Xлор - конспект - Химия, Конспект из Химия
zaycev_ia
zaycev_ia20 June 2013

Xлор - конспект - Химия, Конспект из Химия

PDF (91.8 KB)
6 страница
255количество посещений
Описание
I.M. Sechenov Moscow Medical Academy. Реферат по химии. Xлор получен впервые в 1774 К. Шееле взаимо действием соляной кислоты с пиролюзитом МnO2. Однако, только в 1810 Г. Дэви установил, что хлор - элемент и назвал его ...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 6
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
предварительный показ закончен
консультироваться и скачать документ
ÕËÎÐ

ХЛОР ХЛОР (лат. Chlorum), Cl - химический элемент VII группы

периодической системы Менде леева, атомный номер 17, атомная масса 35,453; относится к семейству галогенов. При нормальных условиях (0 °С, 0,1 Мн/м2) жёлто-зелёный газ с резким раздражающим запахом. Природный хлор состоит из двух стабильных изотопов: 35Cl (75,77%) и 37Cl (24,23%). Искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми чис лами 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 и периодами полураспада Т1/2 соответственно 0,31; 2,5; 1,56 сек; 3,1*105 лет; 37,3; 55,5 и 1,4 мин. 36Cl и 38Cl используются как изотопные индикаторы.

Историческая справка. Xлор получен впервые в 1774 К. Шееле взаимо действием

соляной кислоты с пиролюзитом МnO2. Однако, только в 1810 Г. Дэви установил, что хлор - элемент и назвал его chlorine (от греческого chloros - жёлто-зе лёный). В 1813 Ж.Л. Гей-Люссак пред- ложил для этого элемента название хлор.

Распространение в природе. Xлор встречается в природе только в виде соединений.

Среднее содержание хлора в земной коре 1,7*10-2% по массе, в кислых изверженных поро дах - гранитах 2,4*10-2, в основ ных и ультраосновных 5*10-3. Основную роль в истории хлора в земной коре играет вод ная миграция. В виде иона Cl- он содер жится в Мировом океане (1,93%), под земных рассолах и соляных озерах. Число собственных минералов (преимущественно природных хлоридов) 97, главный из них - галит NаCl. Изве стны также крупные месторождения хлоридов калия и магния и смешанных хлоридов: сильвин КCl, сильвинит (Nа, К) Cl, карналлит КCl*МgCl2*6Н2О, каинит КCl*МgSO4*ЗН2О, бишофит МgCl2*6Н2О. В истории Земли

большое значение имело поступление содержаще гося в вулканических газах НCl в верхние ча сти земной коры.

Физические и химические свойства. Xлор имеет tкип - 34,05 °С, tпл - 101 °С. Плотность

газообразного хлора при нормальных условиях 3,214 г/л; насыщенного пара при 0 °С 12,21 г/л; жид кого хлора при температуре кипения 1,557 г/см3; твёрдого хлора при -102 °С 1,9 г/см3. Давление насыщенных паров хлора при 0 °С 0,369; при 25 °С 0,772; при 100 °С 3,814 Мн/м2 или соответственно 3,69; 7,72; 38,14 кгс/см2. Те плота плавления 90,3 кдж/кг (21,5 кал/г); теплота испарения 288 кдж/кг (68,8 кал/г); теплоёмкость газа при постоянном давле нии 0,48 кдж/(кг*К) [0,11 кал/(г*°С)]. Xлор хорошо растворяется в ТiСl4, SiCl4, SnCl4 и некоторых органических растворителях (особенно в гексане и четырёххлористом углероде). Мо лекула хлора двухатомна (Cl2). Степень термической диссоциации Cl2+243 кдж 2Cl при 1000 К равна 2,07*10-4%, при 2500 К 0.909%.

Внешняя электронная конфигурация атома Сl Зs2 3р5. В соответствии с этим хлор в соединениях проявляет степени окис- ления -1, +1, +3, +4, +5, +6 и +7. Ковалентный радиус атома 0,99А, ионный радиус Сl- 1,82А, сродство атома хлора к электрону 3,65 эв, энергия ионизации 12,97 эв.

Химически хлор очень активен, непосред ственно соединяется почти со всеми ме таллами (с некоторыми только в присут ствии влаги или при нагревании) и с не металлами (кроме углерода, азота, кислорода, инертных газов), образуя соответствующие хлориды, вступает в реакцию со многими соединениями, замещает водород в предельных углеводородах и присоединяется к ненасыщенным соеди нениям. Хлор вытесняет бром и иод из их соединений с водородом и металлами; из соединений хлора с этими элементами он вытесняется фтором. Щелочные ме таллы в присутствии следов влаги взаи модействуют с хлором с воспламенением, большинство металлов реагирует с су хим хлором только при нагревании. Сталь, а также некоторые металлы стойки в атмо сфере сухого хлора в условиях невысоких температур, поэтому их используют для изго- товления аппаратуры и хранилищ для сухого хлора. Фосфор воспламеняется в ат мосфере хлора, образуя РСl3, а при даль- нейшем хлорировании - РСl5; сера с хлором при нагревании дает

S2Сl2, SСl2 и другие SnClm. Мышьяк, сурьма, висмут, стронций, теллур энергично взаимодействуют с хлором. Смесь хлора с водородом горит бесцветным или желто-зеленым пламенем с обра- зованием хлористого водорода (это цеп ная реакция).

Максимальная температура водородно-хлор ного пламени 2200 °С. Смеси хлора с во дородом, содержащие от 5,8 до 88,3% Н2, взрывоопасны.

С кислородом хлор образует окислы: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7, Cl2O8, а также гипохлориты (соли хлорноватистой кислоты), хло- риты, хлораты и перхлораты. Все кис лородные соединения хлора образуют взрывоопасные смеси с легко окисляю щимися веществами. Окислы хлора мало стойки и могут самопроизвольно взры ваться, гипохлориты при хранении мед ленно разлагаются, хлораты и перхло раты могут взрываться под влиянием инициаторов.

Xлор в воде гидролизуется, образуя хлорноватистую и соляную кислоты: Сl2 + Н2О  НСlО + НСl. При хлорировании водных растворов щелочей на холоду образуются гипохлориты и хлориды: 2NаОН + Сl2 = NаСlO + NаСl + Н2О, а при нагревании - хлораты. Хлориро ванием сухой гидроокиси кальция полу чают хлорную известь. При взаимодействии аммиака с хлором образуется трёххлористый азот. При хлорировании ограниченных соединений хлор либо замещает водород: R—Н + Сl2 = RСl + НСl, либо присоединяется по кратным связям:

С=С + Сl2 СlС—ССl

образуя различные хлорсодержащие органические сое динения. Xлор образует с другими галогенами межгалогенные

соединения. Фториды СlF, СlF3, СlF5 очень реакционноспособны; например, в атмосфере СlF3 стеклянная вата самовоспламеняется. Известны со единения хлора с кислородом к фтором - оксифториды хлора: СlО3F, СlО2F3, СlOF, СlОF3 и перхлорат фтора FСlO4.

Получение. Xлор начали произво дить в промышленности в 1785

взаимодействием соляной кислоты с двуокисью марганца или пиролюзитом. В 1867 английский химик Г. Дикон разработал способ получения хлора оки слением НСl кислородом воздуха п при сутствии катализатора. С конца 19 - начала 20 веков хлор получают

электролизом вод ных растворов хлоридов щелочных ме таллов. По этим методам в 70-х годах 20 века производится 90 - 95% хлора в мире. Не большие количества хлора получаются попутно при производстве магния, кальция, натрия и лития электролизом расплавленных хло ридов. В 1975 году мировое производство хлора составляло около 23 млн. тонн. Применяются два основных метода электролиза водных растворов NаСl: 1) в электролизёрах с твёрдым катодом и пористой фильтрую щей диафрагмой; 2) в электролизёрах с ртутным катодом. По обоим методам на графитовом или окисном титано-рутениевом аноде выделяется газообразный хлор. По первому методу на катоде выделяет ся водород и образуется раствор NаОН и NаСl, из которого последующей перера боткой выделяют товарную каустическую соду. По второму методу на катоде обра зуется амальгама натрия, при её разло жении чистой водой в отдельном аппа рате получаются раствор NаОН, водород и чистая ртуть, которая вновь идёт в про изводство. Оба метода дают на 1 тонну хлора 1,125 тонны NаОН.

Электролиз с диафрагмой требует меньших капиталовложений для органи зации производства хлора, дает более дешёвый NаОН. Метод с ртутным катодом позво ляет получать очень чистый NаОН, но потери ртути загрязняют окружающую среду. В 1970 по методу с ртутным като дом производилось 62,2% мировой вы работки хлора, с твёрдым катодом 33,6% и прочими способами 4,3%. После 1970 начали применять электролиз с твёрдым катодом и ионообменной мембраной, позволяю щий получать чистый NаОН без использо- вания ртути.

Применение. Одной из важных отраслей химической промышленности

является хлорная промышленность. Основные количества хлора перерабаты ваются на месте его производства в хлорсодер жащие соединения. Хранят и перевозят хлор в жидком виде в баллонах, бочках, железнодорожных цистернах или в специально обору- дованных судах. Для индустриальных стран характерно следующее примерное потребление хлора: на производство хлорсодержа щих органических соединений - 60 - 75%; неорганических соединений, содержащих хлор, -10 - 20%; на отбелку целлюлозы и тка ней - 5 - 15%; на санитарные нужды и хлорирование воды - 2 - 6% от общей выраобтки.

Xлор применяется также для хлорирова ния некоторых руд с целью извлечения титана, ниобия, циркония и других.

Хлор в организме.

Xлор - один из биогенных элементов, постоянный ком понент тканей растений и животных. Содержание хлора в растениях (много хлора в галофитах) - от тысячных долей про цента до целых процентов, у животных - десятые и сотые доли процента. Су точная потребность взрослого человека в хлоре, (2 - 4 г) покрывается за счёт пищевых продуктов. С пищей хлор поступает обыч но в избытке в виде хлорида натрия и хлорида калия. Особенно богаты хлором хлеб, мясные и молочные продукты. В организме животных хлор - основное осмо тически активное вещество плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости и некоторых тканей. Играет роль в водно-со левом обмене, способствуя удержанию тканями воды. Регуляция кислотно-ще лочного равновесия в тканях осуществля- ется наряду с другими процессами путём изменения в распределении хлора между кровью и другими тканями, хлор участвует в энергетическом обмене у растений, активируя как окислительное фосфорилирование, так и фотофосфорилирование. Xлор положи тельно влияет на поглощение корнями кислорода. Xлор необходим для образо вания кислорода в процессе фотосинтеза изолированными хлоропластами. В состав большинства питательных сред для искусственного культивирования растений хлор не входит. Возможно, для развития растений достаточны весьма малые концентрации хлора.

Отравления хлором возможны в химической, целлюлозно-бумажной, текстильной, фармацевтичой промышленности. Xлор раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. К первич ным воспалительным изменениям обыч но присоединяется вторичная инфекция. Острое отравление развивается почти немедленно. При вдыхании средних и низких концентраций хлора отмечаются стеснение и боль в груди, сухой кашель, учащён ное дыхание, резь в глазах, слезотече ние, повышение содержания лейкоцитов в крови, температуры тела и т. п. Возможны бронхопневмония, токсический отёк лёгких, депрессивные состояния, судороги. В лёгких случаях выздоровление насту пает через 3 - 7 суток. Как отдалённые последствия наблюдаются катары верх них дыхательных путей, рецидивирующий броихит, пневмосклероз; возможна активизация туберкулёза лёг ких. При длительном вдыхании небольших концентраций хлора наблюдаются аналогич ные, но медленно развивающиеся фор мы заболевания. Профилактика отравле ний, герметизация производств, оборудования, эффективная вентиляция, при необходимости использование противо газа. Предельно допустимая концентра ция хлора в воздухе производств,

помеще ний 1 мг/м3. Производство хлора, хлорной изве сти и других хлорсодержащих соединений относится к производствам с вредными усло виями труда.

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
консультироваться и скачать документ
Docsity не оптимизирован для браузера, который вы используете. Войдите с помощью Google Chrome, Firefox, Internet Explorer 9+ или Safari! Скачать Google Chrome