Klorin: kimia ciri-ciri dan sifat-sifat fizikal

Secara semula jadi klorin dijumpai dalam keadaan gas dan hanya dalam bentuk sebatian dengan gas lain. Dalam keadaan hampir normal, ia adalah gas menghakis warna kehijauan toksik. Ia membawa lebih berat daripada udara. Ia mempunyai bau yang manis. klorin molekul terdiri daripada dua atom. Dalam keadaan mendiamkan diri tidak membakar, tetapi pada suhu yang tinggi terlibat dengan hidrogen, selepas itu risiko letupan. Hasilnya, gas dilepaskan fosgen. Sangat toksik. Oleh itu, walaupun pada kepekatan yang rendah di udara (0.001 mg per 1 dm ³⁾ boleh menyebabkan kematian. Ciri utama dari negeri klorin bukan logam bahawa ia adalah lebih berat daripada udara dan dengan itu akan sentiasa dekat tempat dalam bentuk jerebu kuning-hijau.

fakta sejarah

Buat pertama kali dalam amalan bahan ini telah diperolehi pada tahun 1774 K. Shelee g. Dengan menggabungkan asid hidroklorik dan pyrolusite. Walau bagaimanapun, hanya pada tahun 1810 P. Davy dapat mencirikan klorin dan untuk membuktikan bahawa ia adalah unsur kimia yang berasingan.

Perlu diingat bahawa pada tahun 1772, Dzhozef Pristli berjaya mendapatkan hidrogen klorida - sebatian klorin dengan hidrogen, bagaimanapun, untuk memisahkan kedua-dua elemen ahli kimia tidak dapat.

Ciri kimia klorin

Chloro - unsur kimia kumpulan teras VII kumpulan jadual berkala. Ia disimpan dalam tempoh yang ketiga, dan mempunyai nombor atom 17 (17 proton dalam nukleus). Yang bukan logam reaktif. huruf ditandakan Cl.

Ia adalah wakil khas halogen. gas ini, tanpa warna, tetapi mempunyai tajam, bau pedas. Biasanya toksik. Semua halogen baik dicairkan dalam air. Apabila bersentuhan dengan udara lembap mula merokok.

Luar konfigurasi elektron 3s2Zr5 Cl atom. Oleh itu, di perkarangan pameran elemen tahap pengoksidaan kimia -1, 1, 3, 4, 5, 6 dan 7. Kovalen jejari atom 0,96Å, jejari ion Cl- 1.83 Å, atom elektron pertalian 3.65 eV, 12.87 eV tahap pengionan.

Seperti yang dinyatakan di atas, klorin adalah bukan logam agak aktif yang membolehkan penciptaan sebatian dengan hampir semua logam (dalam beberapa kes menggunakan haba atau oleh kelembapan penyisihan bromo) dan bukan logam. Dalam bentuk serbuk ia bertindak balas hanya dengan logam pada suhu tinggi.

Suhu pembakaran maksimum - 2250 ° C. Kerana oksigen boleh membentuk oksida, Hipoklorit, chlorites dan chlorates. Semua sebatian yang mengandungi oksigen, adalah bahan letupan dalam interaksi dengan bahan-bahan teroksid. Ia harus diperhatikan bahawa oksida klorin sewenang-wenangnya boleh meletup manakala chlorates meletup hanya apabila terdedah kepada sebarang initiators.

Ciri klorin dalam kedudukan dalam sistem berkala:

• bahan mudah;
• kimia kumpulan ketujuh belas jadual berkala;
• penggal ketiga berturut-turut ketiga;
• Kumpulan ketujuh kumpulan utama;
• nombor atom 17;
• menandakan simbol Cl;
• reaktif bukan logam;
• adalah kumpulan halogen;
• dalam keadaan hampir normal, ia adalah gas beracun warna kuning-hijau dengan bau yang pedas;
• molekul klorin atom mempunyai 2 (formula Cl _2).

Sifat-sifat fizikal klorin:

• takat didih: -34,04 ° C;
• Takat lebur: -101,5 ° C;
• kepadatan dalam keadaan gas - 3, 214 g / l;
• ketumpatan cecair klorin (tempoh mendidih) - 1,537 g / cm ^3;
• ketumpatan klorin pepejal - 1.9 g / cm ^3;
• jumlah tertentu - 1.745 x 10 ^-3 L / g.

Klorin: perubahan suhu ciri

Dalam keadaan gas mempunyai keupayaan untuk dengan mudah cecair. Pada tekanan 8 atmosfera dan suhu 20 ° C ternyata sebagai cecair berwarna kuning kehijauan. Ia mempunyai sifat menghakis yang sangat tinggi. Sebagai menunjukkan amalan, unsur kimia ini boleh mengekalkan keadaan cecair sehingga suhu kritikal (143 ° C), dengan syarat peningkatan tekanan.

Jika ia disejukkan pada suhu -32 ° C, ia berubah-fiturnya keadaan fizikal kepada cecair tanpa mengira tekanan atmosfera. On lagi penurunan suhu penghabluran berlaku (eksponen -101 ° C).

Klorin dalam alam semula jadi

Klorin bumi kerak mengandungi hanya 0.017%. Sebahagian besar adalah dalam gas gunung berapi. Seperti yang dinyatakan di atas, bahan yang mempunyai aktiviti kimia yang lebih besar, jadi yang secara semula jadi berlaku dengan unsur-unsur lain dalam sebatian. Mana kepelbagaian mineral mengandungi klorin. elemen ciri membolehkan pembentukan kira-kira seratus mineral yang berbeza. Biasanya, logam ini klorida.

Juga, jumlah yang besar adalah di lautan - hampir 2%. Ini adalah disebabkan oleh hakikat bahawa klorida secara aktif membubarkan dan merebak dengan bantuan sungai dan laut. Proses sebaliknya. Klorin dibasuh kembali ke pantai, dan kemudian diterbangkan angin melalui kejiranan. Itulah sebabnya kepekatan tertinggi diperhatikan di kawasan pantai. Di kawasan-kawasan gersang di dunia di hadapan kita gas dibentuk oleh penyejatan air, di mana masin yang muncul. Setiap tahun di dunia mengeluarkan kira-kira 100 juta tan bahan. Itu, bagaimanapun, tidak menghairankan, kerana terdapat pelbagai bidang yang mengandungi klorin. Ciri-ciri dia, bagaimanapun, sebahagian besarnya bergantung dengan tepat kepada lokasi geografinya.

Kaedah untuk menghasilkan klorin

Hari ini, terdapat beberapa kaedah untuk menghasilkan klorin, yang paling biasa yang berikut:

1. diafragma. Ia adalah yang paling mudah dan kurang mahal. Air garam dalam elektrolisis diafragma memasuki ruang anod. Selanjutnya, pada katod keluli mesh mengalir ke dalam bukaan. Ia mengandungi sedikit serat polimer. Satu ciri penting peranti ini adalah berlawanan. Ia diarahkan dari petak anod ke katod, membolehkan berasingan menerima dan chloro minuman keras.

2. membran. Yang paling cekap tenaga, tetapi organisasi slozhnoosuschestvim. Sama dengan diafragma. Perbezaannya ialah anod dan katod ruang sepenuhnya dipisahkan oleh membran. Oleh itu, keputusan output dalam dua aliran yang berasingan.

Perlu diingatkan bahawa pencirian kimia. elemen (klorin) yang diperolehi dengan kaedah ini akan berbeza. Lebih "bersih" adalah dianggap sebagai satu kaedah membran.

3. Kaedah merkuri dengan katod cecair. Berbanding dengan teknologi lain, pilihan ini membenarkan anda untuk menerima klorin yang paling tulen.

Gambar rajah skema pemasangan terdiri daripada sel dan pam saling berkaitan dan pengurai yang amalgam. Sebagai katod dipam dengan penyelesaian pam merkuri garam dan anod - karbon atau elektrod grafit. Prinsip pemasangan adalah seperti berikut: elektrolit dilepaskan dari klorin yang dilepaskan dari sel dengan anolyte. Dari najis terakhir itu dikeluarkan dan sisa klorin donasyschayut garam karang dan sekali lagi kembali ke elektrolisis.

Syarat-syarat untuk Keselamatan dan pengeluaran tidak menguntungkan membawa kepada penggantian cecair katod kukuh.

Penggunaan klorin dalam aplikasi industri

hartanah klorin aktif membenarkan penggunaannya dalam industri. Dengan unsur kimia ini menerima sebatian organoklorin yang berbeza (vinil klorida, chloro-getah, dan lain-lain), Dadah, kuman. Tetapi niche yang terbesar diduduki dalam industri adalah pengeluaran asid hidroklorik dan limau.

Banyak digunakan kaedah untuk penulenan air minuman. Setakat ini, cuba untuk beralih daripada kaedah ini, menggantikannya dengan pengozonan, kerana kita sedang mempertimbangkan bahan mempunyai kesan negatif pada tubuh manusia, air juga berklorin memusnahkan saluran paip. Ia adalah disebabkan oleh hakikat bahawa dalam keadaan bebas Cl kesan menjejaskan ke atas paip dilakukan dengan polyolefins. Walau bagaimanapun, kebanyakan negara memberi keutamaan kepada kaedah pengklorinan.

Juga, klorin digunakan dalam metalurgi. Dengan itu, menerima beberapa logam jarang berlaku (niobium, tantalum, titanium). Dalam industri kimia aktif menggunakan sebatian organoklorin yang berbeza untuk memerangi rumpai dan untuk tujuan pertanian lain manakala unsur yang digunakan sebagai peluntur a.

Disebabkan chloro struktur kimia memusnahkan paling pewarna organik dan bukan organik. Ini dicapai melalui pelunturan penuh. Keputusan ini hanya boleh dilakukan jika kehadiran air, untuk proses pelunturan adalah disebabkan oleh oksigen atom, yang dibentuk selepas pereputan klorin: Cl ₂ + H ₂ O → HCl + HClO → 2HCl + O. Kaedah ini telah mendapati permohonan beberapa abad yang lalu dan adalah popular dan hari ini.

A penggunaan yang sangat popular bahan ini untuk racun serangga organoklorin. Produk-produk ini pertanian membunuh organisma berbahaya, meninggalkan tumbuhan utuh. Sebahagian besar daripada jumlah klorin yang dihasilkan di dunia pergi ke kegunaan pertanian.

Ia juga digunakan dalam pembuatan getah dan plastik kompaun. Dengan bantuan mereka, yang dibuat penebat wayar, alat tulis, perkakasan, perkakas rumah shell, dan sebagainya. D. Ada pendapat bahawa getah diperolehi dengan cara ini, kemudaratan kepada manusia, tetapi ia tidak disahkan oleh sains.

Ia harus diperhatikan bahawa klorin (perkara ciri telah didedahkan secara terperinci sebelum ini) dan terbitannya seperti gas mustard dan fosgen, yang digunakan dalam aplikasi ketenteraan untuk agen peperangan kimia.

Klorin sebagai wakil terang bukan logam

Bukan logam - bahan mudah, termasuk gas dan cecair. Dalam kebanyakan kes, mereka mengalirkan elektrik lebih buruk daripada logam dan mempunyai perbezaan yang besar dalam ciri-ciri fizikal dan mekanikal. Dengan tahap pengionan tinggi mampu membentuk sebatian kimia kovalen. Penerangan berikut contoh klorin bukan logam akan diberikan.

Seperti yang telah dinyatakan di atas, unsur kimia ini adalah gas. Dalam keadaan biasa, ia adalah ciri-ciri tidak hadir sama dengan logam. Tanpa bantuan luar mungkin tidak bertindak balas dengan oksigen, nitrogen, karbon dan lain-lain. Pameran Its pengoksidaan sifat sambungan dengan bahan-bahan yang kompleks mudah dan tertentu. Ia merujuk kepada halogen, yang dengan jelas terpancar dalam ciri-ciri kimianya. Sebatian dengan seluruh halogen (bromin, astatin, iodin), memindah mereka. Klorin gas (ciri-ciri dia - bukti langsung) dengan baik dibubarkan. Ia adalah satu disinfektan yang sangat baik. Hanya membunuh organisma hidup, yang menjadikan ia amat diperlukan dalam bidang pertanian dan perubatan.

Digunakan sebagai racun

Ciri atom klorin membolehkan penggunaannya sebagai agen toksik. Gas pertama kali digunakan oleh Jerman, 1915/04/22, semasa Perang Dunia Pertama, akibat kematian kira-kira 15 ribu. Manusia. Pada masa ini, sebagai racun tidak terpakai.

Marilah kita memberi penerangan ringkas mengenai unsur kimia sebagai agen tercekik. Ia memberi kesan kepada tubuh manusia melalui lemas. Menyediakan kerengsaan saluran pernafasan atas pertama dan kerengsaan mata. Ia bermula dengan batuk serangan sesak nafas. Seterusnya, menembusi ke dalam paru-paru, gas yang merosakkan tubuhnya tisu paru-paru, yang menyebabkan edema. Penting! Klorin adalah bahan pantas.

Bergantung kepada kepekatan di udara, gejala boleh berbeza. Pada kepekatan rendah dalam manusia kemerahan membran mukus, sesak ringan nafas. Kandungan dalam suasana 1,5-2 g / m ³ menyebabkan tahap dan keseronokan di dada, sakit yang tajam di dalam saluran pernafasan atas. Juga, kerajaan mungkin disertakan dengan lacrimation yang kuat. Selepas 10-15 minit di dalam bilik dengan kepekatan seperti klorin berlaku paru-paru pembakaran kuat dan kematian. Apabila kepekatan padat kematian mungkin dalam masa beberapa minit dari kelumpuhan saluran pernafasan atas.

Apabila bekerja dengan bahan ini adalah disyorkan untuk memakai pakaian pelindung, topeng, sarung tangan.

Klorin dalam kehidupan organisma dan tumbuhan

Klorin adalah sebahagian daripada organisma hampir semua yang hidup. Ciri adalah bahawa ia tidak boleh hadir dalam bentuk tulen dan dalam bentuk sebatian.

Dalam haiwan dan organisma manusia ion klorin dikekalkan kesaksamaan osmosis. Ia adalah disebabkan oleh hakikat bahawa mereka mempunyai pelbagai yang paling sesuai untuk penembusan membran sel. Bersama-sama dengan ion kalium Cl mengimbangi kandungan air dan garam. Di dalam usus, ion klorin mewujudkan persekitaran yang baik untuk tindakan enzim proteolitik jus gastrik. saluran klorida disediakan di banyak sel-sel badan. Melalui cecair intercellular mereka berlaku dan pH mengekalkan sel-sel. Kira-kira 85% daripada jumlah keseluruhan unsur ini dalam tubuh badan berada dalam ruang intercellular. Dikeluarkan oleh uretra. Ia dihasilkan oleh badan wanita dalam proses penyusuan.

Pada peringkat ini dalam pembangunan adalah unik sukar untuk mengatakan dengan tepat apa penyakit yang menimbulkan klorin dan sebatiannya. Ini adalah disebabkan oleh kekurangan penyelidikan dalam bidang ini.

Juga, ion klorin yang terdapat di dalam sel tumbuhan. Beliau terlibat secara aktif dalam metabolisme tenaga. Tanpa elemen ini dalam proses fotosintesis tidak mungkin. Dengan akar ia menyerap bahan yang diperlukan secara aktif. Walau bagaimanapun, tumpuan besar klorin dalam tumbuh-tumbuhan mampu mengenakan pengaruh yang merosakkan (melambatkan proses fotosintesis, menghentikan pembangunan dan pertumbuhan).

Walau bagaimanapun, terdapat wakil-wakil flora yang dapat "teman", atau sekurang-kurangnya mendapatkan bersama-sama dengan perkara tersebut. Ciri-ciri bukan logam (klorin) mengandungi titik seperti keupayaan sesuatu bahan untuk mengoksidakan tanah. Dalam evolusi tumbuhan yang dinyatakan di atas, yang dipanggil halophytes, paya garam menduduki kosong, yang kosong kerana hal melimpah-limpah elemen ini. Mereka menyerap ion klorin, dan kemudian menghilangkan mereka melalui kejatuhan daun.

Pengangkutan dan penyimpanan klorin

Terdapat beberapa cara untuk bergerak dan kedai klorin. elemen ciri memerlukan khas silinder tekanan tinggi. bekas itu mempunyai tanda pengenalan - garis hijau menegak. tangki bulanan perlu dibersihkan secara menyeluruh. penyimpanan berpanjangan klorin di dalamnya mendakan terbentuk yang amat letupan - nitrogen trichloride. Kegagalan untuk mematuhi semua keselamatan semesta mungkin pencucuhan spontan dan letupan.

Kajian klorin

ahli kimia Future klorin perlu diketahui ciri. Di bawah pelan itu, 9 penggred juga boleh meletakkan eksperimen makmal dengan bahan ini atas dasar pengetahuan asas mengenai perkara ini. Sudah tentu, guru adalah bertanggungjawab untuk menjalankan latihan keselamatan.

Prosedur ini berfungsi seperti berikut: anda mesti mengambil kelalang dan tuangkan klorin ke dalamnya swarf. Dalam penerbangan, cip akan berkelip bunga api cahaya yang terang dan pada masa yang sama ia adalah mudah untuk asap putih SbCl _3. Apabila direndam di dalam bekas klorin tin menggagalkan ia juga Pencucuhan sendiri, tetapi di bahagian bawah kelalang perlahan-lahan menurunkan emping salji api. Semasa tindak balas ini cecair berasap - SnCl _4. Apabila meletakkan serbuk besi di dalam sebuah bekas membentuk merah "jatuh" dan akan muncul asap merah FeCl _3.

Bersama-sama dengan kerja praktikal diulang teori. Khususnya, apa-apa soalan sebagai ciri klorin kedudukan dalam sistem berkala (diterangkan pada peringkat awal).

Hasil daripada eksperimen, didapati bahawa bertindak balas unsur sebatian organik. Jika anda dimasukkan ke dalam balang dengan bulu klorin kapas direndam dalam turpentin sebelum ini, dengan serta-merta dinyalakan, dan kelalang mendadak ternakan jelaga. Berkesan membara natrium api kekuningan, dan di dinding barangan kaca kristal garam muncul. Pelajar akan berminat untuk mengetahui bahawa, ketika masih seorang ahli kimia muda, NN Semenov (kemudian Nobel Nobel), yang mempunyai apa-apa pengalaman, yang dikumpul dari dinding kelalang, dan garam, taburkan dengan roti itu, lalu kumakan. Kimia adalah betul dan tidak membenarkan ahli sains. Hasil daripada pengalaman kimia benar-benar bertukar garam biasa!