Proprietățile fizice și chimice ale clorului pe scurt. Clorul în natură. Utilizarea clorului în scopuri industriale

În natură, clorul apare în stare gazoasă și numai sub formă de compuși cu alte gaze. În condiții apropiate de normal, este un gaz otrăvitor, caustic, de culoare verzuie. Are mai multă greutate decât aerul. Are un miros dulce. O moleculă de clor conține doi atomi. În stare calmă nu arde, dar la temperaturi ridicate interacționează cu hidrogenul, după care este posibilă o explozie. Ca rezultat, este eliberat gaz fosgen. Foarte otravitoare. Astfel, chiar și la concentrații scăzute în aer (0,001 mg la 1 dm 3) poate provoca moartea. clorul afirmă că este mai greu decât aerul, prin urmare, va fi întotdeauna situat lângă podea sub formă de ceață verde-gălbuie.

Fapte istorice

Pentru prima dată în practică, această substanță a fost obținută de K. Scheeley în 1774 prin combinarea acidului clorhidric și a piroluzitului. Cu toate acestea, abia în 1810 P. Davy a reușit să caracterizeze clorul și să stabilească că este un element chimic separat.

Este de remarcat faptul că în 1772 a reușit să obțină clorură de hidrogen, un compus din clor și hidrogen, dar chimistul nu a reușit să separe aceste două elemente.

Caracteristicile chimice ale clorului

Clorul este un element chimic din subgrupa principală a grupei VII a tabelului periodic. Este în a treia perioadă și are numărul atomic 17 (17 protoni în nucleul atomic). Nemetal activ din punct de vedere chimic. Notat cu literele Cl.

Este un reprezentant tipic al gazelor care nu au culoare, dar au un miros înțepător, înțepător. De obicei toxic. Toți halogenii sunt bine diluați în apă. Când sunt expuși la aer umed, încep să fumeze.

Configurația electronică externă a atomului de Cl este 3s2Зр5. Prin urmare, în compuși, un element chimic prezintă niveluri de oxidare de -1, +1, +3, +4, +5, +6 și +7. Raza covalentă a atomului este de 0,96 Å, raza ionică a lui Cl- este de 1,83 Å, afinitatea electronilor atomici este de 3,65 eV, nivelul de ionizare este de 12,87 eV.

După cum sa menționat mai sus, clorul este un nemetal destul de activ, ceea ce face posibilă crearea de compuși cu aproape orice metal (în unele cazuri folosind căldură sau umiditate, înlocuind brom) și nemetale. Sub formă de pulbere, reacţionează cu metalele numai atunci când este expus la temperaturi ridicate.

Temperatura maximă de ardere este de 2250 °C. Cu oxigenul poate forma oxizi, hipocloriți, cloriți și clorați. Toți compușii care conțin oxigen devin explozivi atunci când interacționează cu substanțele oxidante. Este demn de remarcat faptul că pot exploda în mod arbitrar, în timp ce clorații explodează numai atunci când sunt expuși oricăror inițiatori.

Caracteristicile clorului după poziție în sistemul periodic:

Substanță simplă;
. element din grupa a șaptesprezecea a tabelului periodic;
. a treia perioadă din al treilea rând;
. a șaptea grupă a subgrupului principal;
. numărul atomic 17;
. notat cu simbolul Cl;
. nemetal reactiv;
. este în grupa halogenului;
. în condiții apropiate de normal, este un gaz otrăvitor de culoare verde-gălbui cu miros înțepător;
. o moleculă de clor are 2 atomi (formula Cl 2).

Proprietățile fizice ale clorului:

Punct de fierbere: -34,04 °C;
. punct de topire: -101,5 °C;
. densitate în stare gazoasă - 3,214 g/l;
. densitatea clorului lichid (în perioada de fierbere) - 1,537 g/cm3;
. densitatea clorului solid - 1,9 g/cm 3 ;
. volum specific - 1.745 x 10 -3 l/g.

Clorul: caracteristicile schimbărilor de temperatură

În stare gazoasă tinde să se lichefieze ușor. La o presiune de 8 atmosfere și o temperatură de 20 ° C, arată ca un lichid galben-verzui. Are proprietăți corozive foarte ridicate. După cum arată practica, acest element chimic poate menține o stare lichidă până la o temperatură critică (143 ° C), supusă presiunii crescute.

Dacă este răcit la o temperatură de -32 ° C, se va transforma în lichid indiferent de presiunea atmosferică. Odată cu o scădere suplimentară a temperaturii, are loc cristalizarea (la -101 ° C).

Clorul în natură

Scoarța terestră conține doar 0,017% clor. Cea mai mare parte se găsește în gazele vulcanice. După cum sa menționat mai sus, substanța are o activitate chimică mare, drept urmare se găsește în natură în compuși cu alte elemente. Cu toate acestea, multe minerale conțin clor. Caracteristicile elementului permit formarea a aproximativ o sută de minerale diferite. De regulă, acestea sunt cloruri metalice.

De asemenea, o mare cantitate se găsește în Oceanul Mondial - aproape 2%. Acest lucru se datorează faptului că clorurile se dizolvă foarte activ și sunt transportate de râuri și mări. Procesul invers este de asemenea posibil. Clorul este spălat înapoi pe țărm, iar apoi vântul îl poartă în jurul zonei înconjurătoare. De aceea, concentrația sa cea mai mare se observă în zonele de coastă. În regiunile aride ale planetei, gazul pe care îl luăm în considerare se formează prin evaporarea apei, în urma căreia apar mlaștini sărate. Aproximativ 100 de milioane de tone din această substanță sunt extrase anual în lume. Ceea ce, însă, nu este surprinzător, deoarece există multe depozite care conțin clor. Cu toate acestea, caracteristicile sale depind în mare măsură de locația sa geografică.

Metode de producere a clorului

Astăzi există o serie de metode de producere a clorului, dintre care cele mai comune sunt următoarele:

1. Diafragma. Este cel mai simplu și cel mai puțin costisitor. Soluția de saramură în electroliza diafragmei intră în spațiul anodic. Apoi curge prin grila catodului de oțel în diafragmă. Conține o cantitate mică de fibre polimerice. O caracteristică importantă a acestui dispozitiv este contracurent. Este direcționat din spațiul anodic către spațiul catodic, ceea ce face posibilă obținerea separată de clor și alcalii.

2. Membrană. Cel mai eficient energetic, dar greu de implementat într-o organizație. Similar cu diafragma. Diferența este că spațiile anodului și catodic sunt complet separate de o membrană. Prin urmare, ieșirea este două fluxuri separate.

Este demn de remarcat faptul că caracteristicile substanței chimice elementul (clorul) obținut prin aceste metode va fi diferit. Metoda membranei este considerată a fi mai „curată”.

3. Metoda mercurului cu catod lichid. În comparație cu alte tehnologii, această opțiune vă permite să obțineți cel mai pur clor.

Schema de bază a instalației constă dintr-un electrolizor și o pompă interconectată și un descompozitor de amalgam. Mercurul pompat împreună cu o soluție de sare de masă servește drept catod, iar electrozii de carbon sau grafit servesc drept anod. Principiul de funcționare al instalației este următorul: clorul este eliberat din electrolit, care este îndepărtat din electrolizor împreună cu anolit. Impuritățile și clorul rezidual sunt îndepărtați din acesta din urmă, re-saturați cu halit și returnați pentru electroliză.

Cerințele de siguranță industrială și producția neprofitabilă au dus la înlocuirea catodului lichid cu unul solid.

Utilizarea clorului în scopuri industriale

Proprietățile clorului îi permit să fie utilizat activ în industrie. Cu ajutorul acestui element chimic se obtin diverse (clorura de vinil, cauciuc clor etc.) medicamente si dezinfectanti. Dar cea mai mare nișă ocupată în industrie este producția de acid clorhidric și var.

Metodele de purificare a apei potabile sunt utilizate pe scară largă. Astăzi încearcă să se îndepărteze de această metodă, înlocuind-o cu ozonarea, deoarece substanța pe care o luăm în considerare afectează negativ corpul uman, iar apa clorurată distruge conductele. Acest lucru se datorează faptului că, în stare liberă, Cl are un efect dăunător asupra țevilor din poliolefine. Cu toate acestea, majoritatea țărilor preferă metoda de clorinare.

Clorul este folosit și în metalurgie. Cu ajutorul lui, se obțin o serie de metale rare (niobiu, tantal, titan). În industria chimică, diverși compuși organoclorați sunt utilizați în mod activ pentru combaterea buruienilor și în alte scopuri agricole, elementul este folosit și ca înălbitor.

Datorită structurii sale chimice, clorul distruge majoritatea coloranților organici și anorganici. Acest lucru se realizează prin albirea lor completă. Acest rezultat este posibil numai în prezența apei, deoarece are loc procesul de decolorare din cauza căruia se formează după descompunerea clorului: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O. Această metodă a găsit aplicații câteva cu secole în urmă și este popular și astăzi.

Utilizarea acestei substanțe pentru producerea de insecticide organoclorurate este foarte populară. Aceste produse agricole ucid organismele dăunătoare, lăsând plantele intacte. O parte semnificativă din tot clorul produs pe planetă este destinată nevoilor agricole.

De asemenea, este utilizat în producția de compuși din plastic și cauciuc. Ele sunt folosite pentru a face izolații de sârmă, rechizite de birou, echipamente, carcase pentru aparate de uz casnic etc. Există o părere că cauciucurile obținute în acest fel sunt dăunătoare pentru oameni, dar acest lucru nu a fost confirmat de știință.

Este de remarcat faptul că clorul (caracteristicile substanței au fost descrise în detaliu de noi mai devreme) și derivații săi, cum ar fi gazul muștar și fosgenul, sunt, de asemenea, folosiți în scopuri militare pentru a produce agenți de război chimic.

Clorul ca reprezentant luminos al nemetalelor

Nemetalele sunt substanțe simple care includ gaze și lichide. În cele mai multe cazuri, conduc electricitatea mai rău decât metalele și au diferențe semnificative în caracteristicile fizice și mecanice. Cu ajutorul unui nivel ridicat de ionizare sunt capabili să formeze compuși chimici covalenti. Mai jos vom oferi o descriere a unui nemetal folosind clorul ca exemplu.

După cum am menționat mai sus, acest element chimic este un gaz. În condiții normale, îi lipsește complet proprietăți similare cu cele ale metalelor. Fără ajutor extern, nu poate interacționa cu oxigenul, azotul, carbonul etc. Își manifestă proprietățile oxidante în legătură cu substanțe simple și unele complexe. Este un halogen, care se reflectă în mod clar în proprietățile sale chimice. În combinație cu alți reprezentanți ai halogenilor (brom, astatin, iod), îi înlocuiește. În stare gazoasă, clorul (caracteristicile sale sunt o confirmare directă a acestui lucru) este foarte solubil. Este un dezinfectant excelent. Ucide doar organismele vii, ceea ce îl face indispensabil în agricultură și medicină.

Utilizați ca substanță otrăvitoare

Caracteristicile atomului de clor fac posibilă utilizarea acestuia ca agent otrăvitor. Gazul a fost folosit pentru prima dată de Germania pe 22 aprilie 1915, în timpul Primului Război Mondial, în urma căruia au murit aproximativ 15 mii de oameni. Momentan nu este aplicabil.

Să dăm o scurtă descriere a elementului chimic ca asfixiant. Afectează corpul uman prin sufocare. Mai întâi irită tractul respirator superior și membrana mucoasă a ochilor. O tuse severă începe cu atacuri de sufocare. În plus, pătrunzând în plămâni, gazul corodează țesutul pulmonar, ceea ce duce la edem. Important! Clorul este o substanță cu acțiune rapidă.

În funcție de concentrația din aer, simptomele variază. La niveluri scăzute, o persoană se confruntă cu înroșirea membranei mucoase a ochilor și scurtarea ușoară a respirației. Un conținut de 1,5-2 g/m 3 în atmosferă provoacă greutate și senzații ascuțite în piept, dureri ascuțite în tractul respirator superior. Afecțiunea poate fi, de asemenea, însoțită de lacrimare severă. După 10-15 minute de stat într-o cameră cu o asemenea concentrație de clor, apar arsuri pulmonare severe și moartea. La concentrații mai dense, moartea este posibilă într-un minut de la paralizia tractului respirator superior.

Clorul în viața organismelor și a plantelor

Clorul se găsește în aproape toate organismele vii. Particularitatea este că nu este prezent sub formă pură, ci sub formă de compuși.

În organismele animale și umane, ionii de clor mențin egalitatea osmotică. Acest lucru se datorează faptului că au cea mai potrivită rază pentru pătrunderea în celulele membranei. Alături de ionii de potasiu, Cl reglează echilibrul apă-sare. În intestin, ionii de clor creează un mediu favorabil pentru acțiunea enzimelor proteolitice ale sucului gastric. Canalele de clor se găsesc în multe celule din corpul nostru. Prin intermediul acestora are loc schimbul intercelular de fluide și se menține pH-ul celulei. Aproximativ 85% din volumul total al acestui element din organism rezidă în spațiul intercelular. Este eliminat din organism prin uretra. Produs de corpul feminin în timpul alăptării.

În această etapă de dezvoltare, este dificil de spus fără echivoc ce boli sunt provocate de clor și compușii săi. Acest lucru se datorează lipsei de cercetare în acest domeniu.

Ionii de clor sunt de asemenea prezenți în celulele plantelor. El participă activ la metabolismul energetic. Fără acest element, procesul de fotosinteză este imposibil. Cu ajutorul lui, rădăcinile absorb activ substanțele necesare. Dar o concentrație mare de clor în plante poate avea un efect dăunător (încetinirea procesului de fotosinteză, oprirea dezvoltării și creșterii).

Cu toate acestea, există reprezentanți ai florei care au putut să se „împrietenească” sau cel puțin să se înțeleagă cu acest element. Caracteristicile unui nemetal (clorul) conțin un astfel de element precum capacitatea unei substanțe de a oxida solurile. În procesul de evoluție, plantele menționate mai sus, numite halofite, au ocupat mlaștini sărate goale, care erau goale din cauza unei supraabundențe a acestui element. Ei absorb ionii de clor, iar apoi scapă de ei cu ajutorul căderii frunzelor.

Transportul si depozitarea clorului

Există mai multe moduri de a muta și depozita clorul. Caracteristicile elementului necesită cilindri speciali de înaltă presiune. Astfel de containere au un marcaj de identificare - o linie verticală verde. Cilindrii trebuie spălați bine lunar. Când clorul este depozitat pentru o perioadă lungă de timp, se formează un precipitat foarte exploziv - triclorura de azot. Nerespectarea tuturor regulilor de siguranță poate duce la aprindere spontană și explozie.

Studiul clorului

Viitorii chimiști ar trebui să cunoască caracteristicile clorului. Conform planului, elevii de clasa a IX-a pot realiza chiar experimente de laborator cu această substanță pe baza cunoștințelor de bază ale disciplinei. Desigur, profesorul este obligat să ofere instrucțiuni de siguranță.

Procedura de lucru este următoarea: trebuie să luați un balon cu clor și să turnați în el așchii mici de metal. În zbor, rasul se va aprinde cu scântei luminoase puternice și, în același timp, se va forma un fum de SbCl 3 alb și deschis. Când folia de staniu este scufundată într-un vas cu clor, se va aprinde și spontan, iar fulgii de zăpadă de foc vor cădea încet pe fundul balonului. În timpul acestei reacții, se formează un lichid fumos - SnCl 4. Când pilitura de fier este plasată într-un vas, se vor forma „picături” roșii și va apărea fum roșu de FeCl 3.

Odată cu munca practică, teoria se repetă. În special, o astfel de întrebare ca caracteristicile clorului după poziție în tabelul periodic (descris la începutul articolului).

Ca rezultat al experimentelor, se dovedește că elementul reacționează activ la compușii organici. Dacă puneți vată, înmuiată anterior în terebentină, într-un borcan cu clor, aceasta se va aprinde instantaneu și funingine va cădea brusc din balon. Sodiul mocnește spectaculos cu o flacără gălbuie, iar pe pereții recipientului cu substanțe chimice apar cristale de sare. Va fi interesant pentru studenți să știe că, pe când era încă tânăr chimist, N. N. Semenov (mai târziu laureat al Premiului Nobel), după ce a efectuat un astfel de experiment, a colectat sare de pe pereții vasului și, stropind-o pe pâine, a mâncat-o. Chimia s-a dovedit a fi corectă și nu l-a dezamăgit pe om de știință. În urma experimentului efectuat de chimist, sarea de masă obișnuită a rezultat!

Este utilizat pe scară largă în industrie, agricultură, pentru nevoi medicinale și casnice. Producția anuală de clor în lume este de 55,5 milioane de tone: datorită unei distribuții atât de răspândite a acestei substanțe, accidentele asociate cu scurgerea acesteia sunt destul de frecvente (au loc atât la instalațiile industriale, cât și în timpul transportului de clor).

Adesea, nu numai o instalație industrială este deteriorată, ci și zonele din afara acesteia (datorită proprietăților fizice și chimice ale clorului: este de 2,5 ori mai greu decât aerul, prin urmare se acumulează în zonele joase, sursele de apă sunt expuse la contaminare, deoarece clorul este foarte solubil în apă).

Prin urmare, cunoașterea instalațiilor economice care produc sau utilizează clor, simptomele intoxicației cu clor, abilitățile de prim ajutor, precum și cunoștințele EIP utilizate în zona contaminată sunt deosebit de relevante astăzi.

Înainte de a examina clorul ca substanță periculoasă, de a identifica simptomele otrăvirii cu această substanță chimică și de a determina ce este premedical și primul ajutor, este necesar să vă familiarizați cu caracteristicile generale și cu domeniile de utilizare.

Clorul (din greacă - „verde”). Formula chimică – Cl2 (greutate moleculară – 70,91). Compusul cu clor (acid clorhidric gazos) a fost preparat pentru prima dată de D. Priestley în 1772. Clorul în „forma pură” a fost obținut doi ani mai târziu de K.V.

Densitatea clorului lichid este de 1560 kg/m3. Este neinflamabil și reactiv: la lumină la temperaturi ridicate (de exemplu, în caz de incendiu) interacționează cu hidrogenul (explozie), ceea ce poate duce la formarea unui gaz mai periculos - fosgen.

Clorul este folosit în multe domenii ale industriei, științei și, adesea, în viața de zi cu zi. Enumerăm domeniile de utilizare a clorului în industrie:

– se folosește la producerea de clorură de polivinil, cauciuc sintetic, compuși plastici (aceste materiale sunt folosite pentru fabricarea linoleumului, îmbrăcămintei, încălțămintei, izolațiilor din sârmă etc.);

– în industria celulozei și hârtiei, clorul este folosit pentru albirea hârtiei și cartonului (se folosește și la albirea țesăturilor);

– este implicată în producția de insecticide organoclorurate (aceste substanțe, care distrug insectele dăunătoare de pe culturi, sunt folosite în agricultură);

– este utilizat în procesul de dezinfecție („clorinare”) a apei potabile și a epurării apelor uzate;

– este utilizat pe scară largă în producția chimică de sare berthollet, medicamente, înălbitor, otrăvuri, acid clorhidric, cloruri metalice;

– în metalurgie este utilizat pentru producerea metalelor pure;

– această substanță este folosită ca indicator al neutrinilor solari.

Clorul este stocat în rezervoare cilindrice (10...250 m3) și sferice (600...2.000 m3) sub propria presiune a vaporilor (până la 1,8 MPa). Se lichefiază sub presiune la temperaturi normale. Transportat in containere, cilindri, rezervoare care actioneaza ca spatii de depozitare temporara.

Clorul a fost probabil obținut de alchimiști, dar descoperirea și primele cercetări ale acestuia sunt indisolubil legate de numele celebrului chimist suedez Carl Wilhelm Scheele. Scheele a descoperit cinci elemente chimice - bariu și mangan (împreună cu Johan Hahn), molibden, wolfram, clor și, independent de alți chimiști (deși mai târziu) - încă trei: oxigen, hidrogen și azot. Această realizare nu a putut fi repetată de niciun chimist ulterior. În același timp, Scheele, deja ales ca membru al Academiei Regale de Științe Suedeze, era un simplu farmacist la Köping, deși ar fi putut ocupa o poziție mai onorabilă și mai prestigioasă. Însuși Frederic al II-lea cel Mare, regele prusac, i-a oferit postul de profesor de chimie la Universitatea din Berlin. Refuzând astfel de oferte tentante, Scheele a spus: „Nu pot să mănânc mai mult decât am nevoie, iar ceea ce câștig aici, în Köping, îmi este suficient să mănânc”.

Numeroși compuși ai clorului erau cunoscuți, desigur, cu mult înainte de Scheele. Acest element face parte din multe săruri, inclusiv cea mai faimoasă - sarea de masă. În 1774, Scheele a izolat clorul în formă liberă prin încălzirea piroluzitului mineral negru cu acid clorhidric concentrat: MnO 2 + 4HCl ® Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O.

La început, chimiștii au considerat clorul nu ca un element, ci ca un compus chimic al elementului necunoscut muria (din latinescul muria - saramură) cu oxigen. Se credea că acidul clorhidric (a fost numit acid muric) conține oxigen legat chimic. Acest lucru a fost „mărturisit”, în special, de următorul fapt: când o soluție de clor stătea în lumină, oxigenul a fost eliberat din ea și acidul clorhidric a rămas în soluție. Cu toate acestea, numeroasele încercări de a „smulge” oxigenul din clor nu au dus nicăieri. Astfel, nimeni nu a reușit să obțină dioxid de carbon prin încălzirea clorului cu cărbune (care, la temperaturi ridicate, „ia” oxigenul multor compuși care îl conțin). Ca urmare a experimentelor similare efectuate de Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac și Louis Jacques Thenard, a devenit clar că clorul nu conține oxigen și este o substanță simplă. Experimentele lui Gay-Lussac, care a analizat raportul cantitativ al gazelor în reacția clorului cu hidrogenul, au condus la aceeași concluzie.

În 1811, Davy a propus numele „clor” pentru noul element - din greacă. "cloros" - galben-verde. Aceasta este exact culoarea clorului. Aceeași rădăcină se află în cuvântul „clorofilă” (din grecescul „chloros” și „phyllon” - frunză). Un an mai târziu, Gay-Lussac a „scurtat” numele în „clor”. Dar totuși britanicii (și americanii) numesc acest element „clor”, în timp ce francezii îl numesc clor. Germanii, „legislatorii” chimiei de-a lungul aproape întregului secol al XIX-lea, au adoptat și ei numele prescurtat. (în germană clorul este Chlor). În 1811, fizicianul german Johann Schweiger a propus denumirea de „halogen” pentru clor (din grecescul „hals” - sare și „gennao" - dau naștere). Ulterior, acest termen a fost atribuit nu numai clorului, ci și tuturor analogilor săi din al șaptelea grup - fluor, brom, iod, astatin.

Demonstrarea arderii hidrogenului într-o atmosferă de clor este interesantă: uneori în timpul experimentului apare un efect secundar neobișnuit: se aude un bâzâit. Cel mai adesea, flacăra zumzăie atunci când un tub subțire prin care este furnizat hidrogen este coborât într-un vas în formă de con umplut cu clor; același lucru este valabil și pentru baloanele sferice, dar în cilindri, de obicei, flacăra nu zumzăie. Acest fenomen a fost numit „flacără cântătoare”.

Într-o soluție apoasă, clorul reacționează parțial și destul de lent cu apa; la 25°C, echilibrul: Cl 2 + H 2 O HClO + HCl se stabileşte în două zile. Acidul hipocloros se descompune în lumină: HClO ® HCl + O. Este oxigenul atomic căruia i se atribuie efectul de albire (clorul absolut uscat nu are această capacitate).

Clorul din compușii săi poate prezenta toate stările de oxidare - de la –1 la +7. Cu oxigen, clorul formează o serie de oxizi, toți în forma lor pură sunt instabili și explozivi: Cl 2 O - gaz galben-portocaliu, ClO 2 - gaz galben (sub 9,7 o C - lichid roșu aprins), perclorat de clor Cl 2 O 4 (ClO –ClO 3, lichid galben deschis), Cl 2 O 6 (O 2 Cl–O–ClO 3, lichid roșu aprins), Cl 2 O 7 – lichid incolor, foarte exploziv. La temperaturi scăzute s-au obținut oxizi instabili Cl 2 O 3 și ClO 3. Oxidul ClO 2 este produs la scară industrială și este folosit în locul clorului pentru albirea pulpei și dezinfectarea apei potabile și a apelor uzate. Cu alți halogeni, clorul formează un număr de așa-numiți compuși interhalogeni, de exemplu, ClF, ClF 3, ClF 5, BrCl, ICl, ICl 3.

Clorul și compușii săi cu o stare de oxidare pozitivă sunt agenți oxidanți puternici. În 1822, chimistul german Leopold Gmelin a obţinut sare roşie din sare galbenă din sânge prin oxidare cu clor: 2K 4 + Cl 2 ® K 3 + 2KCl. Clorul oxidează cu ușurință bromurile și clorurile, eliberând brom și iod în formă liberă.

Clorul în diferite stări de oxidare formează o serie de acizi: HCl - clorhidric (clorhidric, săruri - cloruri), HClO - hipocloros (săruri - hipocloriți), HClO 2 - clor (săruri - cloriți), HClO 3 - hipocloros (săruri - clorați) , HClO 4 – clor (săruri – perclorati). Dintre acizii oxigenați, numai acidul percloric este stabil în forma sa pură. Dintre sărurile acizilor oxigenați, hipocloriții sunt folosiți în practică, cloritul de sodiu NaClO 2 - pentru albirea țesăturilor, pentru fabricarea surselor pirotehnice compacte de oxigen („lumânări cu oxigen”), clorați de potasiu (sare Bertholometa), calciu și magneziu (pentru combaterea dăunătorilor agricoli, ca componente ale compozițiilor pirotehnice și explozivi, în producția de chibrituri), perclorați - componente ale compozițiilor explozive și pirotehnice; Percloratul de amoniu este o componentă a combustibililor solizi pentru rachete.

Clorul reacționează cu mulți compuși organici. Se atașează rapid de compuși nesaturați cu legături duble și triple carbon-carbon (reacția cu acetilena se desfășoară exploziv), iar în lumină la benzen. În anumite condiții, clorul poate înlocui atomii de hidrogen din compușii organici: R–H + Cl 2 ® RCl + HCl. Această reacție a jucat un rol semnificativ în istoria chimiei organice. În anii 1840, chimistul francez Jean Baptiste Dumas a descoperit că atunci când clorul reacționează cu acidul acetic, reacția are loc cu o ușurință uimitoare.

CH3COOH + CI2® CH2ClCOOH + HCI. Cu un exces de clor se formează acid tricloracetic CCl 3 COOH. Cu toate acestea, mulți chimiști au fost neîncrezători în munca lui Dumas. Într-adevăr, conform teoriei general acceptate de atunci a lui Berzelius, atomii de hidrogen încărcați pozitiv nu puteau fi înlocuiți cu atomi de clor încărcați negativ. Această opinie a fost susținută la acea vreme de mulți chimiști remarcabili, printre care se numărau Friedrich Wöhler, Justus Liebig și, desigur, Berzelius însuși.

Pentru a-l ridiculiza pe Dumas, Wöhler i-a predat prietenului său Liebig un articol în numele unui anume S. Windler (Schwindler - în germană un fraudator) despre o nouă aplicare cu succes a reacției despre care se presupunea că a descoperit-o Dumas. În articol, Wöhler a scris cu batjocură vădită despre cum în acetatul de mangan Mn(CH 3 COO) 2 se putea înlocui toate elementele, după valența lor, cu clor, rezultând o substanță cristalină galbenă constând doar din clor. S-a mai spus că în Anglia, înlocuind succesiv toți atomii din compușii organici cu atomi de clor, țesăturile obișnuite sunt transformate în cele de clor și că, în același timp, lucrurile își păstrează aspectul. Într-o notă de subsol s-a afirmat că magazinele londoneze vindeau un comerț rapid cu materiale constând doar din clor, deoarece acest material era foarte bun pentru șepci de noapte și chiloți caldi.

Reacția clorului cu compușii organici duce la formarea multor produse organoclorate, printre care se numără solvenții larg utilizați clorură de metilen CH 2 Cl 2, cloroform CHCl 3, tetraclorura de carbon CCl 4, tricloretilena CHCl=CCl 2, tetracloretilena C 2 Cl 4 . În prezența umezelii, clorul decolorează frunzele verzi ale plantelor și mulți coloranți. Acesta a fost folosit încă din secolul al XVIII-lea. pentru albirea țesăturilor.

Clorul ca gaz otrăvitor.

Scheele, care a primit clor, a observat un miros puternic foarte neplăcut, dificultăți de respirație și tuse. După cum am aflat mai târziu, o persoană miroase a clor chiar dacă un litru de aer conține doar 0,005 mg din acest gaz și, în același timp, are deja un efect iritant asupra tractului respirator, distrugând celulele membranei mucoase a căilor respiratorii. tractului și plămânilor. O concentrație de 0,012 mg/l este greu de tolerat; dacă concentrația de clor depășește 0,1 mg/l, devine în pericol de viață: respirația se accelerează, devine convulsivă și apoi devine din ce în ce mai rară, iar după 5-25 de minute respirația se oprește. Concentrația maximă admisă în aerul întreprinderilor industriale este de 0,001 mg/l, iar în aerul zonelor rezidențiale - 0,00003 mg/l.

Academicianul din Sankt Petersburg Toviy Egorovich Lovitz, repetând experimentul lui Scheele în 1790, a eliberat accidental o cantitate semnificativă de clor în aer. După ce l-a inhalat, și-a pierdut cunoștința și a căzut, apoi a suferit o durere chinuitoare în piept timp de opt zile. Din fericire, și-a revenit. Celebrul chimist englez Davy aproape că a murit din cauza otrăvirii cu clor. Experimentele chiar și cu cantități mici de clor sunt periculoase, deoarece pot provoca leziuni pulmonare severe. Ei spun că chimistul german Egon Wiberg și-a început una dintre prelegerile sale despre clor cu cuvintele: „Clorul este un gaz otrăvitor. Dacă mă otrăvesc în timpul următoarei demonstrații, vă rog să mă scoateți la aer curat. Dar, din păcate, prelegerea va trebui întreruptă.” Dacă eliberezi mult clor în aer, devine un adevărat dezastru. Acest lucru a fost experimentat de trupele anglo-franceze în timpul Primului Război Mondial. În dimineața zilei de 22 aprilie 1915, comandamentul german a decis să efectueze primul atac cu gaze din istoria războaielor: când vântul a suflat spre inamic, pe o mică porțiune de șase kilometri a frontului în apropierea orașului belgian Ypres. , s-au deschis simultan robinetele a 5.730 de cilindri, fiecare conținând 30 kg de clor lichid. În 5 minute, s-a format un nor uriaș galben-verde, care s-a îndepărtat încet de tranșeele germane către Aliați. Soldații englezi și francezi erau complet lipsiți de apărare. Gazul a pătruns prin crăpături în toate adăposturile, nu se putea scăpa de el: până la urmă, masca de gaz nu fusese încă inventată. Ca urmare, 15 mii de oameni au fost otrăviți, dintre care 5 mii au murit. O lună mai târziu, pe 31 mai, germanii au repetat atacul cu gaze pe frontul de est - împotriva trupelor ruse. Acest lucru s-a întâmplat în Polonia, lângă orașul Bolimova. Pe frontul de 12 km, din 12 mii de cilindri au fost eliberate 264 de tone dintr-un amestec de clor și fosgen mult mai toxic (clorură de acid carbonic COCl 2). Comandamentul țarist știa ce s-a întâmplat la Ypres și totuși soldații ruși nu aveau mijloace de apărare! În urma atacului cu gaze, pierderile s-au ridicat la 9.146 de persoane, dintre care doar 108 au fost ca urmare a bombardamentelor cu pușcă și artilerie, restul au fost otrăviți. În același timp, 1.183 de persoane au murit aproape imediat.

În curând, chimiștii au arătat cum să scapi de clor: trebuie să respiri printr-un pansament de tifon înmuiat într-o soluție de tiosulfat de sodiu (această substanță este folosită în fotografie, este adesea numită hiposulfit). Clorul reacţionează foarte repede cu o soluţie de tiosulfat, oxidându-l:

Na2S2O3 + 4CI2 + 5H2O® 2H2S04 + 2NaCI + 6HCI. Desigur, nici acidul sulfuric nu este o substanță inofensivă, dar soluția sa apoasă diluată este mult mai puțin periculoasă decât clorul otrăvitor. Prin urmare, în acei ani, tiosulfatul avea un alt nume - „anticlor”, dar primele măști de gaz tiosulfat nu erau foarte eficiente.

În 1916, chimistul și viitorul academician rus Nikolai Dmitrievich Zelinsky a inventat o mască de gaz cu adevărat eficientă, în care substanțele toxice erau reținute de un strat de cărbune activ. Un astfel de cărbune cu o suprafață foarte dezvoltată ar putea reține mult mai mult clor decât tifonul înmuiat în hiposulfit. Din fericire, „atacurile cu clor” au rămas doar un episod tragic în istorie. După Războiul Mondial, clorului mai aveau doar profesii pașnice.

Utilizarea clorului.

În fiecare an, la nivel mondial sunt produse cantități uriașe de clor – zeci de milioane de tone. Doar în SUA până la sfârșitul secolului al XX-lea. Aproximativ 12 milioane de tone de clor au fost produse anual prin electroliză (locul 10 în rândul producției chimice). Cea mai mare parte (până la 50%) este cheltuită pentru clorurarea compușilor organici - pentru a produce solvenți, cauciuc sintetic, clorură de polivinil și alte materiale plastice, cauciuc cloropren, pesticide, medicamente și multe alte produse necesare și utile. Restul se consumă pentru sinteza clorurilor anorganice, în industria celulozei și hârtiei pentru albirea pastei de lemn și pentru purificarea apei. Clorul este utilizat în cantități relativ mici în industria metalurgică. Cu ajutorul lui, se obțin metale foarte pure - titan, staniu, tantal, niobiu. Prin arderea hidrogenului în clor se obține acid clorhidric, iar din acesta se obține acid clorhidric. Clorul este folosit și pentru producerea de agenți de albire (hipocloriți, înălbitor) și pentru dezinfecția apei prin clorinare.

Ilya Leenson

Clor (χλωρός - verde) este un element din subgrupa principală a grupei a șaptea, a treia perioadă a tabelului periodic al elementelor chimice, cu număr atomic 17.

Elementul CLOR este reprezentat prin simbol Cl(lat. clor). Nemetal activ din punct de vedere chimic. Face parte din grupul de halogeni (inițial, numele „halogen” a fost folosit de chimistul german Schweiger pentru clor [literal, „halogen” se traduce prin sare), dar nu a prins, și ulterior a devenit comun grupului VII. de elemente, care include clorul).

Substanță simplă clor(număr CAS: 7782-50-5) în condiții normale este un gaz otrăvitor de culoare verde-gălbui, cu miros înțepător. Molecula de clor este diatomică (formula Cl 2).

Istoria descoperirii clorului

Diagrama atomului de clor

Clorul a fost obținut pentru prima dată în 1772 de Scheele, care a descris eliberarea lui în timpul interacțiunii piroluzitului cu acidul clorhidric în tratatul său despre piroluzit:

4HCI + MnO2 = CI2 + MnCl2 + 2H2O

Scheele a remarcat mirosul clorului, asemănător cu cel al acva regiei, capacitatea sa de a reacționa cu aurul și cinabrul și proprietățile sale de albire.

Scheele, în conformitate cu teoria flogistului care era dominantă în chimie la acea vreme, a sugerat că clorul este un deflogistic. acid clorhidric, adică oxidul de acid clorhidric. Berthollet și Lavoisier au sugerat că clorul este un oxid al elementului Muria, totuși, încercările de a-l izola au rămas fără succes până la munca lui Davy, care a reușit să descompună sarea de masă prin electroliză în sodiuȘi clor.

Distribuție în natură

În natură se găsesc doi izotopi ai clorului: 35 Cl și 37 Cl. În scoarța terestră, clorul este cel mai comun halogen. Clorul este foarte activ - se combină direct cu aproape toate elementele tabelului periodic.

În natură, se găsește numai sub formă de compuși din minerale: halit NaCI, silvit KCl, silvinit KCl NaCl, bischofit MgCl 2 6H2O, carnalit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H 2 O. Cele mai mari rezervele de clor sunt conținute în sărurile apelor mărilor și oceanelor.

Clorul reprezintă 0,025% din numărul total de atomi din scoarța terestră, numărul clarke de clor este de 0,19%, iar corpul uman conține 0,25% ioni de clor în masă. În corpul uman și animal, clorul se găsește în principal în fluidele intercelulare (inclusiv în sânge) și joacă un rol important în reglarea proceselor osmotice, precum și în procesele asociate cu funcționarea celulelor nervoase.

Compoziție izotopică

În natură se găsesc 2 izotopi stabili ai clorului: cu un număr de masă de 35 și 37. Proporțiile conținutului lor sunt de 75,78% și respectiv 24,22%.

Proprietăți fizice și fizico-chimice

În condiții normale, clorul este un gaz galben-verzui cu un miros sufocant. Unele dintre proprietățile sale fizice sunt prezentate în tabel.

Când este răcit, clorul se transformă într-un lichid la o temperatură de aproximativ 239 K, iar apoi sub 113 K se cristalizează într-o rețea ortorombic cu grup spațial Cmca iar parametrii a=6,29 b=4,50, c=8,21. Sub 100 K, modificarea ortorombică a clorului cristalin devine tetragonală, având un grup spațial P4 2/ncm iar parametrii rețelei a=8,56 și c=6,12.

Solubilitate

Gradul de disociere al moleculei de clor Cl 2 → 2Cl. La 1000 K este 2,07*10 -4%, iar la 2500 K este 0,909%.

Pragul de percepție a mirosului în aer este de 0,003 (mg/l).

În registrul CAS - numărul 7782-50-5.

În ceea ce privește conductivitatea electrică, clorul lichid se numără printre cei mai puternici izolatori: conduce curentul de aproape un miliard de ori mai rău decât apa distilată și de 10 22 de ori mai rău decât argintul. Viteza sunetului în clor este de aproximativ o dată și jumătate mai mică decât în ​​aer.

Proprietăți chimice

Structura învelișului de electroni

Nivelul de valență al unui atom de clor conține 1 electron nepereche: 1S² 2S² 2p 6 3S² 3p 5 , deci o valență de 1 pentru un atom de clor este foarte stabilă. Datorită prezenței unui orbital de subnivel d neocupat în atomul de clor, atomul de clor poate prezenta alte valențe. Schema de formare a stărilor excitate ale unui atom:

De asemenea, sunt cunoscuți compuși de clor în care atomul de clor prezintă în mod formal valența 4 și 6, de exemplu ClO2 și Cl2O6. Cu toate acestea, acești compuși sunt radicali, ceea ce înseamnă că au un electron nepereche.

Interacțiunea cu metalele

Clorul reacționează direct cu aproape toate metalele (cu unele doar în prezența umezelii sau când este încălzit):

Cl 2 + 2Na → 2NaCl 3Cl 2 + 2Sb → 2SbCl 3 3Cl 2 + 2Fe → 2FeCl 3

Interacțiunea cu nemetale

La lumină sau la încălzire, reacţionează activ (uneori cu explozie) cu hidrogenul conform unui mecanism radical. Amestecuri de clor cu hidrogen, care conțin de la 5,8 la 88,3% hidrogen, explodează la iradiere pentru a forma acid clorhidric. Un amestec de clor și hidrogen în concentrații mici arde cu o flacără incoloră sau galben-verzuie. Temperatura maximă a flăcării hidrogen-clor 2200 °C:

Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2 Cl 2 + 3F 2 (ex.) → 2ClF 3

Alte proprietăți

Când este dizolvat în apă sau alcalii, clorul se dismută, formând acizi hipocloroși (și când este încălzit, percloric) și acizi clorhidric sau sărurile acestora:

Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O 4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4 cl

Proprietățile oxidante ale clorului

Reacții cu substanțe organice

Se atașează la compușii nesaturați prin legături multiple:

CH2 =CH2 + CI2 → CI-CH2-CH2-CI

Compușii aromatici înlocuiesc un atom de hidrogen cu clor în prezența catalizatorilor (de exemplu, AlCl 3 sau FeCl 3):

C6H6 + CI2 → C6H5CI + HCI

Metode de obținere

Metode industriale

Inițial, metoda industrială de producere a clorului s-a bazat pe metoda Scheele, adică reacția piroluzitului cu acidul clorhidric:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

În 1867, Deacon a dezvoltat o metodă de producere a clorului prin oxidarea catalitică a clorurii de hidrogen cu oxigenul atmosferic. Procesul Deacon este utilizat în prezent pentru a recupera clorul din clorura de hidrogen, un produs secundar al clorării industriale a compușilor organici.

4HCI + O2 → 2H2O + 2Cl2

Astăzi, clorul este produs la scară industrială împreună cu hidroxid de sodiu și hidrogen prin electroliza unei soluții de sare de masă:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Anod: 2Cl - - 2е - → Cl 2 0 Catod: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH -

Deoarece electroliza apei are loc paralel cu electroliza clorurii de sodiu, ecuația generală poate fi exprimată după cum urmează:

1,80 NaCl + 0,50 H2O → 1,00 CI2 + 1,10 NaOH + 0,03 H2

Se folosesc trei variante ale metodei electrochimice de producere a clorului. Două dintre ele sunt electroliza cu un catod solid: metode cu diafragmă și membrană, a treia este electroliza cu un catod cu mercur lichid (metoda de producție a mercurului). Dintre metodele de producție electrochimică, cea mai ușoară și mai convenabilă metodă este electroliza cu un catod de mercur, dar această metodă provoacă daune semnificative mediului ca urmare a evaporării și scurgerii de mercur metalic.

Metoda diafragmei cu catod solid

Cavitatea electrolizorului este împărțită printr-o partiție poroasă de azbest - o diafragmă - în spații catodice și anodice, unde se află catodul și anodul electrolizorului. Prin urmare, un astfel de electrolizor este adesea numit diafragmă, iar metoda de producție este electroliza cu diafragmă. Un flux de anolit saturat (soluție de NaCl) curge continuu în spațiul anodic al electrolizorului cu diafragmă. Ca urmare a procesului electrochimic, clorul este eliberat la anod din cauza descompunerii halitei, iar hidrogenul este eliberat la catod din cauza descompunerii apei. În acest caz, zona apropiată de catod este îmbogățită cu hidroxid de sodiu.

Metoda membranei cu catod solid

Metoda membranei este în esență similară cu metoda diafragmei, dar spațiile anodului și catodic sunt separate de o membrană polimerică schimbătoare de cationi. Metoda de producere a membranei este mai eficientă decât metoda diafragmei, dar mai dificil de utilizat.

Metoda mercurului cu catod lichid

Procesul se desfășoară într-o baie electrolitică, care constă dintr-un electrolizor, un descompozitor și o pompă de mercur, interconectate prin comunicații. În baia electrolitică, mercurul circulă sub acțiunea unei pompe de mercur, trecând printr-un electrolizor și un descompozitor. Catodul electrolizatorului este un flux de mercur. Anozi - grafit sau cu uzură redusă. Împreună cu mercur, un curent de anolit, o soluție de clorură de sodiu, curge continuu prin electrolizor. Ca urmare a descompunerii electrochimice a clorurii, la anod se formează molecule de clor, iar la catod, sodiul eliberat se dizolvă în mercur formând un amalgam.

Metode de laborator

În laboratoare, clorul este de obicei produs folosind procese bazate pe oxidarea clorurii de hidrogen cu agenți oxidanți puternici (de exemplu, oxid de mangan (IV), permanganat de potasiu, dicromat de potasiu):

2KMnO 4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 +8H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 3Cl 2 + 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O

Depozitarea clorului

Clorul produs este stocat în „rezervoare” speciale sau pompat în cilindri de oțel de înaltă presiune. Cilindrii cu clor lichid sub presiune au o culoare specială - culoarea mlaștină. Trebuie remarcat faptul că, în timpul utilizării prelungite a buteliilor de clor, triclorura de azot extrem de explozivă se acumulează în ele și, prin urmare, din când în când, buteliile de clor trebuie să fie supuse spălării și curățării de rutină a clorurii de azot.

Standarde de calitate a clorului

Conform GOST 6718-93 „Clor lichid. Specificații tehnice” sunt produse următoarele clase de clor

Aplicație

Clorul este utilizat în multe industrii, știință și nevoi casnice:

Componenta principală a înălbitorilor este apa cu clor.

• În producția de clorură de polivinil, compuși din plastic, cauciuc sintetic, din care se fabrică: izolație de sârmă, profile de ferestre, materiale de ambalare, îmbrăcăminte și încălțăminte, linoleum și discuri, lacuri, echipamente și materiale plastice spumă, jucării, piese de instrumente, materiale de construcție. Clorura de polivinil este produsă prin polimerizarea clorurii de vinil, care astăzi este cel mai adesea produsă din etilenă prin metoda echilibrată cu clor prin intermediarul 1,2-dicloretan.
• Proprietățile de albire ale clorului sunt cunoscute de mult timp, deși nu clorul în sine „albiște”, ci oxigenul atomic, care se formează în timpul descompunerii acidului hipocloros: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O.. Această metodă de albire a țesăturilor, hârtiei, cartonului este folosită de câteva secole.
• Producția de insecticide organoclorurate - substanțe care ucid insectele dăunătoare culturilor, dar sunt sigure pentru plante. O parte semnificativă a clorului produs este consumată pentru a obține produse de protecție a plantelor. Unul dintre cele mai importante insecticide este hexaclorociclohexanul (numit adesea hexacloran). Această substanță a fost sintetizată pentru prima dată în 1825 de Faraday, dar și-a găsit aplicare practică abia peste 100 de ani mai târziu - în anii 30 ai secolului nostru.
• A fost folosit ca agent de război chimic, precum și pentru producerea altor agenți de război chimic: apa de la robinet, dar nu pot oferi o alternativă la efectul dezinfectant al compușilor cu clor. Materialele din care sunt realizate conductele de apă interacționează diferit cu apa clorurată de la robinet. Clorul liber din apa de la robinet reduce semnificativ durata de viață a conductelor pe bază de poliolefine: diferite tipuri de țevi de polietilenă, inclusiv polietilenă reticulata, cele mari cunoscute sub numele de PEX (PE-X). În SUA, pentru a controla admiterea conductelor din materiale polimerice pentru utilizarea în sistemele de alimentare cu apă cu apă clorurată, aceștia au fost nevoiți să adopte 3 standarde: ASTM F2023 în legătură cu țevile din polietilenă reticulat (PEX) și apa clorurată fierbinte, ASTM F2263 în legătură cu toate țevile din polietilenă și apă clorură, și ASTM F2330 aplicată țevilor multistrat (metal-polimer) și apei clorurate fierbinți. O reacție pozitivă în ceea ce privește durabilitatea la interacțiunea cu apa clorurată este demonstrată de arderea cuprului (intestine. Absorbția și excreția clorului sunt strâns legate de ionii de sodiu și bicarbonații, într-o măsură mai mică cu mineralocorticoizii și activitatea Na + /K + - ATPază 10-15% din totalul clorului, din care 1/3 până la 1/2 se află în celulele roșii din sânge. Aproximativ 85% din clor se găsește în spațiul extracelular %) și fecale (4-8%) și prin piele (până la 2%). Excreția de clor este asociată cu ionii de sodiu și potasiu, și reciproc cu HCO 3 - (echilibrul acido-bazic).

  O persoană consumă 5-10 g de NaCl pe zi. Necesarul uman minim de clor este de aproximativ 800 mg pe zi. Bebelușul primește cantitatea necesară de clor prin laptele matern, care conține 11 mmol/l de clor. NaCl este necesar pentru producerea acidului clorhidric în stomac, care favorizează digestia și distruge bacteriile patogene. În prezent, implicarea clorului în apariția anumitor boli la om nu este bine studiată, în principal din cauza numărului mic de studii. Este suficient să spunem că nici măcar recomandări privind aportul zilnic de clor nu au fost elaborate. Țesutul muscular uman conține 0,20-0,52% clor, țesut osos - 0,09%; în sânge - 2,89 g/l. Corpul obișnuit al unei persoane (greutate corporală 70 kg) conține 95 g de clor. În fiecare zi, o persoană primește 3-6 g de clor din alimente, ceea ce acoperă mai mult decât necesarul acestui element.

  Ionii de clor sunt vitali pentru plante. Clorul este implicat în metabolismul energetic la plante, activând fosforilarea oxidativă. Este necesar pentru formarea oxigenului în timpul fotosintezei de către cloroplaste izolate și stimulează procesele auxiliare ale fotosintezei, în primul rând cele asociate cu acumularea de energie. Clorul are un efect pozitiv asupra absorbției de către rădăcini a oxigenului, potasiului, calciului și magneziului. Concentrația excesivă de ioni de clor în plante poate avea, de asemenea, o parte negativă, de exemplu, reduce conținutul de clorofilă, reduce activitatea fotosintezei și întârzie creșterea și dezvoltarea plantelor. Există însă plante care, în curs de evoluție, fie s-au adaptat la salinitatea solului, fie, în lupta pentru spațiu, au ocupat mlaștini sărate goale unde nu există concurență. Plantele care cresc pe soluri saline sunt numite halofite; ele acumulează cloruri în timpul sezonului de vegetație, iar apoi scapă de exces prin căderea frunzelor sau eliberează cloruri pe suprafața frunzelor și a ramurilor și primesc un dublu beneficiu prin umbrirea suprafețelor de lumina solară. În Rusia, halofitele cresc pe cupole de sare, aflorimente de sare și depresiuni saline din jurul lacurilor sărate Baskunchak și Elton.

  Dintre microorganisme, sunt cunoscute și halofilele - halobacteriile -, care trăiesc în ape sau soluri foarte sărate.

  Caracteristici de funcționare și precauții

  Clorul este un gaz toxic, asfixiant, care, dacă intră în plămâni, provoacă arsuri ale țesutului pulmonar și sufocare. Are un efect iritant asupra tractului respirator la o concentrație în aer de aproximativ 0,006 mg/l (adică de două ori pragul de percepție a mirosului de clor). Clorul a fost unul dintre primii agenți chimici folosiți de Germania în Primul Război Mondial. Când lucrați cu clor, trebuie să folosiți îmbrăcăminte de protecție, o mască de gaz și mănuși. Pentru o scurtă perioadă de timp, puteți proteja organele respiratorii de clorul care intră în ele cu un bandaj de pânză umezit cu o soluție de sulfit de sodiu Na 2 SO 3 sau tiosulfat de sodiu Na 2 S 2 O 3.

  Concentrațiile maxime admise de clor în aerul atmosferic sunt următoarele: medie zilnică - 0,03 mg/m³; doză unică maximă - 0,1 mg/m³; în spațiile de lucru ale unei întreprinderi industriale - 1 mg/m³.

  Informații suplimentare

  Producția de clor în Rusia
  Clorura de aur
  Apa cu clor
  Pudră de albire
  Reize clorura de prima bază
  Clorura de bază a doua Reize

  Compuși ai clorului
  hipocloriți
  Perclorati
  Cloruri acide
  Clorati
  Cloruri
  Compuși organoclorați

  Analizat

  — Folosind electrozi de referință ESR-10101 care analizează conținutul de Cl- și K+.

Proprietăți fizice.În condiții normale, clorul este un gaz galben-verzui cu un miros înțepător și este otrăvitor. Este de 2,5 ori mai greu decât aerul. În 1 volum de apă la 20 de grade. C dizolvă aproximativ 2 volume de clor. Această soluție se numește apă cu clor.

La presiunea atmosferică, clorul la -34 de grade. C intră în stare lichidă și la -101 grade. C se intareste. La temperatura camerei, devine lichid doar la o presiune de 600 kPa (6 atm). Clorul este foarte solubil în mulți solvenți organici, în special în tetraclorura de carbon, cu care nu reacționează.

Proprietăți chimice. Nivelul electronic exterior al atomului de clor conține 7 electroni (s 2 p 5), deci adaugă cu ușurință un electron, formând anionul Cl -. Datorită prezenței unui nivel d neumplut, în atomul de clor pot apărea 1, 3, 5 și 5 electroni nepereche, prin urmare în compușii care conțin oxigen poate avea o stare de oxidare de +1, +3, +5 și + 7.

În absența umidității, clorul este destul de inert, dar în prezența chiar și a urmelor de umiditate, activitatea sa crește brusc. Interacționează bine cu metalele:

2 Fe + 3 CI2 = 2 FeCl3 (clorură de fier (III));

Cu + Cl 2 = CuCl 2 (clorură de cupru (II))

și multe nemetale:

H2 + CI2 = 2 HCI (acid clorhidric);

2S + CI2 = S2CI2 (clorură de sulf (1));

Si + 2CI2 = SiCI4 (clorură de siliciu (IV));

2 P + 5 CI2 = 2 PCl5 (clorură de fosfor (V).

Clorul nu interacționează direct cu oxigenul, carbonul și azotul.

Când clorul este dizolvat în apă, se formează 2 acizi: clorhidric sau clorhidric și hipocloros:

CI2 + H20 = HCI + HCIO.

Când clorul reacţionează cu soluţii alcaline reci, se formează sărurile corespunzătoare ale acestor acizi:

CI2 + 2NaOH = NaCI + NaClO + H2O.

Soluțiile rezultate se numesc apă Javel, care, la fel ca apa cu clor, are proprietăți oxidante puternice datorită prezenței ionului ClO - și este folosită pentru albirea țesăturilor și hârtiei. Cu soluții fierbinți de alcalii, clorul formează sărurile corespunzătoare ale acizilor clorhidric și percloric:

3CI2 + 6 NaOH = 5 NaCI + NaCI03 + 3 H20;

3 CI2 + 6 KOH = 5 KCI + KClO3 + 3 H2O.

Cloratul de potasiu rezultat se numește sare Berthollet.

Când este încălzit, clorul interacționează ușor cu multe substanțe organice. În hidrocarburile saturate și aromatice înlocuiește hidrogenul, formând un compus organoclorat și acid clorhidric și unește hidrocarburile nesaturate la locul unei legături duble sau triple.

La temperaturi foarte ridicate, clorul elimină complet hidrogenul din carbon. Aceasta produce clorură de hidrogen și funingine. Prin urmare, clorarea la temperatură înaltă a hidrocarburilor este întotdeauna însoțită de formarea de funingine.

Clorul este un agent oxidant puternic, astfel încât interacționează ușor cu substanțe complexe care conțin elemente care pot fi oxidate la o stare de valență mai mare:

2 FeCl2 + CI2 = 2 FeCI3;

H2S03 + CI2 + H20 = H2S04 + 2 HCI.