Хлор: характеристика на химичните и физичните свойства

Независимо колко негативно третираме обществените тоалетни, природата диктува собствените си правила и ние трябва да ги посещаваме. В допълнение към естествените (за това място) миризми, друг познат аромат е белина, използвана за дезинфекция на помещението. Името му е получено поради основната активна съставка в нея - Cl. Нека да знаем за този химичен елемент и неговите свойства, както и да дадем характеристика на хлора върху позицията в периодичната система.

Как се отвори този елемент

Първото хлоросъдържащо съединение (HCl) е синтезирано през 1772 г. от британски свещеник От Джоузеф Пристли.

След 2 години шведският му колега Карл Шеле успя да опише начина, по който се екстрахира Cl чрез реакцията между тях солна киселина и манганов диоксид. Въпреки това, този химик не разбира, че като резултат е синтезиран нов химичен елемент.

Почти 40 години отнеха учените да научат как да извличат хлор на практика. Това е направено за пръв път от британския Хъмфри Дейви през 1811 г. В същото време той е използвал различна реакция от своите предшественици. Дейви, използващ електролиза, се разлага на компоненти на NaCl (известни най-вече като кухненска сол).

След като проучи веществото, британският химик разбра, че е елементарен. След това откритие, Дейви не само го нарече хлор (хлор), но е в състояние да характеризира хлора, въпреки че е много примитивен.

Хлорът се превърна в хлор (chlore) благодарение на Joseph Gay-Lussac и като такъв той съществува на френски, немски, руски, беларуски, украински, чешки, български и някои други езици днес. На английски и до днес се използва името "хлор", а на италиански и испански "хлоро".

Въпросният елемент е описан по-подробно от Йенс Берцелиус през 1826 г. Той е способен да определи атомната маса.

Какво е хлор (Cl)

След като разгледа историята на откриването на този химичен елемент, си струва да се знае повече за него.

Името хлор е получено от гръцката дума χλωρός ("зелено"). Той е даден поради жълтеникаво-зеленикавия цвят на веществото

Хлорът съществува независимо като двуатомна газ Cl _2, въпреки това, в тази форма в природата, на практика не се случва. По-често се появява в различни връзки.

В допълнение към отличителния нюанс, хлорът има сладко-пикантен мирис. Това е много токсично вещество, следователно, ако се изпуска във въздуха и се вдишва от човек или животно, то може да доведе до тяхната смърт в рамките на няколко минути (в зависимост от концентрацията на Cl).

Тъй като хлорът е почти 2,5 пъти по-тежък от въздуха, той винаги ще бъде под него, т.е. близо до самата земя. Поради тази причина, ако се подозира Cl, трябва да се изкачи възможно най-високо, тъй като концентрацията на този газ ще бъде по-ниска.

Също така, за разлика от някои други токсични вещества, съдържащите хлор продукти имат характерен цвят, който може да им позволи да идентифицират визуално и да предприемат действия. Повечето стандартни противогази помагат за защита на дихателните органи и лигавиците от Cl. Въпреки това, за пълна безопасност е необходимо да се предприемат по-сериозни мерки, включително неутрализиране на токсичните вещества.

Заслужава да се отбележи, че използването на хлор от германците като отровен газ през 1915 г. започва историята на химическото оръжие. В резултат на използването на близо 200 тона вещество, 15 000 души бяха отровени за няколко минути. Една трета от тях са загинали почти мигновено, една трета са получили трайно увреждане и само 5 хиляди са успели да избягат.

Защо такова опасно вещество все още не е забранено и се произвеждат милиони тона годишно? Всичко е свързано с неговите специални свойства, но за да ги разберем, си струва да се разгледат характеристиките на хлора. Най-лесният начин да направите това е с помощта на периодичната таблица.

Характеристики на хлора в периодичната система

• Хлорът е проста субстанция.
• Той има седемнадесето число по ред (притежава 17 протони в атомното ядро).
• Намира се в третия период и третия ред.
• Хлорът се намира в VII групата (подгрупа "а").
• Атомната маса на Cl е 35.453 a. m.
• Молекула от просто хлорно вещество се състои от два атома: Cl _{2 .}
• Хлорът е неметален и отива към халогенната група. Между другото, в миналото те искаха да наричат ​​този елемент този термин. Но по-късно става общоприето име на 17-та група. В допълнение към хлора, халогените включват флуор, бром, йод, астатин и наскоро открит тенезин.
• Електронна конфигурация хлор - 3s ² 3p ⁵ .
• С1 атомът на валентното ниво съдържа един несдвоен електрон. Поради това с валентност І е много стабилна (NaCl, Cl ₂ ).
• Този елемент на атомно ниво има празна орбитална d-поднива. Благодарение на това хлорът може да се прояви различно окислителни състояния (от -1 до +7).

Хлор като халоген

В допълнение към изключителната токсичност и каустичната миризма (характерни за всички членове на тази група), Cl е напълно разтворим във вода. Практическото потвърждение на това е добавянето на съдържащи хлор детергенти към водата в плувния басейн.

При контакт с влажен въздух въпросното вещество започва да пуши.

Ср свойства като неметални

Имайки предвид химичните характеристики на хлора, трябва да обърнете внимание на неговите неметални свойства.

Той има способността да образува съединения с почти всички метали и неметали. Като пример може да се цитира реакцията с железни атоми: 2Fe + 3Cl2 e → 2FeCl3 _.

Често за извършване на реакции е необходимо да се използват катализатори. H2O може да играе тази роля.

Често реакциите със С1 са по природа ендотермични (те абсорбират топлината).

Трябва да се отбележи, че в кристалната форма (под формата на прах) хлорът взаимодейства с метали само при нагряване до високи температури.

Реагирайки с други неметали (с изключение на O ₂ ↑, N, F, C и инертни газове), Cl образува съединения - хлориди.

Когато реагира с O ₂ ↑ образуват се изключително нестабилни и подложени на разпад оксиди. В тях степента на окисление на Cl може да се прояви от +1 до +7.

При взаимодействие с F се образуват флуориди. Степента на окисление може да варира.

Хлор: характеристика на веществото по отношение на неговите физични свойства

Освен химичните свойства, въпросният елемент също има физически.

• Както е споменато по-горе, газообразно състояние (при нормални условия) е естествено за дадено вещество. Въпреки това, когато температурата се промени, тя може да остане както в течността, така и в твърдо състояние.
• Цвят: жълто-зелен.
• Плътността на Cl при стандартни условия е 3.214 g / l.
• При кипене (течност) плътността се променя и става 1,537 g / cm ³ .
• Тъй като е в агрегирано състояние, Cl получава плътност от 1,9 g / cm3.
• Атомният радиус е 0.073 nm.
• Хлорът кипи при t -34 градуса по Целзий.
• Точката на топене е -100 градуса по Целзий.
• Специфичният обем на хлора е 1,745 х 10 ^-3 l / g.

Влияние на температурата върху агрегатното състояние Cl

След като разгледаме физическите характеристики на елемента на хлора, разбираме, че той е способен да премине в друго състояние на агрегация. Всичко зависи от температурата.

В нормално състояние, Cl е газ с високи корозивни свойства. Въпреки това, той може лесно да се втечни. Това се влияе от температурата и налягането. Например, ако е 8 атмосфери, а температурата е +20 градуса по Целзий, Cl ₂ - киселинна жълта течност. Това агрегатно състояние е способно да поддържа до +143 градуса, ако налягането също продължава да нараства.

При достигане -32 ° С състоянието на хлора престава да зависи от налягането и продължава да остава течно.

Кристализацията на веществото (твърдо състояние) се осъществява при -101 градуса.

Къде съществува Cl в природата?

Като се има предвид общата характеристика на хлора, си струва да се знае къде в природата може да възникне такъв неловък елемент.

Поради високата си реактивност, той почти никога не се появява в чиста форма (затова в началото на проучването учените от този елемент отнеха години, за да се научат как да го синтезират). Обикновено Cl се среща в съединения в различни минерали: халит, силвин, каинит, бишофит и др.

Най-вече, тя се съдържа в соли, извлечени от морска или океанска вода.

Ефект върху тялото

При разглеждане на характеристиките на хлора, той вече е казал много пъти, че е изключително токсичен. В същото време, атомите на веществото се съдържат не само в минерали, но на практика във всички организми, вариращи от растения до хора.

Благодарение на специалните свойства, йоните на Cl преминават през клетъчните мембрани по-добре от други (следователно повече от 80% от целия хлор в човешкото тяло е в междуклетъчното пространство).

Заедно с К, С1 е отговорен за регулирането на водно-солевия баланс и, като резултат, за осмотичното равенство.

Въпреки такава важна роля в тялото, в чистата си форма Cl ₂ all убива всички живи същества - от клетките до цели организми. Въпреки това, в контролирани дози и при краткотрайна експозиция, той няма време да причини увреждане.

Ярък пример за последното изявление е всеки пул. Както знаете, водата в такива институции се дезинфекцира с Cl. В същото време, ако човек рядко посещава такава институция (веднъж седмично или един месец) - малко вероятно е той да пострада от наличието на това вещество във водата. Служителите на такива институции, особено тези, които прекарват по-голямата част от деня във водата (спасители, инструктори), често страдат от кожни заболявания или имат отслабен имунитет.

Във връзка с всичко това е наложително да се вземе душ след посещение на басейните - за да се измият възможните остатъци от хлор от кожата и косата.

Използване на Cl от човека

Като се има предвид характеристиката на хлора, че е „капризен“ елемент (когато става въпрос за взаимодействие с други вещества), ще бъде интересно да се научи, че се използва често в индустрията.

На първо място, той се използва за дезинфекция на много вещества.

Cl се използва и при производството на някои видове пестициди, което помага да се спаси реколтата от вредители.

Способността на това вещество да взаимодейства с почти всички елементи на периодичната таблица (характеристика на хлор като неметален) помага с неговото извличане на определени видове метали (Ti, Ta и Nb), както и вар и солна киселина.

В допълнение към всички гореизброени, Cl се използва в производството на промишлени вещества (поливинилхлорид) и медицински препарати (хлорхексидин).

Заслужава да се отбележи, че днес се намери по-ефективен и безопасен дезинфектант - озон (O ₃ ). Въпреки това, неговото производство е по-скъпо от хлора и този газ е още по-нестабилен от хлора (кратко описание на физическите свойства на 6-7 стр.). Следователно, само малцина могат да си позволят да използват озониране вместо хлориране.

Как се произвежда хлор

Днес има много начини да се синтезира това вещество. Всички те са разделени в две категории:

• Chemical.
• Електромеханична.

В първия случай се получава Cl химическа реакция. На практика обаче те са много скъпи и неефективни.

Ето защо, в индустрията предпочитат електрохимични методи (електролиза). Има три от тях: диафрагмена, мембранна и живачна електролиза.