I naturen forekommer klor i gassform og kun i form av forbindelser med andre gasser. Under forhold nær det normale er det en grønnaktig, giftig, kaustisk gass. Den har mer vekt enn luft. Har en søt lukt. Klormolekylet inneholder to atomer. Det brenner ikke i hvile, men ved høye temperaturer samhandler det med hydrogen, hvoretter en eksplosjon er mulig. Som et resultat frigjøres fosgengass. Veldig giftig. Så selv ved en lav konsentrasjon i luften (0,001 mg per 1 dm3) kan det føre til død. Hovedkarakteristikken til ikke-metallisk klor er at det er tyngre enn luft, derfor vil det alltid være nær gulvet i form av en gulgrønn dis.
Historiske fakta
For første gang i praksis ble dette stoffet oppnådd av K. Schelee i 1774 ved å kombinere s altsyre og pyrolusitt. Men først i 1810 var P. Davy i stand til å karakterisere klor og fastslå at detet separat kjemisk grunnstoff.
Det er verdt å merke seg at Joseph Priestley i 1772 var i stand til å skaffe hydrogenklorid - en forbindelse av klor med hydrogen, men kjemikeren kunne ikke skille disse to grunnstoffene.
Kjemisk karakterisering av klor
Klor er et kjemisk grunnstoff i hovedundergruppen til gruppe VII i det periodiske system. Den er i den tredje perioden og har atomnummer 17 (17 protoner i atomkjernen). Reaktivt ikke-metall. Angitt med bokstavene Cl.
Er en typisk representant for halogener. Dette er gasser som ikke har en farge, men som har en skarp stikkende lukt. Vanligvis giftig. Alle halogener er svært løselige i vann. De begynner å røyke når de utsettes for fuktig luft.
Ekstern elektronisk konfigurasjon av atomet Cl 3s2Зр5. Derfor, i forbindelser, viser det kjemiske elementet oksidasjonsnivåer på -1, +1, +3, +4, +5, +6 og +7. Atomets kovalente radius er 0,96Å, ionradiusen til Cl er 1,83 Å, atomets affinitet til elektronet er 3,65 eV, ioniseringsnivået er 12,87 eV.
Som nevnt ovenfor er klor et ganske aktivt ikke-metall, som lar deg lage forbindelser med nesten hvilket som helst metall (i noen tilfeller ved å varme opp eller bruke fuktighet, mens du fortrenger brom) og ikke-metaller. I pulverform reagerer den med metaller bare når den utsettes for høye temperaturer.
Maksimal forbrenningstemperatur - 2250 °C. Med oksygen kan det danne oksider, hypokloritt, kloritt og klorat. Alle forbindelser som inneholder oksygen blir eksplosive når de interagerer med oksiderendestoffer. Det er verdt å merke seg at kloroksider kan eksplodere tilfeldig, mens klorater eksploderer bare når de utsettes for initiatorer.
Karakterisering av klor etter posisjon i det periodiske systemet:
• enkel substans;
• element i den syttende gruppen i det periodiske system;
• tredje punktum i tredje rad;
• syvende gruppe i hovedundergruppen;
• atomnummer 17;
• betegnet med symbolet Cl;
• reaktivt ikke-metall;
• er i halogengruppen;
• under nesten normale forhold er det en giftig gass gulgrønn farge med en skarp lukt;
• klormolekylet har 2 atomer (formel Cl2).
Klorets fysiske egenskaper:
• Kokepunkt: -34,04 °С;
• Smeltepunkt: -101,5 °С;
• Gassformig tetthet - 3,214 g/l;
• tetthet av flytende klor (under koking) - 1,537 g/cm3;
• tetthet av fast klor - 1,9 g/cm 3;
• spesifikt volum – 1,745 x 10-3 l/år.
Klor: egenskaper ved temperaturendringer
I gassform har den en tendens til å bli flytende lett. Ved et trykk på 8 atmosfærer og en temperatur på 20 ° C ser det ut som en grønngul væske. Den har svært høye korrosjonsegenskaper. Som praksis viser, kan dette kjemiske elementet opprettholde en flytende tilstand opp til en kritisk temperatur (143 °C), med forbehold om trykkøkning.
Hvis den kjøles ned til -32 °C,den vil endre aggregeringstilstanden til væske, uavhengig av atmosfærisk trykk. Med en ytterligere reduksjon i temperaturen skjer krystallisering (ved -101 °C).
Klor i naturen
Jordskorpen inneholder kun 0,017 % klor. Hovedtyngden er i vulkanske gasser. Som angitt ovenfor har stoffet en høy kjemisk aktivitet, som et resultat av at det forekommer i naturen i forbindelser med andre elementer. Imidlertid inneholder mange mineraler klor. Egenskapen til elementet tillater dannelse av rundt hundre forskjellige mineraler. Som regel er dette metallklorider.
En stor mengde av det er også i havet - nesten 2 %. Dette skyldes det faktum at klorider er svært aktivt oppløst og fraktet av elver og hav. Den omvendte prosessen er også mulig. Klor skylles tilbake til land, og så bærer vinden det rundt. Det er derfor den høyeste konsentrasjonen er observert i kystsoner. I de tørre områdene på planeten dannes gassen vi vurderer ved fordampning av vann, som et resultat av at s altmyrer oppstår. Rundt 100 millioner tonn av dette stoffet utvinnes årlig i verden. Noe som imidlertid ikke er overraskende, for det er mange forekomster som inneholder klor. Dens egenskaper avhenger imidlertid i stor grad av dens geografiske plassering.
Metoder for å skaffe klor
I dag finnes det en rekke metoder for å skaffe klor, hvorav følgende er de vanligste:
1. diafragma. Det er den enkleste og minst kostbare. s altsyreløsningen i diafragmaelektrolyse kommer inn i anoderommet. Videre strømmer stålkatodegitteret inn i membranen. Den inneholder en liten mengde polymerfibre. En viktig funksjon ved denne enheten er motstrøm. Den rettes fra anoderommet til katoderommet, noe som gjør det mulig å få klor og lut separat.
2. Membran. Den mest energieffektive, men vanskelig å implementere i en organisasjon. Ligner på diafragma. Forskjellen er at anode- og katoderommet er fullstendig atskilt av en membran. Derfor er utgangen to separate strømmer.
Det er verdt å merke seg at egenskapen til kjemikalier. element (klor) oppnådd ved disse metodene vil være annerledes. Membranmetoden anses å være mer "ren".
3. Kvikksølvmetode med flytende katode. Sammenlignet med andre teknologier lar dette alternativet deg få det reneste klor.
Hoveddiagram av installasjonen består av en elektrolysator og sammenkoblet pumpe og amalgamnedbryter. Kvikksølvet pumpet av pumpen sammen med en løsning av vanlig s alt fungerer som katode, og karbon- eller grafittelektroder fungerer som anode. Prinsippet for driften av installasjonen er som følger: klor frigjøres fra elektrolytten, som fjernes fra elektrolysatoren sammen med anolytten. Urenheter og klorrester fjernes fra sistnevnte, mettes med halitt og føres tilbake til elektrolyse igjen.
Industrielle sikkerhetskrav og ulønnsomhet i produksjon førte til at den flytende katoden ble erstattet med en solid.
Bruk av klor i industriformål
Egenskapene til klor gjør at det kan brukes aktivt i industrien. Ved hjelp av dette kjemiske elementet oppnås forskjellige organoklorforbindelser (vinylklorid, klorgummi, etc.), medisiner og desinfeksjonsmidler. Men industriens største nisje er produksjon av s altsyre og kalk.
Metoder for å rense drikkevann er mye brukt. I dag prøver de å gå bort fra denne metoden og erstatte den med ozonering, siden stoffet vi vurderer påvirker menneskekroppen negativt, dessuten ødelegger klorvann rørledninger. Dette skyldes det faktum at Cl i fri tilstand påvirker rør laget av polyolefiner negativt. De fleste land foretrekker imidlertid kloreringsmetoden.
Også brukes klor i metallurgi. Med dens hjelp oppnås en rekke sjeldne metaller (niob, tantal, titan). I den kjemiske industrien brukes ulike organoklorforbindelser aktivt til ugrasbekjempelse og til andre landbruksformål brukes grunnstoffet også som blekemiddel.
På grunn av sin kjemiske struktur ødelegger klor de fleste organiske og uorganiske fargestoffer. Dette oppnås ved å misfarge dem fullstendig. Et slikt resultat er bare mulig hvis vann er tilstede, fordi blekeprosessen skjer på grunn av atomært oksygen, som dannes etter nedbrytning av klor: Cl2 + H2 O → HCl + HClO → 2HCl + O. Denne metoden har blitt brukt av et parårhundrer siden og er fortsatt populær i dag.
Bruken av dette stoffet er veldig populært for produksjon av organoklorinsekticider. Disse landbrukspreparatene dreper skadelige organismer, og etterlater plantene intakte. En betydelig del av alt klor som utvinnes på planeten går til landbruksbehov.
Den brukes også i produksjon av plastblandinger og gummi. Med deres hjelp lages ledningsisolasjon, skrivesaker, utstyr, skall av husholdningsapparater osv. Det er en oppfatning at gummier oppnådd på denne måten skader en person, men dette er ikke bekreftet av vitenskapen.
Det er verdt å merke seg at klor (egenskapene til stoffet ble avslørt i detalj av oss tidligere) og dets derivater, som sennepsgass og fosgen, også brukes til militære formål for å skaffe kjemiske krigføringsmidler.
Klor som en lysende representant for ikke-metaller
Ikke-metaller er enkle stoffer som inkluderer gasser og væsker. I de fleste tilfeller leder de elektrisk strøm dårligere enn metaller, og har betydelige forskjeller i fysiske og mekaniske egenskaper. Ved hjelp av et høyt ioniseringsnivå er de i stand til å danne kovalente kjemiske forbindelser. Nedenfor vil en karakteristikk av et ikke-metall bli gitt ved å bruke eksempelet klor.
Som nevnt ovenfor, er dette kjemiske elementet en gass. Under normale forhold mangler den fullstendig egenskaper som ligner på metaller. Uten hjelp utenfra kan den ikke samhandle med oksygen, nitrogen, karbon osv.viser oksiderende egenskaper i bindinger med enkle stoffer og noen komplekse. Refererer til halogener, som tydelig gjenspeiles i dets kjemiske egenskaper. I forbindelser med andre representanter for halogener (brom, astatin, jod), fortrenger det dem. I gassform løses klor (dets karakteristikk er en direkte bekreftelse på dette) godt. Det er et utmerket desinfeksjonsmiddel. Dreper bare levende organismer, noe som gjør det uunnværlig i landbruk og medisin.
Bruk som giftig stoff
Karakteristikken til kloratomet gjør at det kan brukes som et giftig middel. For første gang ble gass brukt av Tyskland 22. april 1915 under første verdenskrig, som et resultat av at rundt 15 tusen mennesker døde. For øyeblikket brukes det ikke som et giftig stoff.
La oss gi en kort beskrivelse av det kjemiske elementet som et kvelningsmiddel. Påvirker menneskekroppen gjennom kvelning. For det første irriterer det de øvre luftveiene og slimhinnene i øynene. En sterk hoste begynner med anfall av kvelning. Videre trenger gassen inn i lungene og korroderer lungevevet, noe som fører til ødem. Viktig! Klor er et hurtigvirkende stoff.
Avhengig av konsentrasjonen i luften er symptomene forskjellige. Med et lavt innhold i en person observeres rødhet i slimhinnen i øynene, lett kortpustethet. Innholdet i atmosfæren på 1,5-2 g/m3 gir tyngde og spenning i brystet, skarpe smerter i øvre luftveier. Tilstanden kan også være ledsaget av alvorlig tåreflåd. Etter 10-15 minutter med å være i rommetmed en slik konsentrasjon av klor oppstår en alvorlig forbrenning av lungene og døden. Ved høyere konsentrasjoner er døden mulig innen et minutt fra lammelse av de øvre luftveiene.
Når du arbeider med dette stoffet, anbefales det å bruke kjeledress, gassmasker, hansker.
Klor i livet til organismer og planter
Klor er en del av nesten alle levende organismer. Det særegne er at det ikke er til stede i sin rene form, men i form av forbindelser.
I organismer til dyr og mennesker opprettholder kloridioner osmotisk likhet. Dette skyldes at de har den best egnede radiusen for penetrering i membranceller. Sammen med kaliumioner regulerer Cl vann-s altbalansen. I tarmen skaper kloridioner et gunstig miljø for virkningen av proteolytiske enzymer av magesaft. Klorkanaler finnes i mange celler i kroppen vår. Gjennom dem skjer det intercellulær væskeutveksling og pH i cellen opprettholdes. Omtrent 85 % av det totale volumet av dette elementet i kroppen ligger i det intercellulære rommet. Det skilles ut fra kroppen gjennom urinrøret. Produsert av kvinnekroppen under amming.
På dette utviklingsstadiet er det vanskelig å entydig si hvilke sykdommer som fremkalles av klor og dets forbindelser. Dette er på grunn av mangel på forskning på dette området.
Også er kloridioner tilstede i planteceller. Han deltar aktivt i energiutvekslingen. Uten dette elementet er prosessen med fotosyntese umulig. Med hans hjelprøttene absorberer aktivt de nødvendige stoffene. Men en høy konsentrasjon av klor i planter kan ha en skadelig effekt (forsinke prosessen med fotosyntese, stoppe utvikling og vekst).
Det finnes imidlertid slike representanter for floraen som kan "få venner" eller i det minste komme overens med dette elementet. Egenskapen til et ikke-metall (klor) inneholder et slikt element som et stoffs evne til å oksidere jord. I evolusjonsprosessen okkuperte plantene nevnt ovenfor, k alt halofytter, tomme s altmyrer, som var tomme på grunn av en overflod av dette elementet. De absorberer kloridioner, og blir deretter kvitt dem ved hjelp av løvfall.
Transport og lagring av klor
Det er flere måter å flytte og lagre klor på. Egenskapen til elementet innebærer behovet for spesielle høytrykkssylindere. Slike beholdere har en identifikasjonsmerking - en vertikal grønn linje. Sylindre må skylles grundig hver måned. Ved langvarig lagring av klor dannes et svært eksplosivt bunnfall i dem - nitrogentriklorid. Spontan antennelse og eksplosjon er mulig hvis alle sikkerhetsregler ikke overholdes.
Studerer klor
Fremtidige kjemikere bør kjenne til egenskapene til klor. Etter planen kan 9. klassinger til og med gjøre laboratorieforsøk med dette stoffet basert på grunnleggende kunnskap om faget. Læreren er naturligvis forpliktet til å gjennomføre en sikkerhetsbriefing.
Arbeidsrekkefølgen er som følger: du må ta en kolbe medklor og hell små metallspon i den. I flukt vil sjetongene blusse opp med klare klare gnister og samtidig dannes lett hvit røyk SbCl3. Når tinnfolie senkes i et kar med klor, vil det også selvantenne, og flammende snøflak vil sakte falle til bunnen av kolben. Under denne reaksjonen dannes det en røykfylt væske - SnCl4. Når jernspon legges i karet, dannes det røde "dråper" og rød røyk vises FeCl3.
Sammen med praktisk arbeid gjentas teori. Spesielt et spørsmål som karakterisering av klor etter posisjon i det periodiske systemet (beskrevet i begynnelsen av artikkelen).
Som et resultat av forsøkene viser det seg at grunnstoffet reagerer aktivt på organiske forbindelser. Hvis du legger bomullsull dynket i terpentin i en krukke med klor, vil den umiddelbart antennes, og sot faller kraftig fra kolben. Natrium ulmer effektivt med en gulaktig flamme, og s altkrystaller vises på veggene til kjemiske retter. Studentene vil være interessert i å vite at mens den fortsatt var en ung kjemiker, N. N. Semenov (senere nobelprisvinner), etter å ha utført et slikt eksperiment, samlet han s alt fra veggene i kolben og spiste det, strø brød med det. Kjemi viste seg å være riktig og sviktet ikke forskeren. Som et resultat av eksperimentet utført av kjemikeren, ble det virkelig vanlig bords alt!
