Kül xlor nədir? Xlorun fiziki və kimyəvi xassələri


İon radiusu (+7e)27 (-1e)181 pm Elektromənfilik
(Paulinqə görə) 3.16 Elektrod potensialı 0 Oksidləşmə halları 7, 6, 5, 4, 3, 1, −1 Sadə maddənin termodinamik xassələri Sıxlıq (-33,6 °C-də)1,56
/sm³ Molar istilik tutumu 21.838 J / (mol) İstilikkeçirmə 0,009 Vt/( ·) Ərimə temperaturu 172.2 Ərimə istiliyi 6,41 kJ/mol Qaynama temperaturu 238.6 Buxarlanma istiliyi 20,41 kJ/mol Molar həcm 18,7 sm³/mol Sadə bir maddənin kristal qəfəsi Şəbəkə quruluşu ortorombik Şəbəkə parametrləri a=6,29 b=4,50 c=8,21 c/a nisbəti — Debye temperaturu yox K

Xlor (χλωρός - yaşıl) - yeddinci qrupun əsas yarımqrupunun elementi, D.İ.Mendeleyevin kimyəvi elementlərinin dövri sisteminin üçüncü dövrü, atom nömrəsi 17. Cl (lat. Chlorum) simvolu ilə işarələnir. Kimyəvi cəhətdən aktiv qeyri-metal. Halogenlər qrupunun bir hissəsidir (əvvəlcə “halogen” adı alman kimyaçısı Şvayger tərəfindən xlor üçün istifadə edilmişdir [hərfi mənada “halogen” duz kimi tərcümə olunur), lakin tutmadı və sonradan VII qrup üçün ümumi oldu. elementlərin, o cümlədən xlor).

Sadə xlor maddəsi (CAS nömrəsi: 7782-50-5) normal şəraitdə sarımtıl-yaşıl rəngli, kəskin qoxusu olan zəhərli qazdır. İki atomlu xlor molekulu (formula Cl2).

Xlor atomunun diaqramı

Xlor ilk dəfə 1772-ci ildə Scheele tərəfindən əldə edilmişdir, o, piroluzit haqqında traktatında piroluzitlə xlorid turşusu ilə qarşılıqlı əlaqəsi zamanı onun sərbəst buraxılmasını təsvir etmişdir:

4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Scheele, aqua regia qoxusuna bənzər xlor qoxusunu, qızıl və cinnabar ilə reaksiya vermə qabiliyyətini və ağartma xüsusiyyətlərini qeyd etdi.

Bununla belə, Scheele, o dövrdə kimyada üstünlük təşkil edən floqiston nəzəriyyəsinə uyğun olaraq, xlorun deflogistik xlorid turşusu, yəni xlor turşusunun oksidi olduğunu irəli sürdü. Berthollet və Lavoisier, xlorun muriya elementinin oksidi olduğunu irəli sürdülər, lakin onu təcrid etmək cəhdləri, süfrə duzunu elektroliz yolu ilə natrium və xlora parçalamağı bacaran Davinin işinə qədər uğursuz qaldı.

Təbiətdə paylanması

Təbiətdə xlorun iki izotopu var: 35 Cl və 37 Cl. Yer qabığında xlor ən çox yayılmış halogendir. Xlor çox aktivdir - dövri cədvəlin demək olar ki, bütün elementləri ilə birbaşa birləşir. Ona görə də təbiətdə yalnız minerallarda birləşmələr şəklində rast gəlinir: halit NaCl, silvit KCl, silvinit KCl NaCl, bishofit MgCl 2 6H2O, karnallit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H. Ən böyüyü. xlor ehtiyatları dənizlərin və okeanların sularının duzlarında olur.

Xlor 0,025% təşkil edir ümumi sayı atomlar yer qabığı, xlorun klark sayı 0,19%, insan orqanizmində isə çəki ilə 0,25% xlor ionları var. İnsan və heyvan orqanizmlərində xlor əsasən hüceyrələrarası mayelərdə (qan daxil olmaqla) və ifrazatlarda olur. mühüm rol osmotik proseslərin tənzimlənməsində, həmçinin sinir hüceyrələrinin işi ilə əlaqəli proseslərdə.

İzotop tərkibi

Təbiətdə xlorun 2 sabit izotopu var: kütlə sayı 35 və 37. Onların tərkibindəki nisbətlər müvafiq olaraq 75,78% və 24,22% təşkil edir.

İzotop Nisbi kütlə, a.m.u. Yarı həyat Çürümə növü Nüvə spini
35Cl 34.968852721 Stabil 3/2
36 Cl 35.9683069 301000 il 36 Ar-da β-çürümə 0
37 Cl 36.96590262 Stabil 3/2
38 Cl 37.9680106 37,2 dəqiqə 38 Ar-da β çürüməsi 2
39 Cl 38.968009 55,6 dəqiqə β-nın 39 Ar-a qədər çürüməsi 3/2
40 Cl 39.97042 1.38 dəqiqə 40 Ar-da β çürüməsi 2
41 Cl 40.9707 34 s 41 Ar-da β çürüməsi
42 Cl 41.9732 46,8 s 42 Ar-da β çürüməsi
43 Cl 42.9742 3.3 s 43 Ar-da β-parçalanma

Fiziki və fiziki-kimyəvi xassələri

Normal şəraitdə xlor boğucu bir qoxu olan sarı-yaşıl qazdır. Onun bəzi fiziki xüsusiyyətləri cədvəldə təqdim olunur.

Xlorun bəzi fiziki xassələri

Əmlak Məna
Qaynama temperaturu −34 °C
Ərimə temperaturu −101 °C
Parçalanma temperaturu
(atomlara parçalanma)
~1400°С
Sıxlıq (qaz, n.s.) 3,214 q/l
Atomun elektron yaxınlığı 3,65 eV
İlk ionlaşma enerjisi 12,97 eV
İstilik tutumu (298 K, qaz) 34,94 (J/mol K)
Kritik temperatur 144 °C
Kritik təzyiq 76 atm
Standart formalaşma entalpiyası (298 K, qaz) 0 (kJ/mol)
Standart əmələ gəlmə entropiyası (298 K, qaz) 222,9 (J/mol K)
Ərimə entalpiyası 6,406 (kJ/mol)
Qaynama entalpiyası 20,41 (kJ/mol)

Soyuduqda, xlor təxminən 239 K temperaturda maye halına gəlir və sonra 113 K-dən aşağı olduqda boşluq qrupu ilə ortoromb qəfəsə kristallaşır. Cmca və a=6.29 b=4.50, c=8.21 parametrləri. 100 K-dən aşağı kristal xlorun ortorombik modifikasiyası kosmik qrupa malik olmaqla tetraqonal olur. P4 2/ncm və qəfəs parametrləri a=8.56 və c=6.12.

Həlledicilik

Solvent Həlledicilik g/100 q
Benzol Gəlin həll edək
Su (0 °C) 1,48
Su (20 °C) 0,96
Su (25 °C) 0,65
Su (40 °C) 0,46
Su (60°C) 0,38
Su (80 °C) 0,22
Karbon tetraklorid (0 °C) 31,4
Karbon tetraklorid (19 °C) 17,61
Karbon tetraklorid (40 °C) 11
Xloroform Yaxşı həll olunur
TiCl 4, SiCl 4, SnCl 4 Gəlin həll edək

İşıqda və ya qızdırıldıqda, radikal mexanizmə görə hidrogenlə aktiv şəkildə (bəzən partlayışla) reaksiya verir. Tərkibində 5,8-88,3% hidrogen olan xlorun hidrogenlə qarışıqları şüalanma zamanı partlayır və hidrogen xlorid əmələ gətirir. Kiçik konsentrasiyalarda xlor və hidrogen qarışığı rəngsiz və ya sarı-yaşıl alovla yanır. Hidrogen-xlor alovunun maksimal temperaturu 2200 °C:

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

Digər xüsusiyyətlər

Cl 2 + CO → COCl 2

Suda və ya qələvilərdə həll edildikdə, xlor dismutasiya edir, hipoklor (və qızdırıldıqda perklor) və xlorid turşularını və ya onların duzlarını əmələ gətirir:

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 + 3NH 3 4Cl

Xlorun oksidləşdirici xüsusiyyətləri

Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S

Üzvi maddələrlə reaksiyalar

CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 6-x Cl x + HCl

Çoxlu bağlar vasitəsilə doymamış birləşmələrə bağlanır:

CH 2 =CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl

Aromatik birləşmələr katalizatorların (məsələn, AlCl 3 və ya FeCl 3) iştirakı ilə hidrogen atomunu xlorla əvəz edir:

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl

Xlor əldə etmək üçün xlor üsulları

Sənaye üsulları

Əvvəlcə xlor istehsalının sənaye üsulu Scheele metoduna, yəni piroluzitlə xlorid turşusunun reaksiyasına əsaslanırdı:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O 2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Anod: 2Cl - - 2е - → Cl 2 0 Katod: 2H 2 O + 2e - 2OH-

Suyun elektrolizi natrium xloridin elektrolizinə paralel baş verdiyi üçün ümumi tənliyi aşağıdakı kimi ifadə etmək olar:

1,80 NaCl + 0,50 H 2 O → 1,00 Cl 2 + 1,10 NaOH + 0,03 H 2

Xlorun alınması üçün elektrokimyəvi metodun üç variantı istifadə olunur. Onlardan ikisi bərk katodla elektrolizdir: diafraqma və membran üsulları, üçüncüsü maye katodla elektrolizdir (civə istehsalı üsulu). Elektrokimyəvi istehsal üsulları arasında ən asan və əlverişli üsul civə katodu ilə elektrolizdir, lakin bu üsul əhəmiyyətli zərər verir. mühit metal civənin buxarlanması və sızması nəticəsində.

Möhkəm katodlu diafraqma üsulu

Elektrolizatorun boşluğu məsaməli asbest bölməsi - diafraqma ilə elektrolizatorun müvafiq olaraq katod və anodunun yerləşdiyi katod və anod boşluqlarına bölünür. Buna görə də, belə bir elektrolizator tez-tez diafraqma adlanır və istehsal üsulu diafraqma elektrolizidir. Doymuş anolit (NaCl məhlulu) axını davamlı olaraq diafraqma elektrolizatorunun anod boşluğuna axır. Elektrokimyəvi proses nəticəsində halitin parçalanması nəticəsində anodda xlor, suyun parçalanması nəticəsində isə katodda hidrogen ayrılır. Bu halda, yaxın katod zonası natrium hidroksid ilə zənginləşdirilir.

Möhkəm katodlu membran üsulu

Membran metodu mahiyyətcə diafraqma üsuluna bənzəyir, lakin anod və katod boşluqları kation-mübadilə polimer membranı ilə ayrılır. Membran istehsalı üsulu diafraqma üsulundan daha səmərəlidir, lakin istifadəsi daha çətindir.

Maye katodlu civə üsulu

Proses elektrolizatordan, parçalayıcıdan və kommunikasiyalarla bir-birinə bağlı olan civə nasosundan ibarət elektrolitik vannada aparılır. Elektrolitik vannada civə elektrolizatordan və parçalayıcıdan keçərək civə nasosunun təsiri altında dövr edir. Elektrolizatorun katodu civə axınıdır. Anodlar - qrafit və ya aşağı aşınma. Civə ilə birlikdə anolit axını - natrium xlorid məhlulu davamlı olaraq elektrolizatordan keçir. Xloridin elektrokimyəvi parçalanması nəticəsində anodda xlor molekulları, katodda isə ayrılan natrium civədə həll olunaraq amalgam əmələ gətirir.

Laboratoriya üsulları

Laboratoriyalarda xlor istehsal etmək üçün adətən hidrogen xloridin güclü oksidləşdirici maddələrlə (məsələn, manqan (IV) oksid, kalium permanqanat, kalium dikromat) oksidləşməsinə əsaslanan proseslərdən istifadə edirlər:

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

Xlor anbarı

İstehsal olunan xlor xüsusi “çənlərdə” saxlanılır və ya polad silindrlərə vurulur yüksək təzyiq. Təzyiq altında maye xlor olan silindrlər xüsusi bir rəngə malikdir - bataqlıq rəngi. Qeyd etmək lazımdır ki, xlor balonlarının uzun müddət istifadəsi zamanı onlarda həddindən artıq partlayıcı azot trixlorid toplanır və buna görə də vaxtaşırı xlor balonları müntəzəm yuyulma və azot xloriddən təmizlənməlidir.

Xlor Keyfiyyət Standartları

GOST 6718-93 uyğun olaraq “Maye xlor. Texniki spesifikasiyalar" aşağıdakı növlərdə xlor istehsal olunur

Ərizə

Xlor bir çox sənaye, elm və məişət ehtiyaclarında istifadə olunur:

  • Polivinilxlorid, plastik birləşmələr, sintetik kauçuk istehsalında: məftillər üçün izolyasiya, pəncərə profilləri, qablaşdırma materialları, geyim və ayaqqabılar, linoleum və lövhələr, laklar, avadanlıq və köpük plastikləri, oyuncaqlar, alət hissələri, Tikinti materialları. Polivinilxlorid, bu gün ən çox etilendən xlor balanslaşdırılmış üsulla aralıq 1,2-dikloroetan vasitəsilə istehsal olunan vinilxloridin polimerləşməsi ilə istehsal olunur.
  • Xlorun ağardıcı xüsusiyyətləri uzun müddətdir məlumdur, baxmayaraq ki, xlorun özü deyil, hipoklor turşusunun parçalanması zamanı əmələ gələn atomik oksigendir: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O.. Parçaları, kağızları, kartonları ağartmaq üçün bu üsul bir neçə əsrdir ki, istifadə olunur.
  • Organoklorin insektisidlərinin istehsalı - bitkilər üçün zərərli həşəratları öldürən, lakin bitkilər üçün təhlükəsiz olan maddələr. İstehsal olunan xlorun əhəmiyyətli bir hissəsi bitki mühafizə vasitələrinin alınması üçün sərf olunur. Ən vacib insektisidlərdən biri heksaxlorosikloheksandır (çox vaxt heksaxloran adlanır). Bu maddə ilk dəfə 1825-ci ildə Faraday tərəfindən sintez edilmişdir, lakin praktik tətbiqini yalnız 100 ildən çox sonra - əsrimizin 30-cu illərində tapmışdır.
  • Kimyəvi döyüş agenti kimi, eləcə də digər kimyəvi döyüş vasitələrinin istehsalı üçün istifadə edilmişdir: xardal qazı, fosgen.
  • Suyu dezinfeksiya etmək üçün - "xlorlama". İçməli suyun dezinfeksiyasının ən çox yayılmış üsulu; sərbəst xlor və onun birləşmələrinin redoks proseslərini kataliz edən mikroorqanizmlərin ferment sistemlərini maneə törətmək qabiliyyətinə əsaslanır. İçməli suyu dezinfeksiya etmək üçün aşağıdakılar istifadə olunur: xlor, xlor dioksid, xloramin və ağartıcı. SanPiN 2.1.4.1074-01 mərkəzləşdirilmiş su təchizatı 0,3 - 0,5 mq / l içməli suda sərbəst qalıq xlorun icazə verilən tərkibinin aşağıdakı hədlərini (dəhlizini) müəyyən edir. Rusiyada bir sıra elm adamları və hətta siyasətçilər kran suyunun xlorlanması konsepsiyasını tənqid edirlər, lakin xlor birləşmələrinin dezinfeksiyaedici təsirinə alternativ təklif edə bilmirlər. Su borularının hazırlandığı materiallar xlorlu kran suyu ilə fərqli şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir. Kran suyundakı sərbəst xlor, poliolefinlərə əsaslanan boru kəmərlərinin xidmət müddətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır: polietilen borular müxtəlif növlər, o cümlədən PEX (PE-X) kimi tanınan çarpaz bağlı polietilen. ABŞ-da, xlorlu su ilə su təchizatı sistemlərində istifadə üçün polimer materiallardan hazırlanmış boru kəmərlərinin qəbuluna nəzarət etmək üçün onlar 3 standartı qəbul etməyə məcbur oldular: membran borularına münasibətdə ASTM F2023 və skelet əzələləri. Bu kanallar mayenin həcminin tənzimlənməsində, transepitelial ionların nəqlində və membran potensialının sabitləşdirilməsində mühüm funksiyaları yerinə yetirir və hüceyrə pH-nin saxlanmasında iştirak edir. Xlor visseral toxuma, dəri və skelet əzələlərində toplanır. Xlor əsasən yoğun bağırsaqda sorulur. Xlorun udulması və atılması natrium ionları və bikarbonatlarla, daha az dərəcədə mineralokortikoidlər və Na + /K + -ATPase aktivliyi ilə sıx bağlıdır. Bütün xlorun 10-15%-i hüceyrələrdə toplanır, bunun 1/3-dən 1/2-i qırmızı qan hüceyrələrində olur. Xlorun təxminən 85% -i hüceyrədənkənar boşluqda olur. Xlor orqanizmdən əsasən sidik (90-95%), nəcis (4-8%) və dəri (2%-ə qədər) vasitəsilə xaric olur. Xlorun atılması natrium və kalium ionları ilə, qarşılıqlı olaraq HCO 3 - (turşu-əsas balansı) ilə əlaqələndirilir.

    Bir insan gündə 5-10 q NaCl istehlak edir.İnsanın xlora olan minimum ehtiyacı gündə təxminən 800 mq-dır. Körpə lazımi miqdarda xloru 11 mmol/l xlor ehtiva edən ana südü ilə alır. NaCl həzmi təşviq edən və patogen bakteriyaları məhv edən mədədə hidroklor turşusunun istehsalı üçün lazımdır. Hal-hazırda, insanlarda müəyyən xəstəliklərin yaranmasında xlorun iştirakı yaxşı öyrənilməmişdir, əsasən tədqiqatların sayı azdır. Xlorun gündəlik qəbulu ilə bağlı tövsiyələrin belə hazırlanmadığını söyləmək kifayətdir. İnsan əzələ toxumasında 0,20-0,52% xlor, sümük toxuması - 0,09%; qanda - 2,89 q/l. Orta hesabla bir insanın bədənində (bədən çəkisi 70 kq) 95 q xlor var. Hər gün insan qidadan 3-6 q xlor alır ki, bu da bu elementə olan ehtiyacı artıqlaması ilə ödəyir.

    Xlor ionları bitkilər üçün vacibdir. Xlor oksidləşdirici fosforlaşmanı aktivləşdirərək bitkilərdə enerji mübadiləsində iştirak edir. Bu, təcrid olunmuş xloroplastlar tərəfindən fotosintez zamanı oksigenin əmələ gəlməsi üçün lazımdır və fotosintezin köməkçi proseslərini, ilk növbədə enerji yığılması ilə əlaqəli prosesləri stimullaşdırır. Xlor oksigen, kalium, kalsium, maqnezium birləşmələrinin köklər tərəfindən mənimsənilməsinə müsbət təsir göstərir. Bitkilərdə xlor ionlarının həddindən artıq konsentrasiyası da mənfi tərəfə malik ola bilər, məsələn, xlorofilin tərkibini azaldır, fotosintezin aktivliyini azaldır, bitkilərin böyüməsini və inkişafını gecikdirir Baskunchak xlor). Xlor istifadə edilən ilk kimyəvi maddələrdən biri idi

    — Analitik laboratoriya avadanlıqlarından, laboratoriya və sənaye elektrodlarından istifadə etməklə, xüsusən: Cl- və K+ tərkibini təhlil edən ESR-10101 istinad elektrodları.

    Xlor sorğuları, xlor sorğuları ilə tapılır

    Qarşılıqlı təsir, zəhərlənmə, su, reaksiyalar və xlor istehsalı

    • oksid
    • həll
    • turşular
    • əlaqələri
    • xassələri
    • tərifi
    • dioksid
    • düstur
    • çəki
    • aktiv
    • maye
    • maddə
    • tətbiq
    • hərəkət
    • oksidləşmə vəziyyəti
    • hidroksid

Xlorun fiziki xassələri nəzərə alınır: xlorun sıxlığı, onun istilik keçiriciliyi, xüsusi istilik və müxtəlif temperaturlarda dinamik özlülük. Cl 2-nin fiziki xassələri bu halogenin maye, bərk və qaz halları üçün cədvəllər şəklində təqdim olunur.

Xlorun əsas fiziki xassələri

Xlor elementlərin dövri cədvəlinin üçüncü dövrünün VII qrupuna 17 nömrə ilə daxildir. O, halogenlər alt qrupuna aiddir, müvafiq olaraq 35,453 və 70,906 nisbi atom və molekulyar kütlələrə malikdir. -30°C-dən yuxarı temperaturda xlor xarakterik güclü, qıcıqlandırıcı qoxuya malik yaşılımtıl-sarı qazdır. Normal təzyiq altında (1,013 10 5 Pa), -34 ° C-ə qədər soyuduqda asanlıqla mayeləşir və -101 ° C temperaturda bərkiyən şəffaf kəhrəba rəngli maye əmələ gətirir.

Yüksək kimyəvi aktivliyə görə sərbəst xlor təbiətdə olmur, yalnız birləşmələr şəklində mövcuddur. Əsasən halit () mineralında olur və həmçinin silvit (KCl), karnallit (KCl MgCl 2 6H 2 O) və silvinit (KCl NaCl) kimi mineralların bir hissəsidir. Yer qabığındakı xlorun miqdarı yer qabığının atomlarının ümumi sayının 0,02% -ə yaxınlaşır, burada iki izotop 35 Cl və 37 Cl şəklində 75,77% 35 Cl və 24,23% 37 Cl faiz nisbətində tapılır. .

Xlorun fiziki xassələri - əsas göstəricilər cədvəli
Əmlak Məna
Ərimə nöqtəsi, °C -100,5
Qaynama nöqtəsi, °C -30,04
Kritik temperatur, °C 144
Kritik təzyiq, Pa 77.1 10 5
Kritik sıxlıq, kq/m 3 573
Qazın sıxlığı (0°C və 1,013 10 5 Pa), kq/m 3 3,214
Doymuş buxar sıxlığı (0°C-də və 3,664 10 5 Pa), kq/m 3 12,08
Maye xlorun sıxlığı (0°C və 3,664 10 5 Pa), kq/m 3 1468
Maye xlorun sıxlığı (15,6°C və 6,08 10 5 Pa-da), kq/m 3 1422
Bərk xlorun sıxlığı (-102°C-də), kq/m 3 1900
Havada qazın nisbi sıxlığı (0°C və 1,013 10 5 Pa) 2,482
Havada doymuş buxarın nisbi sıxlığı (0°C və 3,664 10 5 Pa-da) 9,337
0°C-də maye xlorun nisbi sıxlığı (4°C-də suya nisbətən) 1,468
Qazın xüsusi həcmi (0°C və 1,013 10 5 Pa-da), m 3 /kq 0,3116
Doymuş buxarın xüsusi həcmi (0°C və 3,664 10 5 Pa-da), m 3 /kq 0,0828
Maye xlorun xüsusi həcmi (0°C və 3,664 10 5 Pa), m 3 /kq 0,00068
0°C-də xlor buxarının təzyiqi, Pa 3.664 10 5
20°C-də qazın dinamik özlülüyü, 10 -3 Pa s 0,013
20°C, 10 -3 Pa s-də maye xlorun dinamik özlülüyü 0,345
Bərk xlorun ərimə istiliyi (ərimə nöqtəsində), kJ/kq 90,3
Buxarlanma istiliyi (qaynama nöqtəsində), kJ/kq 288
Sublimasiya istiliyi (ərimə nöqtəsində), kJ/mol 29,16
Qazın molar istilik tutumu C p (-73…5727°C-də), J/(mol K) 31,7…40,6
Maye xlorun molar istilik tutumu C p (-101…-34°C-də), J/(mol K) 67,1…65,7
0°C-də qazın istilik keçiriciliyi əmsalı, W/(m K) 0,008
30°C-də maye xlorun istilik keçiricilik əmsalı, W/(m K) 0,62
Qaz entalpiyası, kJ/kq 1,377
Doymuş buxarın entalpiyası, kJ/kq 1,306
Maye xlorun entalpiyası, kJ/kq 0,879
14°C-də qırılma indeksi 1,367
-70°С-də xüsusi elektrik keçiriciliyi, S/m 10 -18
Elektron yaxınlığı, kJ/mol 357
İonlaşma enerjisi, kJ/mol 1260

Xlor Sıxlığı

Normal şəraitdə xlor sıxlığı təxminən 2,5 dəfə yüksək olan ağır qazdır. Qaz və maye xlorun sıxlığı normal şəraitdə (0°C-də) müvafiq olaraq 3,214 və 1468 kq/m3-ə bərabərdir.. Maye və ya qaz halında olan xlor qızdırıldıqda, istilik genişlənməsi səbəbindən həcmin artması səbəbindən sıxlığı azalır.

Xlor qazının sıxlığı

Cədvəl müxtəlif temperaturlarda (-30 ilə 140°C arasında) və normal atmosfer təzyiqində (1,013·10 5 Pa) qaz halında xlorun sıxlığını göstərir. Xlorun sıxlığı temperaturla dəyişir - qızdırıldıqda azalır. Misal üçün, 20°C-də xlorun sıxlığı 2,985 kq/m3 təşkil edir, və bu qazın temperaturu 100°C-ə yüksəldikdə, sıxlıq dəyəri 2,328 kq/m 3 dəyərə qədər azalır.

Müxtəlif temperaturlarda xlor qazının sıxlığı
t, °С ρ, kq/m 3 t, °С ρ, kq/m 3
-30 3,722 60 2,616
-20 3,502 70 2,538
-10 3,347 80 2,464
0 3,214 90 2,394
10 3,095 100 2,328
20 2,985 110 2,266
30 2,884 120 2,207
40 2,789 130 2,15
50 2,7 140 2,097

Təzyiq artdıqca xlorun sıxlığı da artır. Aşağıdakı cədvəllərdə xlor qazının -40 ilə 140°C temperatur diapazonunda sıxlığı və 26,6·10 5 ilə 213·10 5 Pa təzyiqi göstərilir. Artan təzyiqlə qaz halında xlorun sıxlığı mütənasib olaraq artır. Məsələn, 10°C temperaturda xlor təzyiqinin 53,2·10 5-dən 106,4·10 5 Pa-a qədər artması bu qazın sıxlığının iki dəfə artmasına səbəb olur.

Müxtəlif temperatur və təzyiqlərdə xlor qazının sıxlığı 0,26 ilə 1 atm arasındadır.
↓ t, °С | P, kPa → 26,6 53,2 79,8 101,3
-40 0,9819 1,996
-30 0,9402 1,896 2,885 3,722
-20 0,9024 1,815 2,743 3,502
-10 0,8678 1,743 2,629 3,347
0 0,8358 1,678 2,528 3,214
10 0,8061 1,618 2,435 3,095
20 0,7783 1,563 2,35 2,985
30 0,7524 1,509 2,271 2,884
40 0,7282 1,46 2,197 2,789
50 0,7055 1,415 2,127 2,7
60 0,6842 1,371 2,062 2,616
70 0,6641 1,331 2 2,538
80 0,6451 1,292 1,942 2,464
90 0,6272 1,256 1,888 2,394
100 0,6103 1,222 1,836 2,328
110 0,5943 1,19 1,787 2,266
120 0,579 1,159 1,741 2,207
130 0,5646 1,13 1,697 2,15
140 0,5508 1,102 1,655 2,097
Müxtəlif temperatur və təzyiqlərdə xlor qazının sıxlığı 1,31 ilə 2,1 atm arasındadır.
↓ t, °С | P, kPa → 133 160 186 213
-20 4,695 5,768
-10 4,446 5,389 6,366 7,389
0 4,255 5,138 6,036 6,954
10 4,092 4,933 5,783 6,645
20 3,945 4,751 5,565 6,385
30 3,809 4,585 5,367 6,154
40 3,682 4,431 5,184 5,942
50 3,563 4,287 5,014 5,745
60 3,452 4,151 4,855 5,561
70 3,347 4,025 4,705 5,388
80 3,248 3,905 4,564 5,225
90 3,156 3,793 4,432 5,073
100 3,068 3,687 4,307 4,929
110 2,985 3,587 4,189 4,793
120 2,907 3,492 4,078 4,665
130 2,832 3,397 3,972 4,543
140 2,761 3,319 3,87 4,426

Maye xlorun sıxlığı

Maye xlor nisbətən dar bir temperatur diapazonunda mövcud ola bilər, onun sərhədləri mənfi 100,5 ilə + 144 ° C arasındadır (yəni ərimə nöqtəsindən kritik temperatura qədər). 144°C-dən yuxarı temperaturda xlor heç bir təzyiq altında maye halına çevrilməyəcək. Bu temperatur intervalında maye xlorun sıxlığı 1717-573 kq/m3 arasında dəyişir.

Müxtəlif temperaturlarda maye xlorun sıxlığı
t, °С ρ, kq/m 3 t, °С ρ, kq/m 3
-100 1717 30 1377
-90 1694 40 1344
-80 1673 50 1310
-70 1646 60 1275
-60 1622 70 1240
-50 1598 80 1199
-40 1574 90 1156
-30 1550 100 1109
-20 1524 110 1059
-10 1496 120 998
0 1468 130 920
10 1438 140 750
20 1408 144 573

Xlorun xüsusi istilik tutumu

0-dan 1200°C-ə qədər olan temperatur diapazonunda və normal atmosfer təzyiqində kJ/(kq K) ilə xlor qazının C p-nin xüsusi istilik tutumu düsturla hesablana bilər:

burada T, Kelvin dərəcəsində xlorun mütləq temperaturudur.

Qeyd etmək lazımdır ki, normal şəraitdə xlorun xüsusi istilik tutumu 471 J/(kq K) təşkil edir və qızdırıldıqda artır. 500 ° C-dən yuxarı temperaturda istilik tutumunun artması əhəmiyyətsiz olur və at yüksək temperatur Xlorun xüsusi istilik tutumu demək olar ki, dəyişməz olaraq qalır.

Cədvəl yuxarıdakı düsturdan istifadə edərək xlorun xüsusi istiliyinin hesablanmasının nəticələrini göstərir (hesablama xətası təxminən 1%).

Temperaturdan asılı olaraq xlor qazının xüsusi istilik tutumu
t, °С C p, J/(kq K) t, °С C p, J/(kq K)
0 471 250 506
10 474 300 508
20 477 350 510
30 480 400 511
40 482 450 512
50 485 500 513
60 487 550 514
70 488 600 514
80 490 650 515
90 492 700 515
100 493 750 515
110 494 800 516
120 496 850 516
130 497 900 516
140 498 950 516
150 499 1000 517
200 503 1100 517

Mütləq sıfıra yaxın temperaturda xlor bərk vəziyyətdədir və aşağı xüsusi istilik tutumuna malikdir (19 J/(kq K)). Bərk Cl 2 temperaturu artdıqca onun istilik tutumu artır və mənfi 143°C-də 720 J/(kq K) dəyərinə çatır.

Maye xlor 0-dan -90 dərəcə Selsi diapazonunda 918...949 J/(kq K) xüsusi istilik tutumuna malikdir. Cədvəldən göründüyü kimi, maye xlorun xüsusi istilik tutumunun qaz halındakı xlordan daha yüksək olduğunu və temperaturun artması ilə azaldığını görmək olar.

Xlorun istilik keçiriciliyi

Cədvəl normal atmosfer təzyiqində -70 ilə 400 ° C arasında olan temperaturda xlor qazının istilik keçiricilik əmsallarının dəyərlərini göstərir.

Normal şəraitdə xlorun istilik keçiricilik əmsalı 0,0079 W/(m deq) təşkil edir ki, bu da eyni temperatur və təzyiqdə olduğundan 3 dəfə azdır. Xlorun qızdırılması onun istilik keçiriciliyinin artmasına səbəb olur. Beləliklə, 100°C temperaturda xlorun bu fiziki xassəsinin qiyməti 0,0114 Vt/(m deq) qədər artır.

Xlor qazının istilik keçiriciliyi
t, °С λ, W/(m dərəcə) t, °С λ, W/(m dərəcə)
-70 0,0054 50 0,0096
-60 0,0058 60 0,01
-50 0,0062 70 0,0104
-40 0,0065 80 0,0107
-30 0,0068 90 0,0111
-20 0,0072 100 0,0114
-10 0,0076 150 0,0133
0 0,0079 200 0,0149
10 0,0082 250 0,0165
20 0,0086 300 0,018
30 0,009 350 0,0195
40 0,0093 400 0,0207

Xlorun özlülüyü

20...500°C temperatur diapazonunda qaz halında olan xlorun dinamik özlülük əmsalı təxminən aşağıdakı düsturla hesablana bilər:

burada η T - verilmiş temperaturda xlorun dinamik özlülük əmsalı T, K;
η T 0 - T 0 = 273 K temperaturda xlorun dinamik özlülük əmsalı (normal şəraitdə);
C Sazerlend sabitidir (xlor üçün C = 351).

Normal şəraitdə xlorun dinamik özlülüyü 0,0123·10 -3 Pa·s təşkil edir. Qızdırıldıqda, xlorun özlülük kimi fiziki xüsusiyyəti daha yüksək qiymətlər alır.

Maye xlorun özlülüyü qaz halındakı xlordan daha yüksəkdir. Məsələn, 20°C temperaturda maye xlorun dinamik viskozitesi 0,345·10 -3 Pa·s qiymətinə malikdir və temperaturun artması ilə azalır.

Mənbələr:

  1. Barkov S. A. Halojenlər və manqan alt qrupu. D. İ. Mendeleyevin dövri sisteminin VII qrupunun elementləri. Tələbələr üçün dərslik. M.: Təhsil, 1976 - 112 s.
  2. Fiziki kəmiyyətlər cədvəlləri. kataloq. Ed. akad. I. K. Kikoina. M.: Atomizdat, 1976 - 1008 s.
  3. Yakimenko L. M., Pasmanik M. I. Xlor, kaustik soda və əsas xlor məhsullarının istehsalına dair təlimat. Ed. 2-ci, per. və başqaları M.: Kimya, 1976 - 440 s.

Flandriyanın qərbində kiçik bir şəhər yerləşir. Buna baxmayaraq, onun adı bütün dünyada tanınır və insanlığa qarşı törədilmiş ən böyük cinayətlərdən birinin simvolu kimi bəşəriyyətin yaddaşında uzun müddət qalacaqdır. Bu şəhər Ypresdir. Crecy (1346-cı ildə Crecy döyüşündə ingilis qoşunları Avropada ilk dəfə ondan istifadə etdilər. odlu silahlar.) - Ypres - Xirosima - müharibənin nəhəng məhv maşınına çevrilməsi yolunda mərhələlər.

1915-ci ilin əvvəlində qərb cəbhə xəttində sözdə Ypres çıxıntısı yarandı. İpredən şimal-şərqdə müttəfiq İngiltərə-Fransız qüvvələri Alman ordusunun nəzarətində olan ərazilərə soxulmuşdu. Alman komandanlığı əks hücuma keçmək və cəbhə xəttini bərabərləşdirmək qərarına gəlib. Aprelin 22-də səhər külək şimal-şərqdən rahat əsəndə almanlar hücuma qeyri-adi hazırlıqlara başladılar - müharibə tarixində ilk qaz hücumunu həyata keçirdilər. Cəbhənin Ypres sektorunda eyni vaxtda 6000 xlor silindri açıldı. Beş dəqiqə ərzində 180 ton ağırlığında nəhəng zəhərli sarı-yaşıl bulud əmələ gəldi və bu bulud yavaş-yavaş düşmən səngərlərinə doğru irəlilədi.

Bunu heç kim gözləmirdi. Fransız və İngilis qoşunları hücuma, artilleriya atəşinə hazırlaşırdılar, əsgərlər təhlükəsiz şəkildə qazıldılar, lakin dağıdıcı xlor buludunun qarşısında tamamilə silahsız idilər. Ölümcül qaz bütün çatlara və bütün sığınacaqlara nüfuz edirdi. İlk kimyəvi hücumun nəticələri (və 1907-ci il Zəhərli Maddələrin İstifadə edilməməsinə dair Haaqa Konvensiyasının ilk dəfə pozulması!) heyrətamiz idi - xlor təxminən 15 min insana təsir etdi, təxminən 5 min nəfər öldü. Və bütün bunlar - 6 km-lik cəbhə xəttini hamarlamaq üçün! İki ay sonra almanlar şərq cəbhəsinə xlor hücumuna başladılar. Və iki il sonra Ypres şöhrətini artırdı. 12 iyul 1917-ci ildə çətin döyüş zamanı bu şəhərin ərazisində ilk dəfə olaraq sonradan xardal qazı adlandırılan zəhərli maddə istifadə edilmişdir. Xardal qazı xlor törəməsi, diklorodietil sulfiddir.

Biz 17 nömrəli elementin yaraqlı dəlilərin əlində nə qədər təhlükəli ola biləcəyini göstərmək üçün bir kiçik şəhər və bir kimyəvi elementlə əlaqəli tarixin bu epizodlarını xatırlayırıq. Bu, xlor tarixindəki ən qaranlıq fəsildir.

Amma xloru yalnız zəhərli maddə və digər zəhərli maddələrin istehsalı üçün xammal kimi görmək tamamilə yanlış olardı...

Xlorun tarixi

Elementar xlorun tarixi nisbətən qısadır, 1774-cü ilə aiddir. Xlor birləşmələrinin tarixi dünya qədər qədimdir. Natrium xloridin süfrə duzu olduğunu xatırlamaq kifayətdir. Göründüyü kimi, hətta tarixdən əvvəlki dövrlərdə də duzun ət və balıqları qorumaq qabiliyyəti müşahidə edilmişdir.

Ən qədim arxeoloji tapıntılar - insanların duzdan istifadəsinə dair sübutlar təxminən eramızdan əvvəl 3...4 minilliyə aiddir. Və ən çox qədim təsvir qaya duzunun çıxarılmasına yunan tarixçisi Herodotun (e.ə. V əsr) əsərlərində rast gəlinir. Herodot Liviyada qaya duzunun çıxarılmasını təsvir edir. Liviya səhrasının mərkəzindəki Sinax vahasında Ammon-Ra tanrısının məşhur məbədi var idi. Buna görə də Liviyanı "Ammonyak" adlandırdılar və daş duzunun ilk adı "sal ammoniacum" idi. Daha sonra, təxminən 13-cü əsrdən başlayaraq. AD, bu ad ammonium xloridə verildi.

Pliny the Elder's Natural History, duz və gil ilə kalsinasiya yolu ilə qızılı əsas metallardan ayırmaq üçün bir üsul təsvir edir. Və natrium xloridinin təmizlənməsinin ilk təsvirlərindən birinə böyük ərəb həkimi və kimyaçısı Cabir ibn Həyyanın (Avropa orfoqrafiyasında - Geber) əsərlərində rast gəlinir.

Çox güman ki, kimyagərlər elementar xlorla da qarşılaşdılar, çünki Şərq ölkələrində artıq 9-cu əsrdə, Avropada isə 13-cü əsrdə. "Aqua regia" məlum idi - xlorid və azot turşularının qarışığı. Hollandiyalı Van Helmontun 1668-ci ildə nəşr olunan Hortus Medicinae kitabında ammonium xlorid və nitrat turşusunu birlikdə qızdırdıqda müəyyən qazın alındığı deyilir. Təsvirə görə, bu qaz xlorla çox oxşardır.

Xlor ilk dəfə İsveç kimyaçısı Scheele tərəfindən piroluzit haqqında traktatında ətraflı təsvir edilmişdir. Scheele mineral piroluziti hidroklor turşusu ilə qızdırarkən, aqua regia üçün xarakterik olan qoxu hiss etdi, bu qoxunun yaranmasına səbəb olan sarı-yaşıl qazı topladı və araşdırdı və onun müəyyən maddələrlə qarşılıqlı təsirini öyrəndi. Scheele ilk dəfə xlorun qızıla və kinobara təsirini (sonuncu halda sublimat əmələ gəlir) və xlorun ağartma xüsusiyyətlərini kəşf etmişdir.

Scheele yeni kəşf edilən qazı sadə bir maddə hesab etmədi və onu "deflogistik xlorid turşusu" adlandırdı. Danışan müasir dil, Scheele və ondan sonra o dövrün digər alimləri yeni qazın xlor turşusu oksidi olduğuna inanırdılar.

Bir qədər sonra Bertolet və Lavoisier bu qazı müəyyən bir yeni element olan “murium”un oksidi hesab etməyi təklif etdilər. Üç il yarım ərzində kimyaçılar naməlum muriyanı təcrid etmək üçün uğursuz cəhdlər etdilər.

Əvvəlcə Davy həm də “muriya oksidinin” tərəfdarı idi və 1807-ci ildə parçalandı. elektrik şoku süfrə duzu qələvi metal natrium və sarı-yaşıl qaza. Ancaq üç il sonra, muriya əldə etmək üçün çoxlu nəticəsiz cəhdlərdən sonra Davy, Şeelenin kəşf etdiyi qazın sadə bir maddə, element olduğu qənaətinə gəldi və onu xlor qazı və ya xlor (yunanca χλωροζ - sarı-yaşıl) adlandırdı. . Və üç il sonra Gey-Lussac yeni elementə daha qısa bir ad verdi - xlor. Düzdür, hələ 1811-ci ildə alman kimyaçısı Schweiger xlor üçün başqa bir ad təklif etdi - "halogen" (hərfi mənada duz kimi tərcümə olunur), lakin bu ad əvvəlcə tutmadı və sonra xlorun daxil olduğu bütün elementlər qrupu üçün ümumi oldu. .

Xlorun “şəxsi kartı”

Xlor nədir sualına ən azı onlarla cavab verə bilərsiniz. Birincisi, halogendir; ikincisi, ən güclü oksidləşdirici maddələrdən biri; üçüncüsü, son dərəcə zəhərli qaz; dördüncü, əsas kimya sənayesinin ən mühüm məhsulu; beşinci, plastik və pestisidlərin, rezin və süni liflərin, boyaq maddələrinin və dərman preparatlarının istehsalı üçün xammal; altıncısı, titan və silisium, qliserin və flüoroplastik əldə edilən maddə; yeddinci, içməli suyun təmizlənməsi və parçaların ağardılması üçün vasitə...

Bu siyahını davam etdirmək olar.

Normal şəraitdə elementar xlor kəskin, xarakterik bir qoxu olan kifayət qədər ağır sarı-yaşıl qazdır. Xlorun atom çəkisi 35,453, molekulyar çəkisi isə 70,906-dır, çünki xlor molekulu iki atomludur. Normal şəraitdə bir litr xlor qazı (temperatur 0 ° C və təzyiq 760 mm Hg) -34,05 ° C temperaturda soyuduqda, xlor sarı bir mayeyə (sıxlıq 1,56 q / sm 3) kondensasiya olunur və – 101,6°C temperaturda sərtləşir. At yüksək qan təzyiqi Xlor daha yüksək temperaturda +144°C-ə qədər mayeləşdirilə bilər. Xlor dikloroetanda və bəzi digər xlorlu üzvi həlledicilərdə yüksək dərəcədə həll olunur.

17 nömrəli element çox aktivdir - dövri cədvəlin demək olar ki, bütün elementləri ilə birbaşa birləşir. Buna görə də təbiətdə yalnız birləşmələr şəklində olur. Tərkibində xlor olan ən çox yayılmış minerallar halit NaCl, sylvinite KCl NaCl, bischofite MgCl 2 6H 2 O, carnallite KCl MgCl 2 6H 2 O, kainite KCl MgSO 4 3H 2 O. Bu, ilk növbədə onların "günahıdır"" (" ) yer qabığında xlorun miqdarının çəki ilə 0,20%-dir. Bəzi nisbətən nadir xlor tərkibli minerallar, məsələn, buynuz gümüşü AgCl, əlvan metallurgiya üçün çox vacibdir.

Elektrik keçiriciliyinə görə, maye xlor ən güclü izolyatorlar arasında yer alır: o, cərəyanı distillə edilmiş sudan demək olar ki, milyard dəfə, gümüşdən isə 10 22 dəfə pis keçirir.

Xlorda səsin sürəti havadan təxminən bir yarım dəfə azdır.

Və nəhayət, xlor izotopları haqqında.

İndi bu elementin doqquz izotopu məlumdur, lakin təbiətdə yalnız ikisi var - xlor-35 və xlor-37. Birincisi ikincidən təxminən üç dəfə böyükdür.

Qalan yeddi izotop süni yolla əldə edilir. Onlardan ən qısa ömürlü olan 32 Cl-nin yarı ömrü 0,306 saniyə, ən uzunömürlü olan 36 Cl-nin isə 310 min il yarım ömrü var.

Xlor necə istehsal olunur?

Xlor zavoduna girdiyiniz zaman diqqətinizi çəkən ilk şey çoxsaylı elektrik xətləridir. Xlor istehsalı çoxlu elektrik enerjisi sərf edir - təbii xlor birləşmələrini parçalamaq üçün lazımdır.

Təbii ki, əsas xlor xammalı qaya duzudur. Əgər xlor zavodu çayın yaxınlığında yerləşirsə, duz ona çatdırılmır dəmir yolu, barjalarda isə daha qənaətcildir. Duz ucuz məhsuldur, lakin onun çoxu istehlak olunur: bir ton xlor əldə etmək üçün təxminən 1,7...1,8 ton duz lazımdır.

Duz anbarlara gəlir. Burada üç aydan altı aylıq xammal ehtiyatı saxlanılır - xlor istehsalı, bir qayda olaraq, genişmiqyaslıdır.

Duz əzilir və isti suda həll edilir. Bu duzlu su boru kəməri ilə təmizləyici sexə vurulur, burada üç mərtəbəli binanın hündürlüyündə olan nəhəng çənlərdə duzlu su kalsium və maqnezium duzlarının çirklərindən təmizlənir və təmizlənir (çökməyə icazə verilir). Əsas xlor istehsalı sexinə - elektroliz sexinə natrium xloridin təmiz konsentratlı məhlulu vurulur.

Sulu məhlulda xörək duzunun molekulları Na + və Cl - ionlarına çevrilir. Cl ionu xlor atomundan yalnız bir əlavə elektrona malik olması ilə fərqlənir. Bu o deməkdir ki, elementar xloru əldə etmək üçün bu əlavə elektronu çıxarmaq lazımdır. Bu, müsbət yüklü elektrodda (anodda) elektrolizatorda baş verir. Sanki elektronlar ondan “sordular”: 2Cl – → Cl 2 + 2 ē . Anodlar qrafitdən hazırlanır, çünki hər hansı bir metal (platin və onun analoqları istisna olmaqla) xlor ionlarından artıq elektronları götürərək tez korroziyaya məruz qalır və parçalanır.

Xlor istehsalı üçün iki növ texnoloji dizayn var: diafraqma və civə. Birinci halda, katod perforasiya edilmiş dəmir təbəqədir və elektrolizatorun katod və anod boşluqları asbest diafraqması ilə ayrılır. Dəmir katodda hidrogen ionları boşaldılır və natrium hidroksidinin sulu məhlulu əmələ gəlir. Əgər civə katod kimi istifadə olunursa, onda natrium ionları onun üzərinə atılır və natrium amalgam əmələ gəlir, sonra su ilə parçalanır. Hidrogen və kaustik soda alınır. Bu halda ayırıcı diafraqma lazım deyil və qələvi diafraqma elektrolizatorlarına nisbətən daha çox konsentrasiyaya malikdir.

Beləliklə, xlor istehsalı eyni zamanda kaustik soda və hidrogen istehsalıdır.

Hidrogen metal borular vasitəsilə, xlor isə şüşə və ya keramika borular vasitəsilə çıxarılır. Təzə hazırlanmış xlor su buxarı ilə doyurulur və buna görə də xüsusilə aqressivdir. Daha sonra əvvəlcə soyudulur soyuq su içəridən düzülmüş hündür qüllələrdə keramik plitələr və keramika qablaşdırma ilə doldurulur (Raschig üzükləri adlanır), sonra konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu ilə qurudulur. Bu, yeganə xlor quruducudur və xlorun reaksiya vermədiyi bir neçə mayedən biridir.

Quru xlor artıq o qədər də aqressiv deyil, məsələn, polad avadanlıqları məhv etmir.

Xlor adətən maye halında dəmir yolu çənlərində və ya silindrlərdə 10 atm-ə qədər təzyiq altında daşınır.

Rusiyada xlor istehsalı ilk dəfə 1880-ci ildə Bondyujski zavodunda təşkil edilmişdir. Daha sonra xlor, prinsipcə, Şeele öz dövründə əldə etdiyi üsulla - xlor turşusunu piroluzitlə reaksiyaya salmaqla əldə edilmişdir. İstehsal olunan bütün xlor ağartıcı istehsal etmək üçün istifadə edilmişdir. 1900-cü ildə Donsoda zavodunda Rusiyada ilk dəfə olaraq elektrolitik xlor istehsalı sexi istifadəyə verildi. Bu sexin gücü ildə cəmi 6 min ton idi. 1917-ci ildə Rusiyadakı bütün xlor zavodları 12 min ton xlor istehsal edirdi. 1965-ci ildə isə SSRİ-də 1 milyon tona yaxın xlor...

Çoxlarından biri

Xlorun praktiki tətbiqlərinin bütün müxtəlifliyini bir cümlə ilə çox uzatmadan ifadə etmək olar: xlor xlor məhsullarının istehsalı üçün lazımdır, yəni. tərkibində "bağlanmış" xlor olan maddələr. Ancaq eyni xlor məhsulları haqqında danışarkən, bir cümlə ilə qaça bilməzsiniz. Onlar çox fərqlidirlər - həm xüsusiyyətləri, həm də məqsədi.

Məqaləmizin məhdud sahəsi bütün xlor birləşmələri haqqında danışmağa imkan vermir, lakin heç olmasa xlorun alınmasını tələb edən bəzi maddələrdən danışmasaq, 17 nömrəli elementin “portretimiz” natamam və inandırıcı görünməz olardı.

Məsələn, orqanik xlor insektisidləri götürək - zərərli həşəratları öldürən, lakin bitkilər üçün təhlükəsiz olan maddələr. İstehsal olunan xlorun əhəmiyyətli bir hissəsi bitki mühafizə vasitələrinin alınması üçün sərf olunur.

Ən vacib insektisidlərdən biri heksaxlorosikloheksandır (çox vaxt heksaxloran adlanır). Bu maddə ilk dəfə 1825-ci ildə Faraday tərəfindən sintez edilmişdir, lakin praktik tətbiqini yalnız 100 ildən çox sonra - əsrimizin 30-cu illərində tapmışdır.

Heksaxloran indi benzolun xlorlanması ilə istehsal olunur. Hidrogen kimi, benzol qaranlıqda (və katalizatorlar olmadıqda) xlorla çox yavaş reaksiya verir, lakin parlaq işıqda benzolun xlorlama reaksiyası (C 6 H 6 + 3 Cl 2 → C 6 H 6 Cl 6) olduqca tez gedir. .

Heksaxloran, bir çox digər insektisidlər kimi, doldurucular (talk, kaolin) ilə toz şəklində və ya suspenziya və emulsiya şəklində və ya nəhayət, aerozollar şəklində istifadə olunur. Heksaxloran xüsusilə toxumların müalicəsində və tərəvəz və meyvə bitkilərinin zərərvericiləri ilə mübarizədə təsirli olur. Heksaxloranın sərfi hektara cəmi 1...3 kq, istifadənin iqtisadi effekti xərclərdən 10...15 dəfə çoxdur. Təəssüf ki, heksaxloran insanlar üçün zərərsiz deyil...

Polivinil xlorid

Hər hansı bir məktəblidən ona məlum olan plastikləri sadalamağı xahiş etsəniz, o, polivinilxlorid (əks halda vinil plastik kimi tanınır) adını verən ilklərdən biri olacaq. Kimyaçının nöqteyi-nəzərindən, PVC (ədəbiyyatda polivinilxlorid tez-tez xatırladılır) molekulunda hidrogen və xlor atomlarının karbon atomları zəncirinə "birləşdiyi" bir polimerdir:

Bu zəncirdə bir neçə min halqa ola bilər.

İstehlakçı nöqteyi-nəzərindən PVC məftillər və paltolar, linoleum və qrammofon lövhələri, qoruyucu laklar və qablaşdırma materialları, kimyəvi avadanlıq və köpük plastikləri, oyuncaqlar və alət hissələri üçün izolyasiyadır.

Polivinilxlorid vinilxloridin polimerləşməsi nəticəsində əmələ gəlir ki, bu da ən çox asetileni hidrogen xloridlə müalicə etməklə əldə edilir: HC ≡ CH + HCl → CH 2 = CHCl. Vinil xlorid istehsal etmək üçün başqa bir yol var - dikloretanın termal krekinqi.

CH 2 Cl – CH 2 Cl → CH 2 = CHCl + HCl. Dixloretanın krekinqi zamanı ayrılan HCl asetilen üsulu ilə vinilxlorid istehsalında istifadə edildikdə bu iki üsulun birləşməsi maraq doğurur.

Vinil xlorid xoş, bir qədər məstedici eter qoxusu olan rəngsiz bir qazdır, asanlıqla polimerləşir; Polimeri əldə etmək üçün maye vinil xlorid təzyiq altında ilıq suya vurulur və burada kiçik damlacıqlara əzilir. Onların birləşməsinin qarşısını almaq üçün suya bir az jelatin və ya polivinil spirti əlavə edilir və polimerləşmə reaksiyasının inkişaf etməyə başlaması üçün orada bir polimerləşmə təşəbbüskarı, benzoil peroksid də əlavə olunur. Bir neçə saatdan sonra damlalar sərtləşir və suda polimerin süspansiyonu əmələ gəlir. Polimer tozu bir filtr və ya sentrifuqdan istifadə edərək ayrılır.

Polimerləşmə adətən 40-60°C temperaturda baş verir və polimerləşmə temperaturu nə qədər aşağı olarsa, əmələ gələn polimer molekulları bir o qədər uzun olar...

Biz yalnız 17 nömrəli elementin alınmasını tələb edən iki maddədən danışdıq. Yüzlərlə adamdan yalnız ikisi. Buna bənzər çoxlu misallar gətirmək olar. Və hamısı deyirlər ki, xlor təkcə zəhərli və təhlükəli qaz deyil, çox vacib, çox faydalı elementdir.

Elementar hesablama

Süfrə duzunun bir məhlulunun elektrolizi ilə xlor istehsal edərkən eyni vaxtda hidrogen və natrium hidroksid alınır: 2NACl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH. Əlbəttə ki, hidrogen çox vacibdir kimyəvi məhsul, lakin bu maddənin istehsalının daha ucuz və daha əlverişli yolları var, məsələn, təbii qazın çevrilməsi... Amma kaustik soda demək olar ki, yalnız xörək duzunun məhlullarının elektrolizi yolu ilə əldə edilir - digər üsulların payı 10% -dən azdır. . Xlor və NaOH istehsalı tamamilə bir-biri ilə əlaqəli olduğundan (reaksiya tənliyindən aşağıdakı kimi, bir qram molekulun - 71 q xlorun istehsalı həmişə iki qram molekulun - 80 q elektrolitik qələvi istehsalı ilə müşayiət olunur), qələvi üçün emalatxananın (və ya zavodun və ya dövlətin) məhsuldarlığı , onun nə qədər xlor istehsal etdiyini asanlıqla hesablaya bilərsiniz. Hər ton NaOH 890 kq xlorla “müşayət olunur”.

Yaxşı, yağlayın!

Konsentratlaşdırılmış sulfat turşusu praktiki olaraq xlorla reaksiya verməyən yeganə mayedir. Buna görə də, xlorun sıxılması və vurulması üçün fabriklər sulfat turşusunun işləyən maye və eyni zamanda sürtkü kimi çıxış etdiyi nasoslardan istifadə edirlər.

Fridrix Wöhlerin təxəllüsü

Qarşılıqlı əlaqənin araşdırılması üzvi maddələr xlorla, 19-cu əsrin fransız kimyaçısı. Jean Dumas heyrətamiz bir kəşf etdi: xlor üzvi birləşmələrin molekullarında hidrogeni əvəz edə bilir. Məsələn, sirkə turşusu xlorlandıqda əvvəlcə metil qrupunun bir hidrogeni xlorla əvəz olunur, sonra digəri, üçüncüsü... Amma ən diqqət çəkəni o idi ki, xlorosirkə turşularının kimyəvi xassələri sirkə turşusunun özündən az fərqlənirdi. Dümanın kəşf etdiyi reaksiyalar sinfi o dövrdə dominant olan radikalların elektrokimyəvi fərziyyəsi və Berzelius nəzəriyyəsi (Fransız kimyaçısı Loranın sözləri ilə desək, xlorosirkə turşusunun kəşfi bütün köhnəni məhv edən meteor kimi idi) ilə tamamilə izaholunmaz idi. məktəb). Berzelius və onun tələbələri və ardıcılları Dümanın işinin düzgünlüyünü şiddətlə mübahisə etdilər. Almaniyanın Annalen der Chemie und Pharmacie jurnalında S.S.N təxəllüsü ilə məşhur alman kimyaçısı Fridrix Wöhlerin istehzalı məktubu dərc olunub. Windier (alman dilində "Schwindler" "yalançı", "aldadıcı" deməkdir). Müəllifin lifdəki bütün karbon atomlarını (C 6 H 10 O 5) əvəz edə bildiyini bildirdi. hidrogen və oksigen xlora çevrildi və lifin xüsusiyyətləri dəyişmədi. İndi isə Londonda təmiz xlordan ibarət pambıq yundan isti qarın yastiqləri düzəldirlər.

Xlor və su

Xlor suda nəzərəçarpacaq dərəcədə həll olunur. 20°C temperaturda 2,3 həcm xlor bir həcmdə suda həll olur. Xlorun sulu məhlulları (xlorlu su) sarı rəngdədir. Ancaq zaman keçdikcə, xüsusən də işıqda saxlandıqda, tədricən rəngini itirirlər. Bu, həll olunmuş xlorun su ilə qismən qarşılıqlı əlaqədə olması, xlorid və hipoklor turşularının əmələ gəlməsi ilə izah olunur: Cl 2 + H 2 O → HCl + HOCl. Sonuncu qeyri-sabitdir və tədricən HCl və oksigenə parçalanır. Buna görə də, suda xlor məhlulu tədricən xlor turşusunun məhluluna çevrilir.

Amma nə vaxt aşağı temperaturlar xlor və su qeyri-adi tərkibli kristal hidrat təşkil edir - Cl 2 5 3 / 4 H 2 O. Bu yaşılımtıl-sarı kristallar (yalnız 10 ° C-dən aşağı temperaturda sabitdir) xloru buzlu sudan keçirərək əldə edilə bilər. Qeyri-adi düstur, ilk növbədə buzun quruluşu ilə müəyyən edilən kristal hidratın quruluşu ilə izah olunur. Buzun kristal qəfəsində H2O molekulları elə düzülə bilər ki, aralarında müntəzəm olaraq boşluqlar yaransın. Bir kub vahid hüceyrədə 46 su molekulu var, onların arasında səkkiz mikroskopik boşluq var. Məhz bu boşluqlarda xlor molekulları çökür. Buna görə də xlor kristal hidratının dəqiq formulunu aşağıdakı kimi yazmaq lazımdır: 8Cl 2 46H 2 O.

Xlor zəhərlənməsi

Havada təxminən 0,0001% xlorun olması selikli qişaları qıcıqlandırır. Belə bir atmosferə daimi məruz qalma bronxial xəstəliyə səbəb ola bilər, iştahı kəskin şəkildə pozur və dəriyə yaşılımtıl rəng verir. Əgər havada xlorun miqdarı 0,1°/o olarsa, o zaman kəskin zəhərlənmə baş verə bilər, bunun ilk əlaməti şiddətli öskürək tutmalarıdır. Xlorla zəhərlənmə halında mütləq istirahət lazımdır; Efirlə oksigeni və ya ammonyakı (ammiakı iyləmək) və ya spirt buxarını nəfəs almaq faydalıdır. Mövcud olana görə sanitar normalar havada xlorun tərkibi istehsal yerləri 0,001 mq/l-dən çox olmamalıdır, yəni. 0,00003%.

Yalnız zəhər deyil

"Hər kəs canavarların acgöz olduğunu bilir." Bu xlor da zəhərlidir. Bununla belə, kiçik dozalarda zəhərli xlor bəzən antidot kimi xidmət edə bilər. Beləliklə, hidrogen sulfidin qurbanlarına qoxu vermək üçün qeyri-sabit ağartıcı verilir. Qarşılıqlı təsir göstərərək, iki zəhər qarşılıqlı olaraq zərərsizləşdirilir.

Xlor testi

Xlorun tərkibini müəyyən etmək üçün hava nümunəsi kalium yodidin turşulaşdırılmış məhlulu ilə absorberlərdən keçirilir. (Xlor yodu sıxışdırır, sonuncunun miqdarı Na 2 S 2 O 3 məhlulu ilə titrləmə ilə asanlıqla müəyyən edilir). Havada xlorun iz miqdarını təyin etmək üçün tez-tez xlorla oksidləşdikdə müəyyən birləşmələrin (benzidin, ortotoluidin, metil narıncı) rənginin kəskin dəyişməsinə əsaslanan kolorimetrik üsuldan istifadə olunur. Məsələn, benzidinin rəngsiz turşulu məhlulu olur sarı, neytral isə mavidir. Rəngin intensivliyi xlorun miqdarına mütənasibdir.

  • Təyinat - Cl (Chlorum);
  • Dövr - III;
  • Qrup - 17 (VIIa);
  • Atom kütləsi - 35,4527;
  • Atom nömrəsi - 17;
  • Atom radiusu = 99 pm;
  • Kovalent radius = 102±4 pm;
  • Elektron paylanması - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ;
  • ərimə temperaturu = 100,95 ° C;
  • qaynama nöqtəsi = -34,55 ° C;
  • Elektroneqativlik (Paulinqə görə/Alpred və Roçova görə) = 3,16/-;
  • Oksidləşmə vəziyyəti: +7, +6, +5, +4, +3, +1, 0, -1;
  • Sıxlıq (no.) = 3,21 q/sm3;
  • Molar həcmi = 18,7 sm 3 /mol.

Xloru ilk dəfə 1774-cü ildə isveçli alim Karl Şeele təcrid etmişdir. Element indiki adını 1811-ci ildə G. Davy "xlor" adını təklif etdikdə almışdır. yüngül əl J. Gay-Lussac. Alman alimi Johann Schweiger xlor üçün "halogen" adını təklif etdi, lakin bu termindən xlorun daxil olduğu bütün elementlər qrupunu adlandırmaq üçün istifadə etmək qərara alındı.

Xlor yer qabığında ən çox yayılmış halogendir - xlor yer qabığındakı atomların ümumi kütləsinin 0,025% -ni təşkil edir. Yüksək aktivliyinə görə, xlor təbiətdə sərbəst formada deyil, yalnız birləşmələrin bir hissəsi kimi olur və xlor hansı elementlə reaksiya verdiyini "fərq etmir". müasir elm Xlor birləşmələri demək olar ki, bütün dövri cədvəldən məlumdur.

Yerdəki xlorun əsas hissəsi Dünya Okeanının duzlu suyundadır (tərkib 19 q/l). Minerallardan ən çox xlor halit, silvit, silvinit, bişofit, karnallit və kainitdə olur.

Xlor sinir hüceyrələrinin fəaliyyətində, eləcə də insan və heyvanların orqanizmində baş verən osmotik proseslərin tənzimlənməsində mühüm rol oynayır. Xlor da bitkilərdə yaşıl maddənin - xlorofilin bir hissəsidir.

Təbii xlor iki izotopun qarışığından ibarətdir:

  • 35 Cl - 75,5%
  • 37 Cl - 24,5%


düyü. Xlor atomunun quruluşu.

Xlor atomunun elektron konfiqurasiyası 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5-dir (bax: Atomların elektron quruluşu). Xarici 3p səviyyəsində yerləşən 5 elektron + 3s səviyyəsinin 2 elektronu (cəmi 7 elektron) digər elementlərlə kimyəvi bağların yaranmasında iştirak edə bilər, buna görə də birləşmələrdə xlor +7 ilə -1 arasında oksidləşmə vəziyyətini qəbul edə bilər; Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, xlor reaktiv bir halogendir.

Xlorun fiziki xüsusiyyətləri:

  • yox. xlor kəskin qoxusu olan sarı-yaşıl rəngli zəhərli qazdır;
  • xlor havadan 2,5 dəfə ağırdır;
  • yox. 1 litr suda 2,5 həcmli xlor həll olunur - bu məhlul adlanır xlorlu su.

Xlorun kimyəvi xassələri

Xlorun qarşılıqlı təsiri sadə maddələr(Cl güclü oksidləşdirici agent kimi çıxış edir):

  • hidrogenlə (reaksiya yalnız işığın iştirakı ilə baş verir): Cl 2 +H 2 = 2HCl
  • metallarla xloridlər əmələ gətirir: Cl 2 0 +2Na 0 = 2Na +1 Cl -1 3Cl 2 0 +2Fe 0 = 2Fe +3 Cl 3 -1
  • xlordan daha az elektronmənfi qeyrimetallarla: Cl 2 0 +S 0 = S +2 Cl 2 -1 3Cl 2 0 +2P 0 = 2P +3 Cl 3 -1
  • Xlor azot və oksigenlə birbaşa reaksiya vermir.

Xlorun qarşılıqlı təsiri mürəkkəb maddələr:

Xlorun mürəkkəb maddələrlə ən məşhur reaksiyalarından biri xlorun su ilə qarşılıqlı təsiridir. böyük şəhər, yəqin ki, vaxtaşırı belə bir vəziyyətlə qarşılaşır ki, su kranını açıb davamlı xlor qoxusunu hiss edir, bundan sonra bir çoxları suyun yenidən xlorlandığından şikayətlənirlər. Suyun xlorlanması onu insan sağlamlığı üçün təhlükəli olan arzuolunmaz mikroorqanizmlərdən dezinfeksiya etməyin əsas üsullarından biridir. Bu niyə baş verir? İki mərhələdə baş verən xlorun su ilə reaksiyasını təhlil edək:

  • Birinci mərhələdə iki turşu əmələ gəlir: xlorid və hipoklor: Cl 2 0 +H 2 O ↔ HCl -1 +HCl +1 O
  • İkinci mərhələdə hipoklor turşusu atomik oksigenin ayrılması ilə parçalanır, bu da suyu oksidləşdirir (mikroorqanizmləri öldürür) + üzvi boyalarla boyanmış parçalar xlorlu suya batırıldıqda ağartma effektinə məruz qalır: HClO = HCl+[O] - reaksiya işıqda baş verir

İLƏ turşular xlor reaksiya vermir.

Xlorun qarşılıqlı təsiri səbəblər:

  • soyuqda: Cl 2 0 +2NaOH = NaCl -1 +NaCl +1 O+H 2 O
  • qızdırıldıqda: 3Cl 2 0 +6KOH = 5KCl -1 +KCl +5 O 3 +3H 2 O
  • metal bromidlərlə: Cl 3 +2KBr = 2KCl+Br 2 ↓
  • metal yodidlərlə: Cl 2 +2KI = 2KCl+I 2 ↓
  • Xlor, xlordan daha yüksək oksidləşmə qabiliyyətinə görə metal flüoridlərlə reaksiya vermir.

Xlor üzvi maddələrlə asanlıqla reaksiya verir:

Cl 2 +CH 4 → CH 3 Cl+HCl Cl 2 +C 6 H 6 → C 6 H 5 Cl+HCl

İşıqda baş verən metanla ilk reaksiya nəticəsində metilxlorid və xlorid turşusu əmələ gəlir. Katalizatorun (AlCl 3) iştirakı ilə baş verən benzol ilə ikinci reaksiya nəticəsində xlorbenzol və xlorid turşusu əmələ gəlir.

  • Xlorun redoks reaksiyalarının tənlikləri (elektron balans üsulu).
  • Xlorun redoks reaksiyalarının tənlikləri (yarım reaksiya üsulu).

Xlorun istehsalı və istifadəsi

Sənayedə xlor sulu məhlulun (xlor anodda buraxılır; hidrogen katodda buraxılır) və ya ərimiş natrium xloridin (anodda xlor, natrium katodda buraxılır) elektrolizi ilə istehsal olunur:

2NaCl+2H 2 O → Cl 2 +H 2 +2NaOH 2NaCl → Cl 2 +2Na

Laboratoriyada xlor konsentratlaşdırılmış HCl-nin qızdırıldığı zaman müxtəlif oksidləşdirici maddələrə təsiri nəticəsində əmələ gəlir. Manqan oksidi, kalium permanqanat və Bertolet duzu oksidləşdirici maddələr kimi çıxış edə bilər:

4HCl -1 +Mn +4 O 2 = Mn +2 Cl 2 +Cl 2 0 +2H 2 O 2KMn +7 O 4 +16HCl -1 = 2KCl+2Mn +2 Cl 2 +5Cl 2 0 +8H 2 O KCl + 5 O 3 +6HCl -1 = KCl+3Cl 2 0 +3H 2 O

Xlorun tətbiqi:

  • ağardıcı parçalar və kağız;
  • suyun dezinfeksiyası;
  • plastik istehsalı;
  • ağardıcı, xloroform, pestisidlər, yuyucu vasitələr, kauçuklar istehsalı;
  • xlorid turşusu istehsalında hidrogen xlorid sintezi.

Kuzbass əyaləti Texniki Universitet

Kurs işi

BJD mövzusu

Xlorun fövqəladə kimyəvi cəhətdən təhlükəli maddə kimi xüsusiyyətləri

Kemerovo-2009


Giriş

1. Təhlükəli kimyəvi maddələrin xüsusiyyətləri (təyin edilmiş vəzifəyə uyğun olaraq)

2. Qəzanın qarşısının alınması yolları, təhlükəli maddələrdən qorunma

3. Tapşırıq

4. Kimyəvi vəziyyətin hesablanması (təyin edilmiş tapşırığa uyğun olaraq)

Nəticə

Ədəbiyyat


Giriş

Ümumilikdə Rusiyada təhlükəli kimyəvi maddələrin əhəmiyyətli ehtiyatlarına malik 3300 təsərrüfat obyekti var. Onların 35%-dən çoxunun xor ehtiyatı var.

Xlor (lat. Chlorum), Cl - Mendeleyevin dövri sisteminin VII qrupunun kimyəvi elementi, atom nömrəsi 17, atom kütləsi 35,453; halogen ailəsinə aiddir.

Xlordan xlorlama üçün də istifadə olunur nek oto rykh titan, niobium, sirkonium və başqalarının məqsədi və cəlb edilməsi üçün filizlər.

Zəhərlənmə xlor kimya, sellüloz-kağız, tekstil və əczaçılıq sənayesində mümkündür. Xlor gözlərin və tənəffüs yollarının selikli qişasını qıcıqlandırır. İlkin iltihablı dəyişikliklər adətən ikincil infeksiya ilə müşayiət olunur. Kəskin zəhərlənmə demək olar ki, dərhal inkişaf edir. Xlorun orta və aşağı konsentrasiyasını inhalyasiya edərkən döş qəfəsində sıxlıq və ağrı, quru öskürək, sürətli nəfəs, gözlərdə ağrı, lakrimasiya, qanda leykositlərin səviyyəsinin artması, bədən istiliyi və s. Mümkün bronxopnevmoniya, zəhərli ağciyər ödemi. , depressiya, konvulsiyalar. Yüngül hallarda, bərpa 3-7 gün ərzində baş verir. Uzunmüddətli nəticələr olaraq, yuxarı tənəffüs yollarının katarası, təkrarlanan bronxit və pnevmoskleroz müşahidə olunur; ağciyər vərəminin mümkün aktivləşməsi. Kiçik konsentrasiyalarda xlorun uzun müddət inhalyasiyası ilə xəstəliyin oxşar, lakin yavaş inkişaf edən formaları müşahidə olunur. Zəhərlənmənin qarşısının alınması, istehsalat obyektlərinin, avadanlıqların möhürlənməsi, effektiv ventilyasiya, zəruri hallarda qaz maskasından istifadə. Son dərəcə icazə verilən konsentrasiya istehsal müəssisələrinin və binaların havasında xlor 1 mq/m 3 təşkil edir. Xlor, ağartıcı və digər xlor tərkibli birləşmələrin istehsalı təhlükəli iş şəraiti olan istehsalat kimi təsnif edilir.