Klor: karaktäristisk kemiska och fysikaliska egenskaper

I naturen klor finns i gasformigt tillstånd och endast i form av föreningar med andra gaser. Under förhållanden nära till det normala, är det en giftig frätande gas grönaktig färg. Det väger tyngre än luften. Den har en söt lukt. klor-molekyl består av två atomer. I vilotillståndet brinner inte, men vid höga temperaturer i ingrepp med väte, varefter explosionsrisk. Som ett resultat gas släpps fosgen. Mycket giftig. Sålunda, även vid låga koncentrationer i luft (0,001 mg per 1 dm ³⁾ kan orsaka dödsfall. Det viktigaste kännetecknet för nonmetal klor anger att det är tyngre än luft och därför kommer alltid att vara i form av en gulgrön dimma nära golvet.

historiska fakta

För första gången i praktiken detta material erhölls i 1774 K. Shelee g. Genom kombination saltsyra och pyrolusit. Dock endast i 1810 G. P. Devi kunde karakterisera klor och att fastställa att det är en separat kemiskt element.

Det är värt att notera att i 1772, Dzhozef Pristli kunde erhålla väteklorid - klorförening med väte emellertid att separera dessa två delar av kemisten inte kunde.

Kemiska karakteriseringen av klor

Klor - grundämne kärngrupp VII i det periodiska systemet grupp. Lagras den i den tredje perioden, och har ett atomnummer 17 (17 protoner i kärnan). Den reaktiva icke-metall. Betecknas bokstäver Cl.

Det är en typisk representant för halogener. Denna gas, utan färg, men har en skarp, stickande lukt. Vanligtvis giftiga. Alla halogener är väl utspädd i vatten. Vid kontakt med den fuktiga luften börjar att röka.

Den yttre elektronkonfiguration 3s2Zr5 Cl-atom. Följaktligen, i föreningarna med de kemiska elementet uppvisar oxidationsnivåer är -1, 1, 3, 4, 5, 6 och 7. Den kovalenta radien av atom 0,96Å, jonradie Cl- 1,83 Å, atomelektronaffinitet av 3,65 eV, 12,87 eV av jonisering nivå.

Som noterats ovan, är klor en tämligen aktiv icke-metall som möjliggör skapandet av föreningar med nästan alla metaller (i vissa fall med hjälp av värme eller genom fukt förskjuta brom) och icke-metaller. I pulverform reagerar den endast med metaller vid höga temperaturer.

Den maximala förbränningstemperaturen - 2250 ° C. Eftersom syre har förmåga att bilda oxider, hypokloriter, kloriter och klorater. Alla föreningar innehållande syre, är explosiva i växelverkan med oxiderbara substanser. Det bör noteras att kloroxider godtyckligt kan explodera medan klorater explodera endast när den utsätts för någon initiativ.

Kännetecknande för klor på plats i det periodiska systemet:

• enkel substans;
• sjuttonde gruppelement i det periodiska systemet;
• Den tredje termen i tredje raden;
• sjunde grupp huvudgrupp;
17 • atomnummer;
• betecknar Cl symbol;
• reaktiv icke-metall;
• är en halogengrupp;
• under förhållanden som ligger nära det normala, är det en giftig gas gulgrön färg med en stickande lukt;
• en kloratom molekyl har två (formel Cl _2).

De fysikaliska egenskaperna hos den klor:

• kokpunkt: -34,04 ° C;
• Smältpunkt: -101,5 ° C;
• en densitet i gasform - 3, 214 g / l;
• tätheten av flytande klor (kokpunktsperioden) - 1,537 g / cm ^3;
• tätheten av fast klor - 1,9 g / cm ^3;
• specifik volym - 1,745 x 10 ^-3 L / g.

Klor: karakteristiska temperaturförändringar

I gasform har möjlighet att enkelt flytande. Vid ett tryck av 8 atmosfärer och en temperatur av 20 ° C den visas som en grönaktig-gul vätska. Den har en mycket hög korrosiva egenskaper. Som det visat sig, kan denna kemiska elementet bibehålla flytande tillstånd upp till den kritiska temperaturen (143 ° C), förutsatt att tryckökningen.

Om den kyls till en temperatur av -32 ° C, ändrar den sin fysikaliska tillstånd till en vätska oberoende av det atmosfäriska trycket. På ytterligare sänkning av temperaturen för kristallisation inträffar (exponenten -101 ° C).

Klor i naturen

Klorjordskorpan innehåller endast 0,017%. Den största delen är i vulkaniska gaser. Såsom angivits ovan, har materialet en större kemisk aktivitet, så som förekommer naturligt med andra element i föreningar. Varvid flertalet av mineraler innehåller klor. karakteristiska elementet tillåter bildande av ett hundratal olika mineraler. Normalt denna metallklorider.

Dessutom är en stor del i haven - nästan 2%. Detta beror på det faktum att klorider aktivt lösa och sprids med hjälp av floder och hav. Den omvända processen. Klor tvättas tillbaka till stranden, och sedan vinden bär honom genom grannskapet. Det är därför den högsta koncentrationen som observerats i kustområden. I torra områden i världen framför oss gas bildas genom avdunstning av vatten, varigenom salt visas. Årligen i världen producerar cirka 100 miljoner ton av ämnet. Det är dock inte förvånande, eftersom det finns många områden som innehåller klor. Kännetecknande för honom, men beror till stor del just på dess geografiska läge.

Metoder för framställning av klor

Idag finns det flera metoder för att producera klor, den vanligaste av dessa är följande:

1. Membran. Det är det enklaste och billigare. Den saltlake i ett membran elektrolys kommer in i anoddelen. Vidare, på en armeringsnät katod strömmar in i öppningen. Den innehåller en liten mängd av polymerfibrer. Ett viktigt inslag i den här enheten är motströms. Den är riktad från anodavdelningen till katod, vilket tillåter separata mottagnings- och klorlutar.

2. Membran. Den mest energieffektiva, men slozhnoosuschestvim organisation. I likhet med membranet. Skillnaden är att anoden och katoden utrymme är fullständigt separerade av ett membran. Följaktligen, de utgående resulterar i två separata strömmar.

Det bör noteras att karakteriseringen av kemikalien. elementet (klor) som erhållits genom dessa metoder kommer att vara annorlunda. Mer "clean" anses vara en membranmetod.

3. kvicksilvermetoden med flytande katod. Jämfört med andra tekniker, gör det här alternativet att få den mest rena klor.

Schematiskt diagram av installationen består av cellen och det sammankopplade pumpen och Amalgamnedbrytaren. Som katod pumpas med pump kvicksilversalt-lösning och en anod - kol eller grafitelektroder. Principen av installationen är som följer: elektrolyten frigörs från klor som utmatas från cellen med anolyten. Från den senare förorening avlägsnas och klorrester donasyschayut halit och återigen tillbaka till elektrolys.

Säkerhetskrav och olönsam produktion ledde till utbyte av en fast katod vätska.

Användningen av klor i industriella tillämpningar

klor aktiva egenskaper tillåter användning inom industrin. Med denna kemiska elementet får olika organiska klorföreningar (vinylklorid, klor-gummi, etc.), Drugs, desinfektionsmedel. Men den största nisch ockuperade i branschen är produktion av saltsyra och lime.

Ofta används metoder för rening av dricksvatten. Hittills, försöker komma bort från denna metod att ersätta den med ozon, eftersom vi överväger substansen har en negativ inverkan på den mänskliga kroppen, förstör också klorerat vatten rörledningar. Den orsakas av det faktum att i fritt tillstånd Cl skadlig effekt på rör tillverkade av polyolefiner. Ändå de flesta länder ger företräde åt kloreringsmetoden.

Dessutom är klor används inom metallurgin. Med det, ta emot ett antal sällsynta metaller (niob, tantal, titan). Inom den kemiska industrin aktivt använda olika organiska klorföreningar för att bekämpa ogräs och för andra jordbruksändamål, och elementet används som ett blekmedel.

På grund av dess kemiska struktur klor förstör de flesta organiska och oorganiska färgämnen. Detta uppnås genom hela blekning. Detta resultat är endast möjligt om närvaro av vatten, för blekningsförfarandet beror på atomärt syre, som bildas efter avklingningen av klor: Cl ₂ + H ₂ O → HCI + HCIO → 2HCl + O. Denna metod har funnit applikations några hundra år sedan och är populär och denna dag.

En mycket populär användning av detta ämne för klororganiska insekticider. Dessa jordbruksprodukter döda skadliga organismer och lämnar intakta växter. En betydande del av den totala klor produceras i världen går till jordbruket.

Den används också vid tillverkning av gummi- och plastföreningar. Med deras hjälp, gjorde tråd isolering, pappersvaror, hårdvara, hushållsapparater skal, och så vidare. D. Det finns en uppfattning att de gummi erhållits på detta sätt, skada på människor, men det är inte bekräftat av vetenskapen.

Det bör noteras att klor (särdragsmaterial beskrevs i detalj tidigare) och dess derivat, såsom senapsgas och fosgen, som används i militära tillämpningar för kemiska stridsmedel.

Klor som en ljus representant för icke-metaller

Ickemetaller - enkla ämnen, som omfattar gaser och vätskor. I de flesta fall, de leder elektricitet värre än metaller och har stora skillnader i de fysiska och mekaniska egenskaper. Med hög jonisering nivå med förmåga att bilda en kovalent kemisk förening. Följande beskrivning av exempel på den icke-metall ges till klor.

Såsom redan nämnts ovan är detta grundämne en gas. Under normala omständigheter, det är helt frånvarande egenskaper liknande dem hos metaller. Utan yttre stöd får inte reagera med syre, kväve, kol och andra. Dess uppvisar oxiderande egenskaper hos anslutningar med en enkel och vissa komplexa ämnen. Den hänvisar till de halogener, som tydligt återspeglas i dess kemiska egenskaper. Föreningarna med resten av halogener (brom, astat, jod), förskjuter dem. Den gasformiga klor (karakteristisk för honom - en direkt bevis) är väl upplöst. Det är ett utmärkt desinfektionsmedel. Endast dödar levande organismer, vilket gör det nödvändigt inom jordbruk och medicin.

Använd som gift

Karakteristiska kloratom tillåter dess användning som ett toxiskt medel. Gas användes först av Tyskland, 1915/04/22, under första världskriget, som en följd av dödsfallen på cirka 15 tusen. Människa. Just nu, eftersom giftet inte är tillämplig.

Låt oss ge en kort beskrivning av ett kemiskt element som en kvävningsmedel. Det påverkar människokroppen genom kvävning. Att ge första övre luftvägarna irritation och ögonirritation. Det börjar med hosta anfall av andnöd. Därefter tränger in i lungorna, korroderar gasen lungvävnaden, vilket resulterar i ödem. Viktigt! Klor är snabb substans.

Beroende på koncentrationen i luften, kan symtomen vara annorlunda. Vid låga koncentrationer i människor rodnad i slemhinnor, mild andnöd. Innehållet i atmosfären av 1,5-2 g / m ³ bringar svårighetsgrad och spänning i bröstet, skarp smärta i de övre luftvägarna. Dessutom kan staten åtföljas av en stark tårflöde. Efter 10-15 minuter i ett rum med en sådan koncentration av klor sker starka förbrännings lungor och död. När tätare koncentrationer möjliga död inom minuter från förlamning av de övre luftvägarna.

När man arbetar med detta ämne rekommenderas att använda skyddskläder, mask, handskar.

Klor i livet för organismer och växter

Klor är en del av nästan alla levande organismer. Funktionen är att det inte kan vara närvarande i ren form och i form av föreningar.

I animala och humana organismer av klorjoner bibehålls osmotisk likhet. Den orsakas av det faktum att de har den mest lämpliga intervallet för penetrering av cellmembranet. Tillsammans med kaliumjoner Cl reglerar vatten och salt balans. I tarmen, klorjoner skapa en gynnsam miljö för inverkan av proteolytiska enzymer magsaft. Kloridkanaler är anordnade i många celler i kroppen. Genom sina intercellulära fluider inträffar och pH upprätthölls celler. Ca 85% av den totala volymen av detta element i kroppen är i det intercellulära utrymmet. Utsöndras via urinröret. Det produceras av den kvinnliga kroppen i processen för amning.

I detta skede av utvecklingen är unikt svårt att säga exakt vad sjukdomen framkallar klor och dess föreningar. Detta är på grund av bristen på forskning inom detta område.

Också, klorjoner är närvarande i växtceller. Han deltar aktivt i energiomsättningen. Utan denna del av processen för fotosyntesen hon är inte möjligt. Med sina rötter för att aktivt absorbera de nödvändiga ämnen. Emellertid en stor koncentration av klor i växter som kan utöva en skadlig påverkan (sakta ner fotosyntesen, stoppa utvecklingen och tillväxt).

Men det finns representanter för flora som kunde "få vänner", eller åtminstone komma överens med objektet. Karakteristiska icke-metall (klor) innehåller en sådan punkt som förmågan hos en substans att oxidera jordar. I utvecklingen av de växter som nämns ovan, som kallas halophytes, salta våtmarker ockuperade tomma, vilket var tomma på grund av ett överflöd av detta element. De absorberar klorjoner, och sedan bli av med dem med hjälp av blad falla.

Transport och lagring av klor

Det finns flera sätt att flytta och lagra klor. Feature inslag kräver speciella högtryckscylindrar. Sådana behållare har identifieringsmärkningar - en vertikal grön linje. Månads tankar måste rengöras noggrant. Långvarig lagring av klor däri fällning bildas som är mycket explosiv - kvävetriklorid. Underlåtenhet att följa alla säkerhetsregler möjlig spontan antändning och explosion.

Studie av klor

Framtida kemister klor måste vara känd karakteristik. Enligt planen kan 9-klassare även sätta laboratorieexperiment med detta ämne på grundval av grundläggande kunskaper i ämnet. Naturligtvis är läraren skyldig att genomföra säkerhetsutbildning.

Proceduren fungerar på följande sätt: du måste ta flaskan och häll klor i den spån. Under flygning kommer marker att blinka starkt ljus gnistor och samtidigt är det lätt att vit rök SbCl _3. Vid nedsänkning i en behållare av klor tenn folie är det också självtändande, men på botten av kolven sakta sänka brand snöflingor. Under denna reaktion en rökig vätska - _SnCl4. Vid placering av järnfilspån i ett kärl bildat röda "droppar" och kommer att visas röd rök FeCl _3.

Tillsammans med det praktiska arbetet upprepas teori. I synnerhet, en sådan fråga som klor karakteristisk för positionen i det periodiska systemet (beskrivet i inledningen).

Som ett resultat av experiment, verkar det som elementet reagerar på organiska föreningar. Om du lägger i en burk med klor bomull indränkt i terpentin tidigare det omedelbart antänds, och kolven flockar kraftigt sot. Effektivt pyrande eld natrium gulaktig, och på väggarna av glassaltkristaller visas. Eleverna kommer att vara intresserade att lära sig att, samtidigt som en ung kemist N. N. Semenov (senare Nobelpristagaren), med denna erfarenhet, som samlats in från sidorna av kolven och salt, strös med sitt bröd och åt det. Kemi var rätt och lät inte vetenskapsman. Som ett resultat av en kemisk erfarenhet verkligen vände vanligt bordssalt!