCl MgCl 2 6H 2 O, kainita KCl MgSO 4 3H 2 O. Acesta este în primul rând „meritul” lor” (sau ) că conținutul de clor din scoarța terestră este de 0,20% în greutate. Unele minerale relativ rare care conțin clor, de exemplu corn argint AgCl, sunt foarte importante pentru metalurgia neferoasă.

În ceea ce privește conductivitatea electrică, clorul lichid se numără printre cei mai puternici izolatori: conduce curentul de aproape un miliard de ori mai rău decât apa distilată și de 10 22 de ori mai rău decât argintul.

Viteza sunetului în clor este de aproximativ o dată și jumătate mai mică decât în ​​aer.

Și, în sfârșit, despre izotopii de clor.

Nouă izotopi ai acestui element sunt acum cunoscuți, dar doar doi se găsesc în natură - clorul-35 și clorul-37. Primul este de aproximativ trei ori mai mare decât al doilea.

Restul de șapte izotopi sunt obținuți artificial. Cel mai scurt timp de viață dintre ele, 32 Cl, are un timp de înjumătățire de 0,306 secunde, iar cel mai lung, 36 Cl, are un timp de înjumătățire de 310 mii de ani.

Cum se produce clorul?

Primul lucru pe care îl observi când intri într-o fabrică de clor sunt numeroasele linii electrice. Producția de clor consumă multă energie electrică - este necesar pentru a descompune compușii naturali ai clorului.

Desigur, principala materie primă de clor este sarea gemă. Dacă o instalație de clor este situată în apropierea unui râu, atunci sarea nu este livrată de calea ferata, iar pe șlepuri este mai economic. Sarea este un produs ieftin, dar se consumă mult: pentru a obține o tonă de clor, ai nevoie de aproximativ 1,7...1,8 tone de sare.

Sarea ajunge la depozite. Aici sunt stocate provizii de materii prime pentru trei până la șase luni - producția de clor, de regulă, este la scară largă.

Sarea se zdrobește și se dizolvă în apă caldă. Această saramură este pompată printr-o conductă către magazinul de purificare, unde în rezervoare uriașe de înălțimea unei clădiri cu trei etaje, saramura este curățată de impuritățile de săruri de calciu și magneziu și limpezită (permisă să se depună). O soluție concentrată pură de clorură de sodiu este pompată în atelierul principal de producere a clorului - atelierul de electroliză.

Într-o soluție apoasă, moleculele de sare de masă sunt transformate în ioni Na + și Cl –. Ionul Cl diferă de atomul de clor doar prin faptul că are un electron în plus. Aceasta înseamnă că pentru a obține clor elementar este necesar să eliminați acest electron în plus. Acest lucru se întâmplă într-un electrolizor pe un electrod încărcat pozitiv (anod). Este ca și cum electronii sunt „sorbiți” din el: 2Cl – → Cl 2 + 2 ē . Anozii sunt fabricați din grafit, deoarece orice metal (cu excepția platinei și a analogilor săi), care elimină electronii în exces din ionii de clor, se corodează rapid și se descompune.

Există două tipuri de design tehnologic pentru producerea de clor: diafragmă și mercur. În primul caz, catodul este o foaie de fier perforată, iar spațiile catodice și anodice ale electrolizorului sunt separate printr-o diafragmă de azbest. La catodul de fier, ionii de hidrogen sunt descărcați și se formează o soluție apoasă de hidroxid de sodiu. Dacă mercurul este folosit ca catod, atunci ionii de sodiu sunt descărcați pe acesta și se formează un amalgam de sodiu, care este apoi descompus de apă. Se obține hidrogen și sodă caustică. În acest caz, nu este necesară o diafragmă de separare, iar alcaliul este mai concentrat decât în ​​electrolizoarele cu diafragmă.

Deci, producția de clor este simultan producerea de sodă caustică și hidrogen.

Hidrogenul este îndepărtat prin țevi metalice, iar clorul prin țevi de sticlă sau ceramică. Clorul proaspăt preparat este saturat cu vapori de apă și, prin urmare, este deosebit de agresiv. Ulterior, este mai întâi răcit cu apă rece în turnuri înalte, căptușit cu plăci ceramice pe interior și umplut cu ambalaj ceramic (așa-numitele inele Raschig), apoi uscat cu acid sulfuric concentrat. Este singurul desicant cu clor și unul dintre puținele lichide cu care clorul nu reacționează.

Clorul uscat nu mai este atât de agresiv; nu distruge, de exemplu, echipamentele din oțel.

Clorul este de obicei transportat sub formă lichidă în cisterne feroviare sau cilindri sub presiune de până la 10 atm.

În Rusia, producția de clor a fost organizată pentru prima dată în 1880 la uzina Bondyuzhsky. Clorul se obținea apoi în principiu în același mod în care îl obținea Scheele pe vremea lui - prin reacția acidului clorhidric cu piroluzitul. Tot clorul produs a fost folosit pentru a produce înălbitor. În 1900, la uzina Donsoda, pentru prima dată în Rusia, a fost pus în funcțiune un atelier de producere a clorului electrolitic. Capacitatea acestui atelier a fost de numai 6 mii de tone pe an. În 1917, toate fabricile de clor din Rusia au produs 12 mii de tone de clor. Și în 1965, URSS a produs aproximativ 1 milion de tone de clor...

Unul dintre multi

Toată varietatea de aplicații practice ale clorului poate fi exprimată fără prea multă întindere într-o singură frază: clorul este necesar pentru producerea de produse cu clor, de exemplu. substanțe care conțin clor „legat”. Dar când vorbiți despre aceleași produse cu clor, nu puteți scăpa cu o singură frază. Ele sunt foarte diferite - atât ca proprietăți, cât și ca scop.

Spațiul limitat al articolului nostru nu ne permite să vorbim despre toți compușii cu clor, dar fără a vorbi despre cel puțin unele substanțe care necesită clor pentru a fi produse, „portretul” nostru al elementului nr. 17 ar fi incomplet și neconvingător.

Luați, de exemplu, insecticidele organoclorurate - substanțe care ucid insectele dăunătoare, dar sunt sigure pentru plante. O parte semnificativă a clorului produs este consumată pentru a obține produse de protecție a plantelor.

Unul dintre cele mai importante insecticide este hexaclorociclohexanul (numit adesea hexacloran). Această substanță a fost sintetizată pentru prima dată în 1825 de Faraday, dar și-a găsit aplicare practică abia peste 100 de ani mai târziu - în anii 30 ai secolului nostru.

Hexacloranul este acum produs prin clorurarea benzenului. Asemenea hidrogenului, benzenul reacționează foarte lent cu clorul în întuneric (și în absența catalizatorilor), dar la lumină puternică reacția de clorinare a benzenului (C 6 H 6 + 3 Cl 2 → C 6 H 6 Cl 6) decurge destul de repede .

Hexacloranul, la fel ca multe alte insecticide, se folosește sub formă de prafuri cu umpluturi (talc, caolin), sau sub formă de suspensii și emulsii sau, în final, sub formă de aerosoli. Hexacloranul este eficient în special în tratarea semințelor și în combaterea dăunătorilor culturilor de legume și fructe. Consumul de hexacloran este de doar 1...3 kg la hectar, efectul economic al folosirii lui este de 10...15 ori mai mare decat costurile. Din păcate, hexacloranul nu este inofensiv pentru oameni...

Clorura de polivinil

Dacă îi ceri oricărui școlar să enumere plasticele cunoscute de el, el va fi unul dintre primii care va denumi clorură de polivinil (cunoscută și sub denumirea de plastic vinil). Din punctul de vedere al unui chimist, PVC (așa cum se face adesea referire la clorură de polivinil în literatură) este un polimer în molecula căruia atomii de hidrogen și clor sunt „înșirați” pe un lanț de atomi de carbon:

Pot exista câteva mii de verigi în acest lanț.

Și din punct de vedere al consumatorului, PVC-ul este izolație pentru fire și impermeabile, discuri de linoleum și gramofon, lacuri de protecție și materiale de ambalare, echipamente chimice și materiale plastice spumă, jucării și piese de instrumente.

Policlorura de vinil se formează prin polimerizarea clorurii de vinil, care se obține cel mai adesea prin tratarea acetilenei cu acid clorhidric: HC ≡ CH + HCl → CH 2 = CHCl. Există o altă modalitate de a produce clorură de vinil - cracarea termică a dicloroetanului.

CH 2 Cl – CH 2 Cl → CH 2 = CHCl + HCl. Combinația acestor două metode este de interes atunci când HCI, eliberat în timpul cracării dicloroetanului, este utilizat în producerea clorurii de vinil folosind metoda acetilenei.

Clorura de vinil este un gaz incolor cu un miros eteric plăcut, oarecum îmbătător; se polimerizează ușor. Pentru a obține polimerul, clorură de vinil lichidă este injectată sub presiune în apa calda, unde este zdrobită în picături mici. Pentru a preveni fuzionarea acestora, se adaugă puțină gelatină sau alcool polivinilic în apă și, pentru ca reacția de polimerizare să înceapă să se dezvolte, acolo se adaugă și un inițiator de polimerizare, peroxid de benzoil. După câteva ore, picăturile se întăresc și se formează o suspensie de polimer în apă. Pulberea de polimer este separată folosind un filtru sau o centrifugă.

Polimerizarea are loc de obicei la temperaturi de la 40 la 60°C, iar cu cât temperatura de polimerizare este mai mică, cu atât moleculele de polimer se formează mai mult...

Am vorbit doar despre două substanțe care necesită elementul nr. 17 pentru a fi obținute. Doar două din multe sute. Există multe exemple similare care pot fi date. Și toți spun că clorul nu este doar un gaz otrăvitor și periculos, ci un element foarte important, foarte util.

Calcul elementar

La producerea clorului prin electroliza unei soluții de sare de masă se obțin simultan hidrogen și hidroxid de sodiu: 2NACl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH. Desigur, hidrogenul este un produs chimic foarte important, dar există mai ieftine și moduri convenabile producerea acestei substanțe, de exemplu, conversia gazelor naturale... Dar soda caustică se obține aproape exclusiv prin electroliza soluțiilor de sare de masă - ponderea altor metode este mai mică de 10%. Deoarece producția de clor și NaOH este complet interconectată (după cum rezultă din ecuația reacției, producția de o moleculă de gram - 71 g de clor - este invariabil însoțită de producerea a două molecule de grame - 80 g de alcali electrolitic), cunoscând productivitatea atelierului (sau a fabricii, sau a statului) pentru alcalii, puteți calcula cu ușurință cât de mult clor produce. Fiecare tonă de NaOH este „însoțită” de 890 kg de clor.

Ei bine, lubrifiant!

Acidul sulfuric concentrat este practic singurul lichid care nu reactioneaza cu clorul. Prin urmare, pentru comprimarea și pomparea clorului, fabricile folosesc pompe în care acidul sulfuric acționează ca fluid de lucru și în același timp și ca lubrifiant.

Pseudonim al lui Friedrich Wöhler

Investigarea interacțiunii substanțelor organice cu clorul, un chimist francez din secolul al XIX-lea. Jean Dumas a făcut o descoperire uimitoare: clorul este capabil să înlocuiască hidrogenul în moleculele compuşilor organici. De exemplu, la clorurare acid acetic mai întâi, un hidrogen din grupa metil este înlocuit cu clor, apoi altul, un al treilea... Dar cel mai frapant lucru a fost că proprietăți chimice acizii cloracetici nu erau foarte diferiți de acidul acetic în sine. Clasa de reacții descoperită de Dumas a fost complet inexplicabilă prin ipoteza electrochimică și teoria Berzelius a radicalilor care erau dominanti în acel moment (în cuvintele chimistului francez Laurent, descoperirea acidului cloroacetic a fost ca un meteor care a distrus întregul vechi şcoală). Berzelius și studenții și adepții săi au contestat cu putere corectitudinea lucrării lui Dumas. O scrisoare batjocoritoare a celebrului chimist german Friedrich Wöhler sub pseudonimul S.S.N. a apărut în revista germană Annalen der Chemie und Pharmacie. Windier (în germană „Schwindler” înseamnă „mincinos”, „înșel”). A raportat că autorul a reușit să înlocuiască toți atomii de carbon din fibre (C 6 H 10 O 5). hidrogen și oxigen în clor, iar proprietățile fibrei nu s-au schimbat. Și acum, la Londra, se fac tampoane calde pentru burtă din vată constând... din clor pur.

Clor și apă

Clorul este vizibil solubil în apă. La 20°C, 2,3 volume de clor se dizolvă într-un volum de apă. Soluțiile apoase de clor (apa cu clor) sunt galbene. Dar în timp, mai ales atunci când sunt depozitate la lumină, se decolorează treptat. Acest lucru se explică prin faptul că clorul dizolvat interacționează parțial cu apa, se formează acizi clorhidric și hipocloroși: Cl 2 + H 2 O → HCl + HOCl. Acesta din urmă este instabil și se descompune treptat în HCI și oxigen. Prin urmare, o soluție de clor în apă se transformă treptat într-o soluție de acid clorhidric.

Dar cand temperaturi scăzute clorul si apa formeaza un hidrat cristalin de compozitie neobisnuita - Cl 2 5 3 / 4 H 2 O. Aceste cristale galben-verzui (stabile doar la temperaturi sub 10°C) pot fi obtinute prin trecerea clorului prin apa cu gheata. Formula neobișnuită este explicată de structura hidratului cristalin, care este determinată în primul rând de structura gheții. ÎN rețea cristalină gheață, moleculele de H2O pot fi aranjate în așa fel încât să apară goluri distanțate în mod regulat între ele. O celulă unitate cubică conține 46 de molecule de apă, între care există opt goluri microscopice. În aceste goluri se depun moleculele de clor. Formula exactă a hidratului de clor cristalin ar trebui, așadar, scrisă după cum urmează: 8Cl 2 46H 2 O.

Intoxicatia cu clor

Prezența a aproximativ 0,0001% clor în aer irită mucoasele. Expunerea constantă la o astfel de atmosferă poate duce la boli bronșice, afectează brusc pofta de mâncare și dă o nuanță verzuie pielii. Dacă conținutul de clor din aer este de 0,1°/o, atunci poate apărea otrăvire acută, primul semn al căruia este atacurile severe de tuse. In cazul intoxicatiei cu clor este necesara odihna absoluta; Este util să inhalați oxigen sau amoniac (sniffing amoniac) sau vapori de alcool cu ​​eter. Conform standardelor sanitare existente, conținutul de clor din aer spațiile de producție nu trebuie să depășească 0,001 mg/l, adică 0,00003%.

Nu numai otravă

„Toată lumea știe că lupii sunt lacomi.” Acel clor este și el otrăvitor. Cu toate acestea, în doze mici, clorul otrăvitor poate servi uneori ca antidot. Astfel, victimelor hidrogenului sulfurat li se administrează înălbitor instabil pentru a mirosi. Prin interacțiune, cele două otrăvuri sunt neutralizate reciproc.

Test de clor

Pentru a determina conținutul de clor, o probă de aer este trecută prin absorbante cu o soluție acidificată de iodură de potasiu. (Clorul înlocuiește iodul, cantitatea acestuia din urmă este ușor de determinat prin titrare folosind o soluție de Na 2 S 2 O 3). Pentru a determina urme de clor în aer, se utilizează adesea o metodă colorimetrică, bazată pe o schimbare bruscă a culorii anumitor compuși (benzidină, ortotoluidină, metil portocaliu) atunci când sunt oxidați cu clor. De exemplu, o soluție acidificată incoloră de benzidină devine galbenă, iar o soluție neutră devine albastră. Intensitatea culorii este proporțională cu cantitatea de clor.

În 1774, Karl Scheele, un chimist din Suedia, a obținut pentru prima dată clorul, dar se credea că nu este un element separat, ci un tip de acid clorhidric (calorizator). Clorul elementar a fost obținut în începutul XIX secolul G. Davy, care a descompus sarea de masă în clor și sodiu prin electroliză.

Clorul (din greaca χλωρός - verde) este un element din grupa XVII a tabelului periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev, are număr atomic 17 și masă atomică 35.452. Denumirea acceptată Cl (din latină clor).

Fiind în natură

Clorul este cel mai abundent halogen din scoarța terestră, cel mai adesea sub formă de doi izotopi. Datorită activității chimice, se găsește numai sub formă de compuși ai multor minerale.

Clorul este un gaz otrăvitor galben-verde care are un miros puternic, neplăcut și un gust dulceag. După descoperirea sa, s-a propus să fie numit clorul halogen, este inclus în grupul cu același nume ca unul dintre cele mai active nemetale chimic.

Necesarul zilnic de clor

În mod normal, un adult sănătos ar trebui să primească 4-6 g de clor pe zi; nevoia acestuia crește odată cu activitatea fizică activă sau vremea caldă (cu transpirație crescută). De obicei norma zilnică organismul primește din alimente cu o dietă echilibrată.

Principalul furnizor de clor pentru organism este sarea de masă - mai ales dacă nu este tratată termic, deci este mai bine să sărați mâncărurile gata preparate. Conțin, de asemenea, clor, fructe de mare, carne și, și,.

Interacțiunea cu ceilalți

Echilibrul acido-bazic și hidric al organismului este reglat de clor.

Semne ale lipsei de clor

Lipsa de clor este cauzată de procese care duc la deshidratarea organismului - transpirație abundentă la căldură sau în timpul efortului fizic, vărsături, diaree și unele boli ale sistemului urinar. Semnele deficienței de clor sunt letargie și somnolență, slăbiciune musculară, gură uscată evidentă, pierderea gustului și lipsa poftei de mâncare.

Semne de exces de clor

Semnele excesului de clor în organism sunt: ​​creșterea tensiunii arteriale, tuse uscată, dureri de cap și piept, dureri de ochi, lacrimare, tulburări de activitate tract gastrointestinal. De regulă, un exces de clor poate fi cauzat de consum apă obișnuită de la robinet, care suferă un proces de dezinfecție cu clor și are loc în rândul lucrătorilor din acele industrii care au legătură directă cu utilizarea clorului.

Clorul în corpul uman:

• reglează echilibrul hidric și acido-bazic,
• elimină lichidele și sărurile din organism prin procesul de osmoreglare,
• stimulează digestia normală,
• normalizează starea globulelor roșii,
• curăță ficatul de grăsime.

Principala utilizare a clorului este în industria chimică, unde este folosit pentru a produce clorură de polivinil, spumă de polistiren, materiale de ambalare, precum și agenți de război chimic și îngrășăminte pentru plante. Dezinfectarea apei potabile cu clor este practic singura metodă disponibilă de purificare a apei.

Proprietățile fizice ale clorului sunt luate în considerare: densitatea clorului, conductivitatea termică a acestuia, căldura specifică și vâscozitatea dinamică la diferite temperaturi. Proprietățile fizice ale Cl 2 sunt prezentate sub formă de tabele pentru stările lichide, solide și gazoase ale acestui halogen.

Proprietățile fizice de bază ale clorului

Clorul este inclus în grupa VII a perioadei a treia a tabelului periodic al elementelor la numărul 17. Aparține subgrupului de halogeni, are mase atomice și moleculare relative de 35,453 și, respectiv, 70,906. La temperaturi peste -30°C, clorul este un gaz galben-verzui cu un miros caracteristic puternic, iritant. Se lichefiază ușor la presiune normală (1,013·10 5 Pa) când este răcit la -34°C și formează un lichid limpede de culoare chihlimbar care se solidifică la -101°C.

Datorită activității sale chimice ridicate, clorul liber nu apare în natură, ci există doar sub formă de compuși. Se găsește în principal în mineralul halit () și face parte, de asemenea, din minerale precum silvita (KCl), carnalita (KCl MgCl 2 6H 2 O) și silvinita (KCl NaCl). Conținutul de clor din scoarța terestră se apropie de 0,02% din numărul total de atomi ai scoarței terestre, unde se găsește sub formă de doi izotopi 35 Cl și 37 Cl într-un raport procentual de 75,77% 35 Cl și 24,23% 37 Cl. .

Proprietățile fizice ale clorului - tabel cu principalii indicatori

Proprietate	Sens
Punct de topire, °C	-100,5
Punct de fierbere, °C	-30,04
Temperatura critică, °C	144
Presiune critică, Pa	77,1 10 5
Densitatea critică, kg/m 3	573
Densitatea gazului (la 0°C și 1,013 10 5 Pa), kg/m 3	3,214
Densitatea aburului saturat (la 0°C și 3,664 10 5 Pa), kg/m 3	12,08
Densitatea clorului lichid (la 0°C și 3,664 10 5 Pa), kg/m 3	1468
Densitatea clorului lichid (la 15,6°C și 6,08 10 5 Pa), kg/m 3	1422
Densitatea clorului solid (la -102°C), kg/m 3	1900
Densitatea relativă a gazului în aer (la 0°C și 1,013 10 5 Pa)	2,482
Densitatea relativă a aburului saturat în aer (la 0°C și 3,664 10 5 Pa)	9,337
Densitatea relativă a clorului lichid la 0°C (față de apa la 4°C)	1,468
Volumul specific de gaz (la 0°C și 1,013 10 5 Pa), m 3 /kg	0,3116
Volumul specific de abur saturat (la 0°C și 3,664 10 5 Pa), m 3 /kg	0,0828
Volumul specific de clor lichid (la 0°C și 3,664 10 5 Pa), m 3 /kg	0,00068
Presiunea vaporilor de clor la 0°C, Pa	3.664 10 5
Vâscozitatea dinamică a gazului la 20°C, 10 -3 Pa s	0,013
Vâscozitatea dinamică a clorului lichid la 20°C, 10 -3 Pa s	0,345
Căldura de fuziune a clorului solid (la punctul de topire), kJ/kg	90,3
Căldura de vaporizare (la punctul de fierbere), kJ/kg	288
Căldura de sublimare (la punctul de topire), kJ/mol	29,16
Capacitatea termică molară C p a gazului (la -73…5727°C), J/(mol K)	31,7…40,6
Capacitatea termică molară C p a clorului lichid (la -101…-34°C), J/(mol K)	67,1…65,7
Coeficientul de conductivitate termică a gazului la 0°C, W/(m K)	0,008
Coeficientul de conductivitate termică a clorului lichid la 30°C, W/(m K)	0,62
Entalpia gazului, kJ/kg	1,377
Entalpia aburului saturat, kJ/kg	1,306
Entalpia clorului lichid, kJ/kg	0,879
Indice de refracție la 14°C	1,367
Conductivitate electrică specifică la -70°С, S/m	10 -18
Afinitatea electronică, kJ/mol	357
Energia de ionizare, kJ/mol	1260

Densitatea clorului

În condiții normale, clorul este un gaz greu cu o densitate de aproximativ 2,5 ori mai mare. Densitatea clorului gazos și lichid în condiții normale (la 0°C) este egală cu 3,214 și, respectiv, 1468 kg/m3. Când clorul lichid sau gazos este încălzit, densitatea acestuia scade din cauza creșterii volumului datorită dilatației termice.

Densitatea clorului gazos

Tabelul arată densitatea clorului în stare gazoasă la diferite temperaturi (între -30 și 140°C) și presiunea atmosferică normală (1,013·10 5 Pa). Densitatea clorului se modifică cu temperatura - scade la încălzire. De exemplu, la 20°C densitatea clorului este de 2,985 kg/m3, iar când temperatura acestui gaz crește la 100°C, valoarea densității scade la o valoare de 2,328 kg/m 3.

Densitatea clorului gazos la diferite temperaturi

t, °С	ρ, kg/m 3	t, °С	ρ, kg/m 3
-30	3,722	60	2,616
-20	3,502	70	2,538
-10	3,347	80	2,464
0	3,214	90	2,394
10	3,095	100	2,328
20	2,985	110	2,266
30	2,884	120	2,207
40	2,789	130	2,15
50	2,7	140	2,097

Pe măsură ce presiunea crește, densitatea clorului crește. Tabelele de mai jos arată densitatea clorului gazos în intervalul de temperatură de la -40 la 140°C și presiunea de la 26,6·105 la 213·105 Pa. Odată cu creșterea presiunii, densitatea clorului în stare gazoasă crește proporțional. De exemplu, o creștere a presiunii clorului de la 53,2·10 5 la 106,4·10 5 Pa la o temperatură de 10°C duce la o creștere de două ori a densității acestui gaz.

Densitatea clorului gazos la diferite temperaturi și presiuni este de la 0,26 la 1 atm.

↓ t, °С | P, kPa →	26,6	53,2	79,8	101,3
-40	0,9819	1,996	—	—
-30	0,9402	1,896	2,885	3,722
-20	0,9024	1,815	2,743	3,502
-10	0,8678	1,743	2,629	3,347
0	0,8358	1,678	2,528	3,214
10	0,8061	1,618	2,435	3,095
20	0,7783	1,563	2,35	2,985
30	0,7524	1,509	2,271	2,884
40	0,7282	1,46	2,197	2,789
50	0,7055	1,415	2,127	2,7
60	0,6842	1,371	2,062	2,616
70	0,6641	1,331	2	2,538
80	0,6451	1,292	1,942	2,464
90	0,6272	1,256	1,888	2,394
100	0,6103	1,222	1,836	2,328
110	0,5943	1,19	1,787	2,266
120	0,579	1,159	1,741	2,207
130	0,5646	1,13	1,697	2,15
140	0,5508	1,102	1,655	2,097

Densitatea clorului gazos la diferite temperaturi și presiuni este de la 1,31 la 2,1 atm.

↓ t, °С | P, kPa →	133	160	186	213
-20	4,695	5,768	—	—
-10	4,446	5,389	6,366	7,389
0	4,255	5,138	6,036	6,954
10	4,092	4,933	5,783	6,645
20	3,945	4,751	5,565	6,385
30	3,809	4,585	5,367	6,154
40	3,682	4,431	5,184	5,942
50	3,563	4,287	5,014	5,745
60	3,452	4,151	4,855	5,561
70	3,347	4,025	4,705	5,388
80	3,248	3,905	4,564	5,225
90	3,156	3,793	4,432	5,073
100	3,068	3,687	4,307	4,929
110	2,985	3,587	4,189	4,793
120	2,907	3,492	4,078	4,665
130	2,832	3,397	3,972	4,543
140	2,761	3,319	3,87	4,426

Densitatea clorului lichid

Clorul lichid poate exista într-un interval de temperatură relativ îngust, ale cărui limite sunt de la minus 100,5 la plus 144 ° C (adică de la punctul de topire la temperatura critică). Peste o temperatură de 144°C, clorul nu se va transforma în stare lichidă sub nicio presiune. Densitatea clorului lichid în acest interval de temperatură variază de la 1717 la 573 kg/m3.

Densitatea clorului lichid la diferite temperaturi

t, °С	ρ, kg/m 3	t, °С	ρ, kg/m 3
-100	1717	30	1377
-90	1694	40	1344
-80	1673	50	1310
-70	1646	60	1275
-60	1622	70	1240
-50	1598	80	1199
-40	1574	90	1156
-30	1550	100	1109
-20	1524	110	1059
-10	1496	120	998
0	1468	130	920
10	1438	140	750
20	1408	144	573

Capacitatea termică specifică a clorului

Capacitatea termică specifică a clorului gazos C p în kJ/(kg K) în intervalul de temperatură de la 0 la 1200°C și presiunea atmosferică normală poate fi calculată folosind formula:

unde T este temperatura absolută a clorului în grade Kelvin.

Trebuie remarcat faptul că în condiții normale capacitatea termică specifică a clorului este de 471 J/(kg K) și crește la încălzire. Creșterea capacității termice la temperaturi peste 500°C devine nesemnificativă, iar la temperaturi ridicate căldura specifică a clorului rămâne practic neschimbată.

Tabelul arată rezultatele calculării căldurii specifice a clorului folosind formula de mai sus (eroarea de calcul este de aproximativ 1%).

Capacitatea termică specifică a clorului gazos în funcție de temperatură

t, °С	C p , J/(kg K)	t, °С	C p , J/(kg K)
0	471	250	506
10	474	300	508
20	477	350	510
30	480	400	511
40	482	450	512
50	485	500	513
60	487	550	514
70	488	600	514
80	490	650	515
90	492	700	515
100	493	750	515
110	494	800	516
120	496	850	516
130	497	900	516
140	498	950	516
150	499	1000	517
200	503	1100	517

La temperaturi apropiate de zero absolut, clorul este în stare solidă și are o capacitate termică specifică scăzută (19 J/(kg K)). Pe măsură ce temperatura Cl 2 solidă crește, capacitatea acestuia de căldură crește și atinge o valoare de 720 J/(kg K) la minus 143°C.

Clorul lichid are o capacitate termică specifică de 918...949 J/(kg K) în intervalul de la 0 la -90 grade Celsius. Conform tabelului, se poate observa că capacitatea termică specifică a clorului lichid este mai mare decât cea a clorului gazos și scade odată cu creșterea temperaturii.

Conductibilitatea termică a clorului

Tabelul prezintă valorile coeficienților de conductivitate termică a clorului gazos la presiunea atmosferică normală în intervalul de temperatură de la -70 la 400°C.

Coeficientul de conductivitate termică al clorului în condiții normale este de 0,0079 W/(m deg), care este de 3 ori mai mic decât la aceeași temperatură și presiune. Încălzirea clorului duce la o creștere a conductibilității sale termice. Astfel, la o temperatură de 100°C, valoarea acestei proprietăți fizice a clorului crește la 0,0114 W/(m grad).

Conductibilitatea termică a clorului gazos

t, °С	λ, W/(m grade)	t, °С	λ, W/(m grade)
-70	0,0054	50	0,0096
-60	0,0058	60	0,01
-50	0,0062	70	0,0104
-40	0,0065	80	0,0107
-30	0,0068	90	0,0111
-20	0,0072	100	0,0114
-10	0,0076	150	0,0133
0	0,0079	200	0,0149
10	0,0082	250	0,0165
20	0,0086	300	0,018
30	0,009	350	0,0195
40	0,0093	400	0,0207

Vâscozitatea clorului

Coeficientul de vâscozitate dinamică a clorului gazos în intervalul de temperatură 20...500°C poate fi calculat aproximativ folosind formula:

unde η T este coeficientul de vâscozitate dinamică a clorului la o temperatură dată T, K;
η T 0 - coeficientul de vâscozitate dinamică a clorului la temperatura T 0 = 273 K (în condiții normale);
C este constanta Sutherland (pentru clor C = 351).

În condiții normale, vâscozitatea dinamică a clorului este de 0,0123·10 -3 Pa·s. Când este încălzit, proprietatea fizică a clorului, cum ar fi vâscozitatea, capătă valori mai mari.

Clorul lichid are o viscozitate cu un ordin de mărime mai mare decât clorul gazos. De exemplu, la o temperatură de 20°C, vâscozitatea dinamică a clorului lichid are o valoare de 0,345·10 -3 Pa·s și scade odată cu creșterea temperaturii.

Surse:

1. Barkov S. A. Halogeni și subgrupul de mangan. Elemente din grupa VII a tabelului periodic al lui D. I. Mendeleev. Un manual pentru elevi. M.: Educație, 1976 - 112 p.
2. Tabele de mărimi fizice. Director. Ed. acad. I. K. Kikoina. M.: Atomizdat, 1976 - 1008 p.
3. Yakimenko L. M., Pasmanik M. I. Manual pentru producția de clor, sodă caustică și produse cu clor de bază. Ed. al 2-lea, per. şi alţii.M.: Chimie, 1976 - 440 p.

CI2 la voi. T - gaz galben-verzui cu miros ascuțit sufocant, de 2,5 ori mai greu decât aerul, ușor solubil în apă (~ 6,5 g/l); X. R. în solvenți organici nepolari. Se găsește sub formă liberă numai în gazele vulcanice.

Metode de obținere

Pe baza procesului de oxidare a anionilor Cl -

2Cl - - 2e - = CI20

Industrial

Electroliza soluțiilor apoase de cloruri, mai des NaCl:

2NaCI + 2H2O = CI2 + 2NaOH + H2

Laborator

Oxidarea conc. HCI cu diverși agenți oxidanți:

4HCI + MnO2 = CI2 + MnCl2 + 2H2O

16HCl + 2KMnO 4 = 5Cl 2 + 2MnCl 2 + 2KCl + 8H 2 O

6HCl + KClO 3 = 3Cl 2 + KCl + 3H 2 O

14HCl + K 2 Cr 2 O 7 = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O

Proprietăți chimice

Clorul este un agent oxidant foarte puternic. Oxidează metalele, nemetalele și substanțele complexe, transformându-se în anioni Cl foarte stabili:

Cl 2 0 + 2e - = 2Cl -

Reacții cu metalele

Metalele active într-o atmosferă de clor gazos uscat se aprind și ard; în acest caz, se formează cloruri metalice.

CI2 + 2Na = 2NaCI

3Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3

Metalele slab active sunt mai ușor oxidate de clorul umed sau de soluțiile sale apoase:

Cl 2 + Cu = CuCl 2

3Cl 2 + 2Au = 2AuCl 3

Reacții cu nemetale

Clorul nu interacționează direct doar cu O 2, N 2, C. Reacțiile cu alte nemetale apar în condiții diferite.

Se formează halogenuri nemetalice. Cea mai importantă reacție este interacțiunea cu hidrogenul.

CI2 + H2 = 2HCI

CI2 + 2S (topită) = S2CI2

ЗCl 2 + 2Р = 2РCl 3 (sau РCl 5 - peste Cl 2)

2Cl2 + Si = SiCl4

3Cl2 + I2 = 2ICl3

Deplasarea nemetalelor libere (Br 2, I 2, N 2, S) din compușii lor

CI2 + 2KBr = Br2 + 2KCI

CI2 + 2KI = I2 + 2KCl

CI2 + 2HI = I2 + 2HCI

CI2 + H2S = S + 2HCI

3CI2 + 2NH3 = N2 + 6HCI

Disproporție de clor în apă și soluții apoase de alcaline

Ca urmare a auto-oxidării-autoreducerii, unii atomi de clor sunt transformați în anioni Cl -, în timp ce alții în stare de oxidare pozitivă sunt incluși în anionii ClO - sau ClO 3 -.

Cl 2 + H 2 O = HCl + HClO acid hipocloros

CI2 + 2KOH = KCI + KClO + H2O

3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

3Cl2 + 2Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O

Aceste reacții sunt importante deoarece duc la producerea de compuși ai oxigenului clor:

KClO 3 şi Ca(ClO) 2 - hipocloriţi; KClO 3 - clorat de potasiu (sare Berthollet).

Interacțiunea clorului cu substanțele organice

a) înlocuirea atomilor de hidrogen în moleculele OM

b) atașarea moleculelor de Cl 2 la locul de ruptură a legăturilor multiple carbon-carbon

H 2 C=CH 2 + Cl 2 → ClH 2 C-CH 2 Cl 1,2-dicloretan

HC≡CH + 2Cl 2 → Cl 2 HC-CHCl 2 1,1,2,2-tetracloretan

Acid clorhidric și acid clorhidric

Acid clorhidric gazos

Proprietati fizice si chimice

HCl - acid clorhidric. La rev. T - incolor. un gaz cu miros înțepător, se lichefiază destul de ușor (p.t. -114°C, bp -85°C). HCl anhidru, atât în ​​stare gazoasă, cât și în stare lichidă, este neconductiv electric și inert chimic față de metale, oxizi și hidroxizi de metal, precum și multe alte substanțe. Aceasta înseamnă că, în absența apei, clorura de hidrogen nu prezintă proprietăți acide. Numai la temperaturi foarte ridicate HCl gazos reacționează cu metalele, chiar și cu cele slab active precum Cu și Ag.
Proprietățile reducătoare ale anionului clorură din HCl apar și ele într-o mică măsură: este oxidat de fluor la vol. T și, de asemenea, la T mare (600°C) în prezența catalizatorilor, reacționează reversibil cu oxigenul:

2HCI + F2 = CI2 + 2HF

4HCI + O2 = 2Cl2 + 2H2O

HCl gazos este utilizat pe scară largă în sinteza organică (reacții de clorurare).

Metode de obținere

1. Sinteză din substanțe simple:

H2 + CI2 = 2HCI

2. Se formează ca produs secundar în timpul clorării hidrocarburilor:

R-H + CI2 = R-CI + HCI

3. In laborator se obtine prin actiunea conc. H2SO4 pentru cloruri:

H2SO4 (conc.) + NaCl = 2HCl + NaHSO4 (cu încălzire scăzută)

H 2 SO 4 (conc.) + 2NaCl = 2HCl + Na 2 SO 4 (cu încălzire foarte mare)

Soluție apoasă de HCI - acid puternic (clorhidric sau clorhidric)

HCl este foarte solubil în apă: la vol. În 1 litru de H 2 O se dizolvă ~ 450 de litri de gaz (dizolvarea este însoțită de eliberarea unei cantități semnificative de căldură). Soluția saturată are o fracție de masă de HCI egală cu 36-37%. Această soluție are un miros foarte înțepător, sufocant.

Moleculele de HCI din apă se dezintegrează aproape complet în ioni, adică o soluție apoasă de HCI este un acid puternic.

Proprietățile chimice ale acidului clorhidric

1. HCl dizolvat în apă prezintă toate proprietățile generale ale acizilor datorită prezenței ionilor H +

HCl → H + + Cl -

Interacţiune:

a) cu metale (până la H):

2HCI2 + Zn = ZnCI2 + H2

b) cu oxizi bazici și amfoteri:

2HCl + CuO = CuCl2 + H2O

6HCl + Al2O3 = 2AlCI3 + ZN2O

c) cu baze și hidroxizi amfoteri:

2HCI + Ca(OH)2 = CaCI2 + 2H2O

3HCI + Al(OH)3 = AlCI3 + ZH2O

d) cu săruri ale acizilor mai slabi:

2HCI + CaC03 = CaCI2 + CO2 + H3O

HCI + C6H5ONa = C6H5OH + NaCI

e) cu amoniac:

HCI + NH3 = NH4CI

Reacții cu agenți oxidanți puternici F 2, MnO 2, KMnO 4, KClO 3, K 2 Cr 2 O 7. Anionul Cl - este oxidat la halogen liber:

2Cl - - 2e - = CI20

Pentru ecuațiile de reacție, vezi „Producerea de clor”. O importanță deosebită este ORR între acizii clorhidric și acizii azotic:

Reacții cu compuși organici

Interacţiune:

a) cu amine (ca baze organice)

R-NH 2 + HCl → + Cl -

b) cu aminoacizi (ca compuși amfoteri)

Oxizi de clor și oxoacizi

Oxizi acizi

Acizi

Săruri

Proprietăți chimice

1. Toți oxoacizii de clor și sărurile lor sunt agenți oxidanți puternici.

2. Aproape toți compușii se descompun atunci când sunt încălziți din cauza oxidării-reducerii sau disproporționării intramoleculare.

Pudră de albire

Varul cloric (de albire) este un amestec de hipoclorit și clorură de calciu, are efect de albire și dezinfectare. Uneori considerată ca exemplu de sare mixtă care conține simultan anioni a doi acizi:

apă javel

Soluție apoasă de clorură de potasiu și hapoclorit KCl + KClO + H 2 O