Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Хлор



 Другие рефераты
Химия: эмульсии Хитин-глюкановый комплекс грибного происхождения. Состав, свойства, модификации Целлюлоза Цинк

ХЛОР

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

                            Историческая справка.
    Xлор получен впервые в 1774 К. Шееле взаимодействием соляной кислоты  с
пиролюзитом МnO2. Однако, только в  1810  Г.  Дэви  установил,  что  хлор  -
элемент и назвал его chlorine (от греческого  chloros  -  жёлто-зелёный).  В
1813 Ж.Л. Гей-Люссак предложил для этого элемента название хлор.

                         Распространение в природе.
    Xлор встречается в природе только в виде соединений. Среднее содержание
хлора в земной коре 1,7*10-2% по  массе,  в  кислых  изверженных  породах  -
гранитах 2,4*10-2, в основных  и  ультраосновных  5*10-3.  Основную  роль  в
истории хлора в земной коре играет водная  миграция.  В  виде  иона  Cl-  он
содержится в Мировом океане (1,93%), подземных рассолах  и  соляных  озерах.
Число  собственных  минералов  (преимущественно  природных   хлоридов)   97,
главный из них - галит NаCl. Известны также крупные  месторождения  хлоридов
калия и магния и смешанных хлоридов: сильвин  КCl,  сильвинит  (Nа,  К)  Cl,
карналлит  КCl*МgCl2*6Н2О,  каинит  КCl*МgSO4*ЗН2О,  бишофит  МgCl2*6Н2О.  В
истории  Земли  большое   значение   имело   поступление   содержащегося   в
вулканических газах НCl в верхние части земной коры.



                      Физические и химические свойства.
     Xлор имеет tкип - 34,05 °С, tпл  -  101  °С.  Плотность  газообразного
хлора при нормальных условиях 3,214 г/л; насыщенного пара  при  0  °С  12,21
г/л; жидкого хлора при температуре кипения 1,557 г/см3; твёрдого  хлора  при
-102 °С 1,9 г/см3. Давление насыщенных паров хлора при 0 °С  0,369;  при  25
°С 0,772; при 100 °С  3,814  Мн/м2  или  соответственно  3,69;  7,72;  38,14
кгс/см2. Теплота плавления 90,3 кдж/кг (21,5 кал/г); теплота  испарения  288
кдж/кг  (68,8  кал/г);  теплоёмкость  газа  при  постоянном  давлении   0,48
кдж/(кг*К) [0,11 кал/(г*°С)].  Xлор  хорошо  растворяется  в  ТiСl4,  SiCl4,
SnCl4  и  некоторых  органических  растворителях  (особенно  в   гексане   и
четырёххлористом  углероде).  Молекула  хлора  двухатомна   (Cl2).   Степень
термической диссоциации Cl2+243 кдж ( 2Cl при 1000 К равна  2,07*10-4%,  при
2500 К 0.909%.
    Внешняя электронная конфигурация атома Сl Зs2  3р5.  В  соответствии  с
этим хлор в соединениях проявляет степени окисления -1, +1, +3, +4,  +5,  +6
и +7. Ковалентный радиус атома 0,99А,  ионный  радиус  Сl-  1,82А,  сродство
атома хлора к электрону 3,65 эв, энергия ионизации 12,97 эв.
    Химически хлор очень  активен,  непосредственно  соединяется  почти  со
всеми  металлами  (с  некоторыми  только  в  присутствии   влаги   или   при
нагревании) и с неметаллами  (кроме  углерода,  азота,  кислорода,  инертных
газов), образуя соответствующие  хлориды,  вступает  в  реакцию  со  многими
соединениями, замещает водород в предельных углеводородах  и  присоединяется
к ненасыщенным соединениям. Хлор вытесняет бром и иод  из  их  соединений  с
водородом  и  металлами;  из  соединений  хлора  с   этими   элементами   он
вытесняется  фтором.   Щелочные   металлы   в   присутствии   следов   влаги
взаимодействуют с хлором с воспламенением, большинство металлов реагирует  с
сухим хлором только при нагревании. Сталь, а также некоторые металлы  стойки
в атмосфере  сухого  хлора  в  условиях  невысоких  температур,  поэтому  их
используют для изготовления аппаратуры и хранилищ для сухого  хлора.  Фосфор
воспламеняется  в  атмосфере  хлора,  образуя   РСl3,   а   при   дальнейшем
хлорировании - РСl5; сера с хлором при нагревании дает S2Сl2, SСl2 и  другие
SnClm. Мышьяк, сурьма, висмут, стронций, теллур энергично взаимодействуют  с
хлором. Смесь хлора с водородом горит бесцветным или желто-зеленым  пламенем
с образованием хлористого водорода (это цепная реакция).
    Максимальная температура  водородно-хлорного  пламени  2200  °С.  Смеси
хлора с водородом, содержащие от 5,8 до 88,3% Н2, взрывоопасны.
    С кислородом хлор образует окислы: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7,  Cl2O8,  а
также  гипохлориты  (соли  хлорноватистой  кислоты),  хлориты,   хлораты   и
перхлораты. Все кислородные соединения хлора образуют взрывоопасные смеси  с
легко  окисляющимися   веществами.   Окислы   хлора   малостойки   и   могут
самопроизвольно взрываться, гипохлориты при хранении  медленно  разлагаются,
хлораты и перхлораты могут взрываться под влиянием инициаторов.
    Xлор в воде гидролизуется, образуя хлорноватистую  и  соляную  кислоты:
Сl2 + Н2О ( НСlО + НСl. При хлорировании водных растворов щелочей на  холоду
образуются гипохлориты и хлориды: 2NаОН + Сl2 = NаСlO + NаСl +  Н2О,  а  при
нагревании  -  хлораты.  Хлорированием  сухой  гидроокиси  кальция  получают
хлорную  известь.   При   взаимодействии   аммиака   с   хлором   образуется
трёххлористый азот.  При  хлорировании  ограниченных  соединений  хлор  либо
замещает водород: R—Н + Сl2 = RСl +  НСl,  либо  присоединяется  по  кратным
связям:

    С=С + Сl2 ( СlС—ССl

    образуя различные хлорсодержащие органические соединения.
    Xлор образует с другими галогенами  межгалогенные  соединения.  Фториды
СlF,  СlF3,  СlF5  очень  реакционноспособны;  например,  в  атмосфере  СlF3
стеклянная вата самовоспламеняется. Известны соединения хлора  с  кислородом
к фтором - оксифториды хлора: СlО3F, СlО2F3, СlOF, СlОF3 и  перхлорат  фтора
FСlO4.

                                 Получение.
    Xлор начали производить в промышленности в 1785 взаимодействием соляной
кислоты с двуокисью марганца или пиролюзитом. В  1867  английский  химик  Г.
Дикон разработал способ получения хлора окислением НСl кислородом воздуха  п
присутствии катализатора. С  конца  19  -  начала  20  веков  хлор  получают
электролизом водных растворов хлоридов щелочных металлов. По этим методам  в
70-х годах 20 века производится 90 - 95% хлора в мире. Небольшие  количества
хлора получаются попутно при производстве магния, кальция,  натрия  и  лития
электролизом расплавленных хло  ридов.  В  1975  году  мировое  производство
хлора составляло  около  23  млн.  тонн.  Применяются  два  основных  метода
электролиза водных растворов NаСl: 1) в электролизёрах с твёрдым  катодом  и
пористой фильтрующей диафрагмой; 2) в электролизёрах с ртутным  катодом.  По
обоим методам на графитовом или окисном титано-рутениевом  аноде  выделяется
газообразный  хлор.  По  первому  методу  на  катоде  выделяется  водород  и
образуется  раствор  NаОН  и  NаСl,  из  которого  последующей  переработкой
выделяют товарную каустическую соду. По второму методу на катоде  образуется
амальгама натрия, при  её  разложении  чистой  водой  в  отдельном  аппарате
получаются раствор NаОН, водород  и  чистая  ртуть,  которая  вновь  идёт  в
производство. Оба метода дают на 1 тонну хлора 1,125 тонны NаОН.
    Электролиз  с   диафрагмой   требует   меньших   капиталовложений   для
организации производства хлора, дает более дешёвый  NаОН.  Метод  с  ртутным
катодом позволяет получать очень чистый NаОН,  но  потери  ртути  загрязняют
окружающую среду. В 1970 по методу с  ртутным  катодом  производилось  62,2%
мировой выработки хлора, с твёрдым катодом 33,6% и прочими  способами  4,3%.
После 1970 начали применять электролиз  с  твёрдым  катодом  и  ионообменной
мембраной, позволяющий получать чистый NаОН без использования ртути.

                                 Применение.
    Одной из важных отраслей  химической  промышленности  является  хлорная
промышленность. Основные количества  хлора  перерабатываются  на  месте  его
производства в хлорсодер жащие соединения. Хранят и перевозят хлор в  жидком
виде  в  баллонах,  бочках,  железнодорожных  цистернах  или  в   специально
оборудованных  судах.  Для   индустриальных   стран   характерно   следующее
примерное потребление хлора: на производство  хлорсодержа  щих  органических
соединений - 60 - 75%; неорганических соединений,  содержащих  хлор,  -10  -
20%; на отбелку целлюлозы и  тканей  -  5  -  15%;  на  санитарные  нужды  и
хлорирование воды - 2 - 6% от общей выраобтки.
    Xлор  применяется  также  для  хлорирования  некоторых  руд   с   целью
извлечения титана, ниобия, циркония и других.

                              Хлор в организме.
    Xлор  -  один  из  биогенных  элементов,  постоянный  компонент  тканей
растений и животных. Содержание хлора в растениях (много хлора в  галофитах)
- от тысячных долей процента до целых процентов,  у  животных  -  десятые  и
сотые доли процента. Суточная потребность взрослого человека в хлоре,  (2  -
4 г) покрывается за счёт пищевых продуктов. С пищей хлор поступает обычно  в
избытке в виде хлорида натрия и хлорида калия. Особенно богаты хлором  хлеб,
мясные  и  молочные  продукты.  В  организме  животных   хлор   -   основное
осмотически активное вещество плазмы крови, лимфы,  спинномозговой  жидкости
и  некоторых  тканей.  Играет  роль  в  водно-солевом  обмене,   способствуя
удержанию тканями воды. Регуляция  кислотно-щелочного  равновесия  в  тканях
осуществляется наряду с другими процессами путём изменения  в  распределении
хлора между кровью  и  другими  тканями,  хлор  участвует  в  энергетическом
обмене у растений,  активируя  как  окислительное  фосфорилирование,  так  и
фотофосфорилирование.  Xлор  положительно  влияет  на   поглощение   корнями
кислорода. Xлор н
12
скачать работу


 Другие рефераты
Роль озеленения
Ладожское и Онежское озёра
Экономика Древней Греции
Лекции по теории проектирования баз данных (БД)


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ