In die natuur kom chloor in die gasvormige toestand voor en slegs in die vorm van verbindings met ander gasse. Onder toestande naby aan normaal is dit 'n groenerige, giftige, bytende gas. Dit het meer gewig as lug. Het 'n soet reuk. Die chloormolekule bevat twee atome. Dit brand nie in rus nie, maar by hoë temperature tree dit in wisselwerking met waterstof, waarna 'n ontploffing moontlik is. As gevolg hiervan word fosgeengas vrygestel. Baie giftig. Dus, selfs teen 'n lae konsentrasie in die lug (0,001 mg per 1 dm3) kan die dood veroorsaak. Die hoofkenmerk van die nie-metaalchloor is dat dit swaarder as lug is, daarom sal dit altyd naby die vloer wees in die vorm van 'n geelgroen waas.
Historiese feite
Vir die eerste keer in die praktyk is hierdie stof in 1774 deur K. Schelee verkry deur soutsuur en pirolusiet te kombineer. Eers in 1810 kon P. Davy egter chloor karakteriseer en vasstel dat dit'n aparte chemiese element.
Dit is opmerklik dat Joseph Priestley in 1772 in staat was om waterstofchloried te verkry - 'n verbinding van chloor met waterstof, maar die chemikus kon nie hierdie twee elemente skei nie.
Chemiese karakterisering van chloor
Chloor is 'n chemiese element van die hoofsubgroep van groep VII van die periodieke tabel. Dit is in die derde periode en het atoomnommer 17 (17 protone in die atoomkern). Reaktiewe nie-metaal. Aangewys met letters Cl.
Is 'n tipiese verteenwoordiger van halogene. Dit is gasse wat nie 'n kleur het nie, maar 'n skerp skerp reuk het. Gewoonlik giftig. Alle halogene is hoogs oplosbaar in water. Hulle begin rook wanneer hulle aan klam lug blootgestel word.
Eksterne elektroniese konfigurasie van die atoom Cl 3s2Зр5. Daarom, in verbindings, vertoon die chemiese element oksidasievlakke van -1, +1, +3, +4, +5, +6 en +7. Die kovalente radius van die atoom is 0,96Å, die ioniese radius van Cl is 1,83 Å, die affiniteit van die atoom tot die elektron is 3,65 eV, die ionisasievlak is 12,87 eV.
Soos hierbo genoem, is chloor 'n redelik aktiewe nie-metaal, wat jou toelaat om verbindings te skep met byna enige metaal (in sommige gevalle deur verhitting of vog te gebruik, terwyl broom verplaas word) en nie-metale. In poeiervorm reageer dit slegs met metale wanneer dit aan hoë temperature blootgestel word.
Maksimum verbrandingstemperatuur - 2250 °C. Met suurstof kan dit oksiede, hipochloriete, chloriete en chlorate vorm. Alle verbindings wat suurstof bevat, word plofbaar wanneer dit met oksidasie in wisselwerking treestowwe. Dit is opmerklik dat chlooroksiede lukraak kan ontplof, terwyl chlorate slegs ontplof wanneer dit aan enige inisieerders blootgestel word.
Karakterisering van chloor volgens posisie in die Periodieke Tabel:
• eenvoudige stof;
• element van die sewentiende groep van die periodieke tabel;
• derde periode van die derde ry;
• sewende groep van die hoofsubgroep;
• atoomgetal 17;
• aangedui deur die simbool Cl;
• reaktiewe nie-metaal;
• is in die halogeengroep;
• onder byna normale toestande is dit 'n giftige gas geelgroen kleur met 'n skerp reuk;
• chloormolekule het 2 atome (formule Cl2).
Fisiese eienskappe van chloor:
• Kookpunt: -34,04 °С;
• Smeltpunt: -101,5 °С;
• Gasdigtheid - 3,214 g/l;
• digtheid van vloeibare chloor (tydens kook) - 1,537 g/cm3;
• digtheid van vaste chloor - 1,9 g/cm 3;
• spesifieke volume – 1,745 x 10-3 l/jaar.
Chloor: kenmerke van temperatuurveranderings
In die gasagtige toestand is dit geneig om maklik vloeibaar te word. By 'n druk van 8 atmosfeer en 'n temperatuur van 20 ° C lyk dit soos 'n groengeel vloeistof. Dit het baie hoë korrosie-eienskappe. Soos die praktyk toon, kan hierdie chemiese element 'n vloeibare toestand handhaaf tot 'n kritieke temperatuur (143 ° C), onderhewig aan 'n toename in druk.
As dit afgekoel word tot -32 °C,dit sal sy toestand van aggregasie na vloeistof verander, ongeag atmosferiese druk. Met 'n verdere afname in temperatuur vind kristallisasie plaas (by -101 ° C).
Chloor in die natuur
Die aardkors bevat slegs 0,017% chloor. Die grootste deel is in vulkaniese gasse. Soos hierbo aangedui, het die stof 'n hoë chemiese aktiwiteit, waardeur dit in die natuur voorkom in verbindings met ander elemente. Baie minerale bevat egter chloor. Die kenmerk van die element laat die vorming van ongeveer honderd verskillende minerale toe. As 'n reël is dit metaalchloriede.
Ook 'n groot hoeveelheid daarvan is in die oseane - amper 2%. Dit is te wyte aan die feit dat chloriede baie aktief opgelos en deur riviere en seë gedra word. Die omgekeerde proses is ook moontlik. Chloor word teruggespoel na die oewer, en dan dra die wind dit rond. Daarom word die hoogste konsentrasie daarvan in kusgebiede waargeneem. In die droë streke van die planeet word die gas wat ons oorweeg, gevorm deur die verdamping van water, waardeur soutmoerasse verskyn. Sowat 100 miljoen ton van hierdie stof word jaarliks in die wêreld ontgin. Wat egter nie verbasend is nie, want daar is baie neerslae wat chloor bevat. Die kenmerke daarvan hang egter grootliks af van sy geografiese ligging.
Metodes vir die verkryging van chloor
Vandag is daar 'n aantal metodes om chloor te verkry, waarvan die volgende die algemeenste is:
1. diafragma. Dit is die eenvoudigste en die minste duur. soutsuurdie oplossing in diafragma-elektrolise gaan die anoderuimte binne. Verder vloei die staalkatoderooster in die diafragma. Dit bevat 'n klein hoeveelheid polimeervesels. 'n Belangrike kenmerk van hierdie toestel is teenvloei. Dit word vanaf die anoderuimte na die katoderuimte gerig, wat dit moontlik maak om chloor en loog afsonderlik te verkry.
2. Membraan. Die mees energie-doeltreffende, maar moeilik om te implementeer in 'n organisasie. Soortgelyk aan diafragma. Die verskil is dat die anode- en katoderuimtes heeltemal deur 'n membraan geskei word. Daarom is die uitset twee afsonderlike strome.
Dit is opmerklik dat die kenmerk van chem. element (chloor) wat deur hierdie metodes verkry word, sal anders wees. Die membraanmetode word as meer "skoon" beskou.
3. Kwikmetode met vloeibare katode. In vergelyking met ander tegnologieë, laat hierdie opsie jou toe om die suiwerste chloor te kry.
Hoofdiagram van die installasie bestaan uit 'n elektroliseerder en onderling gekoppelde pomp en amalgaamontbinder. Die kwik wat deur die pomp gepomp word tesame met 'n oplossing van gewone sout dien as die katode, en koolstof- of grafietelektrodes dien as die anode. Die beginsel van werking van die installasie is soos volg: chloor word uit die elektroliet vrygestel, wat saam met die anoliet uit die elektroliseerder verwyder word. Onsuiwerhede en chloorreste word van laasgenoemde verwyder, versadig met haliet en weer na elektrolise teruggekeer.
Industriële veiligheidsvereistes en produksie-onwinsgewendheid het gelei tot die vervanging van die vloeibare katode met 'n soliede een.
Die gebruik van chloor in industriëledoeleindes
Die eienskappe van chloor laat dit aktief in die industrie gebruik word. Met behulp van hierdie chemiese element word verskeie organochloorverbindings (vinielchloried, chloorrubber, ens.), dwelms en ontsmettingsmiddels verkry. Maar die grootste nis wat deur die bedryf beset word, is die produksie van soutsuur en kalk.
Metodes om drinkwater te suiwer word wyd gebruik. Vandag probeer hulle wegbeweeg van hierdie metode en vervang dit met osonering, aangesien die stof wat ons oorweeg die menslike liggaam negatief beïnvloed, en gechloreerde water vernietig ook pypleidings. Dit is te wyte aan die feit dat Cl in die vrye toestand pype gemaak van poliolefiene nadelig beïnvloed. Die meeste lande verkies egter die chloreringsmetode.
Chloor word ook in metallurgie gebruik. Met sy hulp word 'n aantal seldsame metale (niobium, tantaal, titanium) verkry. In die chemiese industrie word verskeie organochloorverbindings aktief gebruik vir onkruidbeheer en vir ander landboudoeleindes word die element ook as bleikmiddel gebruik.
Weens sy chemiese struktuur vernietig chloor die meeste organiese en anorganiese kleurstowwe. Dit word bereik deur hulle heeltemal te verkleur. So 'n resultaat is slegs moontlik as water teenwoordig is, want die bleikproses vind plaas as gevolg van atomiese suurstof, wat na die afbreek van chloor gevorm word: Cl2 + H2 O → HCl + HClO → 2HCl + O. Hierdie metode is deur 'n paartjie gebruikeeue gelede en is vandag steeds gewild.
Die gebruik van hierdie stof is baie gewild vir die vervaardiging van organochloor-insekdoders. Hierdie landboupreparate maak skadelike organismes dood en laat plante ongeskonde. 'n Beduidende deel van alle chloor wat op die planeet ontgin word, gaan na landboubehoeftes.
Dit word ook gebruik in die vervaardiging van plastiekverbindings en rubber. Met hul hulp word draadisolasie, skryfbehoeftes, toerusting, doppe van huishoudelike toestelle ens gemaak. Daar is 'n mening dat rubbers wat op hierdie manier verkry word, 'n mens benadeel, maar dit word nie deur die wetenskap bevestig nie.
Dit is die moeite werd om daarop te let dat chloor (die kenmerke van die stof is vroeër in besonderhede deur ons bekend gemaak) en die afgeleides daarvan, soos mosterdgas en fosgeen, ook vir militêre doeleindes gebruik word om chemiese oorlogvoeringsmiddels te bekom.
Chloor as 'n helder verteenwoordiger van nie-metale
Nie-metale is eenvoudige stowwe wat gasse en vloeistowwe insluit. In die meeste gevalle gelei hulle elektriese stroom slegter as metale, en het beduidende verskille in fisiese en meganiese eienskappe. Met behulp van 'n hoë vlak van ionisasie is hulle in staat om kovalente chemiese verbindings te vorm. Hieronder sal 'n eienskap van 'n nie-metaal gegee word deur die voorbeeld van chloor te gebruik.
Soos hierbo genoem, is hierdie chemiese element 'n gas. Onder normale toestande ontbreek dit heeltemal eienskappe soortgelyk aan dié van metale. Sonder hulp van buite kan dit nie met suurstof, stikstof, koolstof, ens.vertoon oksiderende eienskappe in bindings met eenvoudige stowwe en sommige komplekse stowwe. Verwys na halogene, wat duidelik in die chemiese eienskappe daarvan weerspieël word. In verbindings met ander verteenwoordigers van halogene (broom, astatien, jodium), verplaas dit hulle. In die gasvormige toestand los chloor (die kenmerk daarvan is 'n direkte bevestiging hiervan) goed op. Dit is 'n uitstekende ontsmettingsmiddel. Dood slegs lewende organismes, wat dit onontbeerlik maak in die landbou en medisyne.
Gebruik as 'n giftige stof
Die kenmerk van die chlooratoom laat dit toe om as 'n giftige middel gebruik te word. Vir die eerste keer is gas op 22 April 1915 tydens die Eerste Wêreldoorlog deur Duitsland gebruik, waardeur ongeveer 15 duisend mense gesterf het. Op die oomblik word dit nie as 'n giftige stof gebruik nie.
Kom ons gee 'n kort beskrywing van die chemiese element as 'n verstikkende middel. Beïnvloed die menslike liggaam deur verstikking. Eerstens irriteer dit die boonste lugweë en slymvliese van die oë. 'n Sterk hoes begin met aanvalle van verstikking. Verder, deur in die longe in te dring, korrodeer die gas die longweefsel, wat tot edeem lei. Belangrik! Chloor is 'n vinnigwerkende stof.
Afhangende van die konsentrasie in die lug, verskil die simptome. Met 'n lae inhoud in 'n persoon word rooiheid van die slymvlies van die oë, effense kortasem waargeneem. Die inhoud in die atmosfeer van 1,5-2 g/m3 veroorsaak swaarmoedigheid en opwinding in die bors, skerp pyn in die boonste lugweg. Die toestand kan ook gepaardgaan met erge traanvorming. Na 10-15 minute in die kamermet so 'n konsentrasie chloor kom 'n ernstige brandwond van die longe en die dood voor. By hoër konsentrasies is dood moontlik binne 'n minuut as gevolg van verlamming van die boonste lugweg.
Wanneer daar met hierdie stof gewerk word, word dit aanbeveel om oorpakke, gasmaskers, handskoene te gebruik.
Chloor in die lewe van organismes en plante
Chloor is deel van byna alle lewende organismes. Die eienaardigheid is dat dit nie in sy suiwer vorm aanwesig is nie, maar in die vorm van verbindings.
In organismes van diere en mense handhaaf chloriedione osmotiese gelykheid. Dit is te wyte aan die feit dat hulle die mees geskikte radius het vir penetrasie in membraanselle. Saam met kaliumione reguleer Cl die water-soutbalans. In die ingewande skep chloriedione 'n gunstige omgewing vir die werking van proteolitiese ensieme van maagsap. Chloorkanale word in baie selle van ons liggaam voorsien. Deur hulle vind intersellulêre vloeistofuitruiling plaas en die pH van die sel word gehandhaaf. Ongeveer 85% van die totale volume van hierdie element in die liggaam woon in die intersellulêre ruimte. Dit word deur die uretra uit die liggaam uitgeskei. Geproduseer deur die vroulike liggaam tydens borsvoeding.
Op hierdie stadium van ontwikkeling is dit moeilik om onomwonde te sê watter siektes deur chloor en sy verbindings uitgelok word. Dit is as gevolg van die gebrek aan navorsing op hierdie gebied.
Ook is chloriedione teenwoordig in plantselle. Hy neem aktief deel aan die energie-uitruiling. Sonder hierdie element is die proses van fotosintese onmoontlik. Met sy hulpdie wortels neem aktief die nodige stowwe op. Maar 'n hoë konsentrasie chloor in plante kan 'n nadelige effek hê (die proses van fotosintese vertraag, ontwikkeling en groei stop).
Daar is egter sulke verteenwoordigers van die flora wat kan "vriende maak" of ten minste met hierdie element oor die weg kan kom. Die eienskap van 'n nie-metaal (chloor) bevat so 'n item soos die vermoë van 'n stof om grond te oksideer. In die proses van evolusie het die plante wat hierbo genoem is, genaamd halofiete, leë soutmoerasse beset, wat leeg was as gevolg van 'n oorvloed van hierdie element. Hulle absorbeer chloriedione, en raak dan van hulle ontslae met behulp van blaarval.
Vervoer en berging van chloor
Daar is verskeie maniere om chloor te skuif en te berg. Die kenmerk van die element impliseer die behoefte aan spesiale hoëdruksilinders. Sulke houers het 'n identifikasiemerk - 'n vertikale groen lyn. Silinders moet maandeliks deeglik uitgespoel word. Met langdurige berging van chloor word 'n baie plofbare neerslag daarin gevorm - stikstoftrichloried. Spontane ontsteking en ontploffing is moontlik as alle veiligheidsreëls nie nagekom word nie.
Bestudeer chloor
Toekomstige chemici behoort die kenmerke van chloor te ken. Volgens die plan kan graad 9 selfs laboratoriumeksperimente met hierdie stof maak op grond van basiese kennis van die dissipline. Natuurlik is die onderwyser verplig om 'n veiligheidsinligtingsessie te hou.
Die volgorde van werk is soos volg: jy moet 'n fles saamneemchloor en gooi klein metaalskaafsels daarin. In vlug sal die skyfies met helder helder vonke opvlam en terselfdertyd word ligte wit rook SbCl3 gevorm. Wanneer tinfoelie in 'n houer met chloor gedompel word, sal dit ook spontaan aan die brand steek, en vurige sneeuvlokkies sal stadig tot onder in die fles val. Tydens hierdie reaksie word 'n rokerige vloeistof gevorm - SnCl4. Wanneer ysterskaafsels in die houer geplaas word, vorm rooi "druppels" en rooi rook verskyn FeCl3.
Saam met praktiese werk word teorie herhaal. In die besonder, so 'n vraag soos die karakterisering van chloor volgens posisie in die periodieke stelsel (beskryf aan die begin van die artikel).
As gevolg van die eksperimente, blyk dit dat die element aktief op organiese verbindings reageer. As jy watte wat in terpentyn geweek is, in 'n fles chloor plaas, sal dit dadelik aan die brand steek, en roet sal skerp uit die fles val. Natrium smeul effektief met 'n gelerige vlam, en soutkristalle verskyn op die mure van chemiese skottelgoed. Studente sal belangstel om te weet dat N. N. Semenov (later Nobelpryswenner), terwyl hy nog 'n jong chemikus was, nadat hy so 'n eksperiment uitgevoer het, sout van die mure van die fles versamel en, brood daarmee besprinkel, dit geëet het. Chemie het reg geblyk te wees en het die wetenskaplike nie in die steek gelaat nie. As gevolg van die eksperiment wat deur die chemikus uitgevoer is, het gewone tafelsout werklik uitgekom!
