Xlorning fizik va kimyoviy xususiyatlari. Xlor juda kuchli oksidlovchi moddadir

U sanoatda keng qo'llaniladi, qishloq xo'jaligi, dorivor va maishiy ehtiyojlar uchun. Dunyoda yillik xlor ishlab chiqarish 55,5 million tonnani tashkil qiladi: ushbu moddaning bunday keng tarqalishi tufayli uning oqishi bilan bog'liq baxtsiz hodisalar juda tez-tez uchraydi (ular sanoat ob'ektlarida ham, xlorni tashish paytida ham sodir bo'ladi).

Ko'pincha, nafaqat mag'lubiyat sodir bo'ladi sanoat ob'ekti, balki uning chegarasidan tashqarida joylashgan hududlarda ham (xlorning fizik-kimyoviy xossalari tufayli: u havodan 2,5 marta ogʻirroq, shuning uchun pasttekisliklarda toʻplanadi, suv manbalari ifloslanadi, chunki xlor suvda juda eriydi).

Shu sababli, xlor ishlab chiqaradigan yoki ishlatadigan iqtisodiy ob'ektlar, xlor bilan zaharlanish belgilari, birinchi yordam ko'rsatish ko'nikmalari, shuningdek, ifloslangan hududda ishlatiladigan shaxsiy himoya vositalarini bilish bugungi kunda ayniqsa dolzarbdir.

Xlorni xavfli modda sifatida tekshirishdan oldin, u bilan zaharlanish alomatlarini ajratib ko'rsating kimyoviy va nima oldindan tibbiy va birinchi aniqlash tibbiy yordam, uning umumiy xususiyatlari va foydalanish sohalari bilan tanishishingiz kerak.

Xlor (yunonchadan - "yashil"). Kimyoviy formula– Cl2 (molekulyar og‘irligi – 70,91). Xlor bilan birikma (vodorod xlorid gazi) birinchi marta 1772 yilda D. Pristley tomonidan tayyorlangan. "Sof shaklda" xlor ikki yildan so'ng K.V.

Suyuq xlorning zichligi 1560 kg/m3. Yonuvchan emas va reaktiv: yorug'likda ko'tarilgan haroratlar(masalan, yong'in sodir bo'lganda) vodorod bilan o'zaro ta'sir qiladi (portlash), natijada ko'proq xavfli gaz- fosgen.

Xlor sanoat, fan va ko'pincha kundalik hayotda ko'plab sohalarda qo'llaniladi. Sanoatda xlordan foydalanish sohalarini sanab o'tamiz:

– polivinilxlorid, sintetik kauchuk, plastmassa birikmalar ishlab chiqarishda qo‘llaniladi (bu materiallar linoleum, kiyim-kechak, poyabzal, sim izolatsiyasi va boshqalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi);

– sellyuloza-qog‘oz sanoatida xlor qog‘oz va kartonni oqartirish uchun ishlatiladi (u gazlamalarni oqartirish uchun ham qo‘llaniladi);

- xlororganik insektitsidlarni ishlab chiqarishda ishtirok etadi (bu moddalarni yo'q qiladi zararli hasharotlar qishloq xo'jaligida ishlatiladigan ekinlar bo'yicha);

- dezinfektsiyalash jarayonida qo'llaniladi ("xlorlash") ichimlik suvi va tozalash chiqindi suv;

– bertolet tuzi, dori vositalari, oqartiruvchi moddalar, zaharlar, xlorid kislotasi, metall xloridlarini kimyoviy ishlab chiqarishda keng qo‘llaniladi;

– metallurgiyada sof metallar olish uchun ishlatiladi;

- bu modda quyosh neytrinolarining ko'rsatkichi sifatida ishlatiladi.

Xlor silindrsimon sisternalarda (10...250 m3) va sharsimon (600...2000 m3) rezervuarlarda o‘zining bug‘ bosimida (1,8 MPa gacha) saqlanadi. Oddiy haroratlarda bosim ostida suyultiriladi. Vaqtinchalik saqlash joylari sifatida ishlaydigan konteynerlarda, tsilindrlarda, tanklarda tashiladi.

Flandriyaning g'arbiy qismida kichik bir shaharcha joylashgan. Shunga qaramay, uning nomi butun dunyoga mashhur va insoniyatga qarshi eng katta jinoyatlardan birining ramzi sifatida insoniyat xotirasida uzoq vaqt saqlanib qoladi. Bu shahar Ypres. Kresi (1346 yilgi Kreysi jangida ingliz qoʻshinlari Yevropada birinchi marta oʻqotar quroldan foydalandilar.) - Ypres - Xirosima - urushni ulkan halokat mashinasiga aylantirish yoʻlidagi muhim bosqichlar.

1915 yil boshida g'arbiy front chizig'ida "Ypres" deb ataladigan tuzilma tashkil etildi. Ittifoqdosh ingliz-fransuz kuchlari Ipredan shimoli-sharqda nemis armiyasi egallab turgan hududga kirib borishdi. Nemis qo'mondonligi qarshi hujumga o'tishga va oldingi chiziqni tekislashga qaror qildi. 22 aprel kuni ertalab shamol shimoli-sharqdan silliq esganda, nemislar hujumga g'ayrioddiy tayyorgarlikni boshladilar - ular urushlar tarixida birinchi bo'lib o'tdilar. gaz hujumi. Oldingi Ypres sektorida bir vaqtning o'zida 6000 ta xlor ballonlari ochildi. Besh daqiqa ichida og'irligi 180 tonna bo'lgan ulkan zaharli sariq-yashil bulut paydo bo'ldi, u asta-sekin dushman xandaqlari tomon harakatlandi.

Buni hech kim kutmagandi. Frantsuz va ingliz qo'shinlari hujumga, artilleriya o'qqa tutilishiga tayyorgarlik ko'rishdi, askarlar xavfsiz tarzda qazishdi, ammo halokatli xlor buluti oldida ular butunlay qurolsiz edilar. O'limga olib keladigan gaz barcha yoriqlarga va barcha boshpanalarga kirib bordi. Birinchi kimyoviy hujumning natijalari (va 1907 yildagi Zaharli moddalarni ishlatmaslik to'g'risidagi Gaaga konventsiyasining birinchi buzilishi!) hayratlanarli edi - xlor 15 mingga yaqin odamga ta'sir qildi, 5 mingga yaqin odam halok bo'ldi. Va bularning barchasi - 6 km uzunlikdagi front chizig'ini tekislash uchun! Ikki oy o'tgach, nemislar sharqiy frontga xlor hujumini boshladilar. Va ikki yil o'tgach, Ypres o'zining mashhurligini oshirdi. 1917 yil 12 iyuldagi og'ir jangda ushbu shahar hududida birinchi marta zaharli modda, keyinchalik xantal gazi deb nomlangan. Xantal gazi xlor hosilasi, diklorodietil sulfiddir.

Biz 17-sonli element jangari jinnilar qo'lida qanchalik xavfli bo'lishi mumkinligini ko'rsatish uchun bitta kichik shaharcha va bitta kimyoviy element bilan bog'liq bo'lgan tarix epizodlarini esladik. Bu xlor tarixidagi eng qorong'u bob.

Ammo xlorni faqat zaharli modda va boshqa zaharli moddalarni ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida ko'rish mutlaqo noto'g'ri bo'lar edi...

Xlor tarixi

Elementar xlorning tarixi nisbatan qisqa bo'lib, 1774 yilga to'g'ri keladi. Xlor birikmalarining tarixi dunyo kabi qadimgi. Natriy xlorid ekanligini eslash kifoya osh tuzi. Va, ehtimol, hatto tarixdan oldingi davrlarda ham tuzning go'sht va baliqni saqlab qolish qobiliyati sezilgan.

Eng qadimiy arxeologik topilmalar - odamlar tomonidan tuzdan foydalanishning dalili taxminan miloddan avvalgi 3...4 ming yilliklarga to'g'ri keladi. Tosh tuzini qazib olishning eng qadimiy tavsifi yunon tarixchisi Gerodotning (miloddan avvalgi V asr) asarlarida uchraydi. Gerodot Liviyada tosh tuzini qazib olishni tasvirlaydi. Liviya cho'lining markazidagi Sinach vohasida mashhur Ammon-Ra xudosining ibodatxonasi bor edi. Shuning uchun Liviyani "ammiak" deb atashgan va tosh tuzining birinchi nomi "sal ammoniacum" edi. Keyinchalik, taxminan 13-asrdan boshlab. AD, bu nom ammoniy xloridga berilgan.

Pliniy Elderning tabiiy tarixi tuz va loy bilan kaltsiylash orqali oltinni asosiy metallardan ajratish usulini tasvirlaydi. Natriy xloridni tozalashning birinchi ta'riflaridan biri buyuk arab shifokori va alkimyogari Jobir ibn Hayyon (evropacha imloda - Geber) asarlarida uchraydi.

Alkimyogarlar elementar xlorga ham duch kelishgan, chunki Sharq mamlakatlarida 9-asrda va Evropada 13-asrda. "Aqua regia" ma'lum edi - xlorid va nitrat kislotalarning aralashmasi. Gollandiyalik Van Helmontning 1668 yilda nashr etilgan "Hortus Medicinae" kitobida aytilishicha, ammoniy xlorid va azot kislotasi qandaydir gaz olinadi. Ta'rifga ko'ra, bu gaz xlorga juda o'xshaydi.

Xlor birinchi marta shved kimyogari Scheele tomonidan piroluzit haqidagi risolasida batafsil tavsiflangan. Scheele mineral piroluzitni xlorid kislota bilan qizdirganda, akva regiyaga xos bo'lgan hidni sezdi, bu hidni keltirib chiqaradigan sariq-yashil gazni to'pladi va tekshirdi va uning ayrim moddalar bilan o'zaro ta'sirini o'rgandi. Scheele birinchi bo'lib xlorning oltin va kinobarga ta'sirini (ikkinchi holatda sublimat hosil bo'ladi) va xlorning oqartiruvchi xususiyatlarini aniqladi.

Scheele yangi kashf etilgan gazni oddiy modda deb hisoblamadi va uni "deflogistik xlorid kislotasi" deb atadi. Gapirmoqda zamonaviy til, Scheele va undan keyin o'sha davrning boshqa olimlari yangi gazning xlorid kislota oksidi ekanligiga ishonishdi.

Biroz vaqt o'tgach, Bertolet va Lavoisier bu gazni ma'lum bir yangi element "murium" oksidi deb hisoblashni taklif qilishdi. Uch yarim yil davomida kimyogarlar noma'lum muriyani ajratib olishga urinib ko'rishdi.

Avvaliga Davy "muriya oksidi" ning tarafdori edi va 1807 yilda u parchalanib ketdi. elektr toki urishi ishqoriy metall natriy va sariq-yashil gazga stol tuzi. Biroq, uch yil o'tgach, muriyani olishga bo'lgan ko'plab samarasiz urinishlardan so'ng, Davy Scheele tomonidan kashf etilgan gaz oddiy modda, element degan xulosaga keldi va uni xlor gazi yoki xlor (yunoncha chlōz - sariq-yashil) deb atadi. . Va uch yil o'tgach, Gey-Lyussak yangi elementga qisqaroq nom berdi - xlor. To'g'ri, 1811 yilda nemis kimyogari Shvayger xlorning boshqa nomini taklif qildi - "galogen" (so'zma-so'z tuz deb tarjima qilingan), lekin bu nom dastlab qo'llanilmadi va keyinchalik xlorni o'z ichiga olgan elementlarning butun guruhi uchun odatiy holga aylandi. .

Xlorning "shaxsiy kartasi"

Xlor nima degan savolga siz kamida o'nlab javob berishingiz mumkin. Birinchidan, bu halogen; ikkinchidan, eng kuchli oksidlovchi moddalardan biri; uchinchidan, nihoyatda zaharli gaz; to'rtinchidan, eng muhim mahsulot asosiy kimyo sanoati; beshinchidan, plastmassa va pestitsidlar ishlab chiqarish uchun xom ashyo, kauchuk va sun'iy tola, bo'yoqlar va dorilar; oltinchidan, titan va kremniy, glitserin va floroplastik olinadigan modda; yettinchidan, ichimlik suvini tozalash va matolarni oqartirish vositasi...

Ushbu ro'yxatni davom ettirish mumkin.

Oddiy sharoitlarda elementar xlor kuchli, xarakterli hidga ega bo'lgan ancha og'ir sariq-yashil gazdir. Xlorning atom og'irligi 35,453, molekulyar og'irligi 70,906, chunki xlor molekulasi ikki atomli. Oddiy sharoitlarda (harorat 0 ° C va bosim 760 mm Hg) bir litr xlor gazining og'irligi -34,05 ° C gacha sovutilganda, xlor sariq suyuqlikka (zichligi 1,56 g / sm 3) kondensatsiyalanadi va. -101,6 ° S haroratda qattiqlashadi. At yuqori qon bosimi xlor ko'proq suyuqlikka aylanishi mumkin yuqori haroratlar+144 ° S gacha. Xlor dikloroetan va ba'zi boshqa xlorli organik erituvchilarda yaxshi eriydi.

17-sonli element juda faol - u deyarli barcha elementlar bilan bevosita bog'lanadi davriy jadval. Shuning uchun tabiatda u faqat birikmalar shaklida uchraydi. Xlor o'z ichiga olgan eng keng tarqalgan minerallar - galit NaCl, silvinit KCl NaCl, bisxofit MgCl 2 6H 2 O, karnallit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H 2 O. Bu birinchi navbatda ularning "aybi" (" ) yer qobig'idagi xlor miqdori og'irlik bo'yicha 0,20% ni tashkil qiladi. Ba'zi nisbatan kam uchraydigan xlor o'z ichiga olgan minerallar, masalan, shox kumush AgCl, rangli metallurgiya uchun juda muhimdir.

Elektr o'tkazuvchanligi bo'yicha suyuq xlor eng kuchli izolyatorlar qatoriga kiradi: u oqimni distillangan suvdan deyarli milliard marta va kumushdan 10 22 marta yomonroq o'tkazadi.

Xlordagi tovush tezligi havoga qaraganda taxminan bir yarim baravar kam.

Va nihoyat, xlor izotoplari haqida.

Ushbu elementning to'qqizta izotopi hozir ma'lum, ammo tabiatda faqat ikkitasi mavjud - xlor-35 va xlor-37. Birinchisi ikkinchisidan taxminan uch baravar katta.

Qolgan ettita izotop sun'iy ravishda olinadi. Ulardan eng qisqa umr ko'rgan 32 Cl ning yarim yemirilish davri 0,306 sekund, eng uzoq umr ko'rgan 36 Cl ning yarim yemirilish davri 310 ming yil.

Xlor qanday ishlab chiqariladi?

Xlor zavodiga kirganingizda ko'rgan birinchi narsa - bu ko'p sonli elektr uzatish liniyalari. Xlor ishlab chiqarish juda ko'p elektr energiyasini iste'mol qiladi - bu tabiiy xlor birikmalarini parchalash uchun kerak.

Tabiiyki, asosiy xlor xom ashyosi tosh tuzidir. Agar xlor zavodi daryo yaqinida joylashgan bo'lsa, unda tuz etkazib berilmaydi temir yo'l, barjalarda esa tejamkorroq. Tuz arzon mahsulot, lekin uning ko'p qismi iste'mol qilinadi: bir tonna xlor olish uchun taxminan 1,7 ... 1,8 tonna tuz kerak bo'ladi.

Tuz omborlarga keladi. Bu yerda uch oydan olti oygacha bo‘lgan xomashyo zaxirasi saqlanadi – xlor ishlab chiqarish, qoida tariqasida, keng ko‘lamda amalga oshiriladi.

Tuz eziladi va iliq suvda eritiladi. Ushbu sho'r suv quvur liniyasi orqali tozalash sexiga pompalanadi, u erda uch qavatli binoning balandligidagi ulkan tanklarda sho'r kaltsiy va magniy tuzlarining aralashmalaridan tozalanadi va tozalanadi (cho'ktirishga ruxsat beriladi). Natriy xloridning sof konsentrlangan eritmasi asosiy xlor ishlab chiqarish sexiga – elektroliz sexiga quyiladi.

Suvli eritmada osh tuzi molekulalari Na + va Cl - ionlariga aylanadi. Cl ioni xlor atomidan faqat bitta qo'shimcha elektronga ega bo'lishi bilan farq qiladi. Bu shuni anglatadiki, elementar xlorni olish uchun ushbu qo'shimcha elektronni olib tashlash kerak. Bu musbat zaryadlangan elektrod (anod) ustidagi elektrolizatorda sodir bo'ladi. Go'yo undan elektronlar "so'riladi": 2Cl - → Cl 2 + 2 ē . Anodlar grafitdan qilingan, chunki har qanday metall (platina va uning analoglaridan tashqari) xlor ionlaridan ortiqcha elektronlarni olib, tezda korroziyaga uchraydi va parchalanadi.

Xlor ishlab chiqarish uchun ikkita turdagi texnologik dizayn mavjud: diafragma va simob. Birinchi holda, katod teshilgan temir qatlam bo'lib, elektrolizatorning katod va anod bo'shliqlari asbest diafragma bilan ajratiladi. Temir katodida vodorod ionlari chiqariladi va natriy gidroksidning suvli eritmasi hosil bo'ladi. Agar katod sifatida simob ishlatilsa, unda natriy ionlari uning ustiga chiqariladi va natriy amalgam hosil bo'ladi, keyin u suv bilan parchalanadi. Vodorod va kaustik soda olinadi. Bunday holda, ajratuvchi diafragma kerak emas va gidroksidi diafragma elektrolizatorlariga qaraganda ko'proq konsentratsiyalangan.

Shunday qilib, xlor ishlab chiqarish bir vaqtning o'zida kaustik soda va vodorod ishlab chiqarishdir.

Vodorod metall quvurlar orqali, xlor esa shisha yoki keramik quvurlar orqali chiqariladi. Yangi tayyorlangan xlor suv bug'lari bilan to'yingan va shuning uchun ayniqsa agressivdir. Keyinchalik, u avval sovutiladi sovuq suv ichkaridan chiziqli baland minoralarda keramik plitkalar va keramik qadoqlash (Raschig halqalari deb ataladigan) bilan to'ldirilgan va keyin konsentrlangan sulfat kislota bilan quritilgan. Bu xlorni quritadigan yagona vosita va xlor reaksiyaga kirishmaydigan kam sonli suyuqliklardan biridir.

Quruq xlor endi u qadar tajovuzkor emas, masalan, po'lat uskunani yo'q qilmaydi.

Xlor odatda 10 atmgacha bosim ostida temir yo'l sisternalarida yoki tsilindrlarda suyuq holatda tashiladi.

Rossiyada xlor ishlab chiqarish birinchi marta 1880 yilda Bondyujskiy zavodida tashkil etilgan. Keyin xlor printsipial jihatdan Scheele o'z davrida qanday olingan bo'lsa, xuddi shu tarzda - xlorid kislotani piroluzit bilan reaksiyaga kiritish orqali olingan. Barcha ishlab chiqarilgan xlor oqartirgich ishlab chiqarish uchun ishlatilgan. 1900 yilda Donsoda zavodida Rossiyada birinchi marta elektrolitik xlor ishlab chiqarish sexi ishga tushirildi. Ushbu sexning quvvati yiliga atigi 6 ming tonnani tashkil etdi. 1917 yilda Rossiyadagi barcha xlor zavodlari 12 ming tonna xlor ishlab chiqargan. 1965 yilda esa SSSR 1 million tonnaga yaqin xlor ishlab chiqargan...

Ko'pchilikdan biri

Xlorning amaliy qo'llanilishining barcha xilma-xilligi bir iborada ko'p bo'lmagan holda ifodalanishi mumkin: xlor xlor mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun zarurdir, ya'ni. "bog'langan" xlorni o'z ichiga olgan moddalar. Ammo xuddi shu xlorli mahsulotlar haqida gapirganda, siz bitta ibora bilan qochib qutula olmaysiz. Ular juda farq qiladi - ham xususiyatlari, ham maqsadi.

Maqolamizning cheklangan maydoni barcha xlor birikmalari haqida gapirishga imkon bermaydi, lekin xlor ishlab chiqarishni talab qiladigan hech bo'lmaganda ba'zi moddalar haqida gapirmasdan, 17-sonli elementning "portreti" to'liq va ishonchsiz bo'ladi.

Masalan, organoklorli insektitsidlarni oling - zararli hasharotlarni o'ldiradigan, ammo o'simliklar uchun xavfsiz moddalar. Ishlab chiqarilgan xlorning muhim qismi o'simliklarni himoya qilish vositalarini olish uchun sarflanadi.

Eng muhim insektitsidlardan biri geksaxlorotsikloheksan (ko'pincha geksaxloran deb ataladi). Ushbu modda birinchi marta 1825 yilda Faraday tomonidan sintez qilingan, ammo amaliy qo'llash faqat 100 soniyadan keyin topildi qo'shimcha yillar- asrimizning 30-yillarida.

Endi geksaxloran benzolni xlorlash orqali ishlab chiqariladi. Vodorod singari, benzol qorong'ida (va katalizatorlar bo'lmaganda) xlor bilan juda sekin reaksiyaga kirishadi, ammo yorqin nurda benzolning xlorlanish reaktsiyasi (C 6 H 6 + 3 Cl 2 → C 6 H 6 Cl 6) juda tez sodir bo'ladi. .

Geksaxloran, boshqa ko'plab insektitsidlar kabi, to'ldiruvchi (talk, kaolin) bilan chang shaklida yoki suspenziya va emulsiya shaklida yoki, nihoyat, aerozollar shaklida qo'llaniladi. Geksaxloran, ayniqsa, urug‘larni davolashda, sabzavot va sabzavotlar zararkunandalariga qarshi kurashda samarali hisoblanadi. mevali ekinlar. Geksaxloran iste'moli gektariga atigi 1...3 kg, undan foydalanishning iqtisodiy samarasi xarajatlardan 10...15 marta ko'p. Afsuski, geksaxloran odamlar uchun zararsiz emas...

Polivinilxlorid

Agar biron bir maktab o'quvchisidan unga ma'lum bo'lgan plastmassalarni sanab o'tishni so'rasangiz, u birinchilardan bo'lib polivinilxlorid (aks holda vinil plastmassa deb ataladi) deb nomlanadi. Kimyogar nuqtai nazaridan, PVX (adabiyotda polivinilxlorid ko'pincha deyiladi) polimer bo'lib, uning molekulasida vodorod va xlor atomlari uglerod atomlari zanjiriga "bog'langan":

Ushbu zanjirda bir necha ming aloqa bo'lishi mumkin.

Va iste'molchi nuqtai nazaridan, PVX simlar va yomg'ir paltolari, linoleum va grammofon plastinalari, himoya laklar va qadoqlash materiallari, kimyoviy uskunalar va ko'pikli plastmassalar, o'yinchoqlar va asboblar qismlari uchun izolyatsiyadir.

Polivinilxlorid vinilxloridning polimerizatsiyasi natijasida hosil bo'ladi, u ko'pincha asetilenni vodorod xlorid bilan davolash orqali olinadi: HC ≡ CH + HCl → CH 2 = CHCl. Vinilxlorid ishlab chiqarishning yana bir usuli bor - dikloroetanning termal krekingi.

CH 2 Cl - CH 2 Cl → CH 2 = CHCl + HCl. Dixloroetanning yorilishi paytida ajralib chiqadigan HCl atsetilen usuli yordamida vinilxlorid ishlab chiqarishda foydalanilganda, bu ikki usulning kombinatsiyasi qiziqish uyg'otadi.

Vinil xlorid yoqimli, biroz mast qiluvchi efir hidiga ega bo'lgan rangsiz gazdir. Polimerni olish uchun suyuqlik vinilxlorid bosim ostida AOK qilinadi iliq suv, u erda mayda tomchilarga eziladi. Ularning birlashishiga yo'l qo'ymaslik uchun suvga ozgina jelatin yoki polivinil spirt qo'shiladi va polimerizatsiya reaktsiyasi rivojlanishi uchun u erda polimerizatsiya tashabbuskori, benzoil peroksid ham qo'shiladi. Bir necha soatdan keyin tomchilar qattiqlashadi va polimerning suvdagi suspenziyasi hosil bo'ladi. Polimer kukuni filtr yoki sentrifuga yordamida ajratiladi.

Polimerlanish odatda 40 dan 60 ° C gacha bo'lgan haroratlarda sodir bo'ladi va polimerlanish harorati qancha past bo'lsa, polimer molekulalari shunchalik uzoqroq bo'ladi ...

Biz faqat 17-sonli elementni olish uchun zarur bo'lgan ikkita modda haqida gapirdik. Yuzlab odamlardan faqat ikkitasi. Shunga o'xshash ko'plab misollarni keltirish mumkin. Va ularning barchasi xlor nafaqat zaharli va xavfli gaz, balki juda muhim, juda foydali element ekanligini aytishadi.

Elementar hisoblash

Osh tuzi eritmasini elektroliz qilish yo'li bilan xlor ishlab chiqarishda bir vaqtning o'zida vodorod va natriy gidroksid olinadi: 2NACl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH. Albatta, vodorod juda muhim kimyoviy mahsulot, lekin arzonroq va bor qulay usullar ushbu moddani ishlab chiqarish, masalan, konvertatsiya qilish tabiiy gaz... Lekin kaustik soda deyarli faqat stol tuzining eritmalarini elektroliz qilish orqali olinadi - boshqa usullarning ulushi 10% dan kam. Xlor va NaOH ishlab chiqarish to'liq o'zaro bog'liq bo'lganligi sababli (reaktsiya tenglamasidan kelib chiqqan holda, bir gramm molekula - 71 g xlor hosil bo'lishi har doim ikki gramm molekula - 80 g elektrolitik ishqor hosil bo'lishi bilan birga keladi), gidroksidi uchun ustaxona (yoki o'simlik yoki davlat) unumdorligi , u qancha xlor ishlab chiqarishini osongina hisoblashingiz mumkin. Har bir tonna NaOH 890 kg xlor bilan birga keladi.

Xo'sh, moylash!

Konsentrlangan sulfat kislota- deyarli xlor bilan o'zaro ta'sir qilmaydigan yagona suyuqlik. Shuning uchun, xlorni siqish va pompalash uchun fabrikalarda sulfat kislota ishlaydigan suyuqlik va bir vaqtning o'zida moylash vositasi sifatida ishlaydigan nasoslardan foydalaniladi.

Fridrix Vohlerning taxallusi

Organik moddalarning xlor bilan o'zaro ta'sirini o'rganish, 19-asr frantsuz kimyogari. Jan Dyuma ajoyib kashfiyot qildi: xlor organik birikmalar molekulalarida vodorod o'rnini bosa oladi. Masalan, sirka kislotasi xlorlanganda avval metil guruhining bir vodorodi xlor bilan almashtiriladi, keyin boshqasi, uchinchisi... Lekin eng hayratlanarlisi shu edi. kimyoviy xossalari xloroasetik kislotalar sirka kislotasining o'zidan unchalik farq qilmas edi. Dyuma tomonidan kashf etilgan reaktsiyalar sinfini o'sha paytda hukmron bo'lgan radikallarning elektrokimyoviy gipotezasi va Berzelius nazariyasi (frantsuz kimyogari Loranning so'zlari bilan aytganda, xlorosirka kislotasining kashfiyoti butun eskisini yo'q qilgan meteorga o'xshardi) bilan mutlaqo tushunarsiz edi. maktab). Berzelius va uning shogirdlari va izdoshlari Dyumaning ishining to'g'riligini qattiq bahslashdilar. Germaniyaning Annalen der Chemie und Pharmacie jurnalida S.S.N taxallusi ostida mashhur nemis kimyogari Fridrix Volerning masxara maktubi paydo bo'ldi. Windier (nemis tilida "Schwindler" "yolg'onchi", "aldamchi" degan ma'noni anglatadi). Ma'lum qilinishicha, muallif toladagi barcha uglerod atomlarini almashtirishga muvaffaq bo'lgan (C 6 H 10 O 5). vodorod va kislorod xlorga aylanadi va tolaning xususiyatlari o'zgarmadi. Endi esa Londonda sof xlordan tashkil topgan paxta momig'idan issiq qorin yostiqchalari yasaydilar.

Xlor va suv

Xlor suvda sezilarli darajada eriydi. 20°C da 2,3 hajm xlor bir hajm suvda eriydi. Xlorning suvli eritmalari (xlorli suv) sariq rangga ega. Ammo vaqt o'tishi bilan, ayniqsa yorug'likda saqlansa, ular asta-sekin rangsizlanadi. Bu erigan xlorning suv bilan qisman ta'sir qilishi, xlorid va gipoxlorid kislotalar hosil bo'lishi bilan izohlanadi: Cl 2 + H 2 O → HCl + HOCl. Ikkinchisi beqaror va asta-sekin HCl va kislorodga parchalanadi. Shuning uchun xlorning suvdagi eritmasi asta-sekin xlorid kislota eritmasiga aylanadi.

Lekin qachon past haroratlar xlor va suv g'ayrioddiy tarkibli kristalli gidrat hosil qiladi - Cl 2 5 3 / 4 H 2 O. Bu yashil-sariq kristallar (faqat 10 ° C dan past haroratlarda barqaror) xlorni muzli suvdan o'tkazish orqali olinishi mumkin. G'ayrioddiy formula, birinchi navbatda, muzning tuzilishi bilan belgilanadigan kristalli gidratning tuzilishi bilan izohlanadi. Muzning kristall panjarasida H2O molekulalari shunday joylashishi mumkinki, ular orasida muntazam ravishda joylashgan bo'shliqlar paydo bo'ladi. Kub birlik hujayrada 46 ta suv molekulasi mavjud bo'lib, ular orasida sakkizta mikroskopik bo'shliq mavjud. Aynan shu bo'shliqlarda xlor molekulalari joylashadi. Shuning uchun xlor kristalli gidratning aniq formulasi quyidagicha yozilishi kerak: 8Cl 2 46H 2 O.

Xlor bilan zaharlanish

Havoda taxminan 0,0001% xlor mavjudligi shilliq qavatlarni bezovta qiladi. Bunday atmosferaga doimiy ta'sir qilish bronxial kasallikka olib kelishi mumkin, ishtahani keskin buzadi va teriga yashil rang beradi. Agar havodagi xlor miqdori 0,1 ° / o bo'lsa, unda o'tkir zaharlanish paydo bo'lishi mumkin, uning birinchi belgisi kuchli yo'tal xurujlari hisoblanadi. Xlor bilan zaharlanishda mutlaq dam olish kerak; Kislorod yoki ammiak bilan nafas olish foydalidir (hidlash ammiak), yoki efir bilan spirt juftlari. Mavjud bo'yicha sanitariya me'yorlari sanoat binolari havosidagi xlor miqdori 0,001 mg / l dan oshmasligi kerak, ya'ni. 0,00003%.

Faqat zahar emas

"Hamma bo'rilarning ochko'z ekanligini biladi." Bu xlor ham zaharli. Biroq, kichik dozalarda zaharli xlor ba'zan antidot bo'lib xizmat qilishi mumkin. Shunday qilib, vodorod sulfidi qurbonlariga hidlash uchun beqaror oqartirgich beriladi. O'zaro ta'sir qilish orqali ikkala zahar o'zaro zararsizlantiriladi.

Xlor sinovi

Xlor miqdorini aniqlash uchun havo namunasi kaliy yodidning kislotali eritmasi bilan absorberlardan o'tkaziladi. (Xlor yodni siqib chiqaradi, ikkinchisining miqdori Na 2 S 2 O 3 eritmasi yordamida titrlash orqali oson aniqlanadi). Havodagi xlorning iz miqdorini aniqlash uchun ko'pincha xlor bilan oksidlanganda ma'lum birikmalar (benzidin, ortotoluidin, metil apelsin) rangining keskin o'zgarishiga asoslangan kolorimetrik usul qo'llaniladi. Masalan, benzidinning rangsiz kislotali eritmasiga aylanadi sariq, neytral esa ko'k rangda. Rangning intensivligi xlor miqdori bilan mutanosib.

• Belgilanish - Cl (Chlorum);
• Davr - III;
• Guruh - 17 (VIIa);
• Atom massasi - 35,4527;
• Atom raqami - 17;
• Atom radiusi = 99 pm;
• Kovalent radiusi = 102±4 pm;
• Elektron taqsimoti - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5;
• erish harorati = 100,95 ° S;
• qaynash nuqtasi = -34,55 ° S;
• Elektronegativlik (Pauling bo'yicha / Alpred va Rochow bo'yicha) = 3,16/-;
• Oksidlanish darajasi: +7, +6, +5, +4, +3, +1, 0, -1;
• Zichlik (no.) = 3,21 g/sm3;
• Molyar hajm = 18,7 sm 3 / mol.

Sof shaklda xlor birinchi marta 1774 yilda shved olimi Karl Scheele tomonidan ajratilgan. Element o'zining hozirgi nomini 1811 yilda, G. Davy "xlor" nomini taklif qilganida oldi, u tez orada "xlor" ga qisqartirildi. engil qo'l J. Gey-Lyusak. Nemis olimi Iogann Shvayger xlor uchun "galogen" nomini taklif qildi, ammo bu atamadan xlorni o'z ichiga olgan elementlarning butun guruhini nomlash uchun foydalanishga qaror qilindi.

Xlor er qobig'idagi eng keng tarqalgan halogendir - xlor er qobig'idagi atomlarning umumiy massasining 0,025% ni tashkil qiladi. Yuqori faolligi tufayli xlor tabiiy ravishda mavjud emas erkin shakl, lekin faqat birikmalar tarkibida, xlor qaysi element bilan reaksiyaga kirishishiga "farq qilmaydi", zamonaviy fan xlor birikmalarini deyarli butun davriy jadvaldan biladi.

Erdagi xlorning asosiy qismi Jahon okeanining sho'r suvida (tarkib 19 g/l) joylashgan. Minerallardan eng ko'p xlor galit, silvit, silvinit, bishofit, karnallit va kainitda mavjud.

Xlor nerv hujayralari faoliyatida, shuningdek, odam va hayvonlar organizmida sodir bo'ladigan osmotik jarayonlarni tartibga solishda muhim rol o'ynaydi. Xlor ham o'simliklardagi yashil modda - xlorofill tarkibiga kiradi.

Tabiiy xlor ikki izotop aralashmasidan iborat:

• 35 Cl - 75,5%
• 37 Cl - 24,5%

Guruch. Xlor atomining tuzilishi.

Xlor atomining elektron konfiguratsiyasi 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 (qarang Atomlarning elektron tuzilishi ). Tashqi 3p sathida joylashgan 5 ta elektron + 3s darajasidagi 2 ta elektron (jami 7 elektron) boshqa elementlar bilan kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etishi mumkin, shuning uchun birikmalarda xlor +7 dan -1 gacha oksidlanish holatini olishi mumkin; Yuqorida aytib o'tilganidek, xlor reaktiv halogendir.

Xlorning fizik xususiyatlari:

• no. xlor - o'tkir hidli sariq-yashil rangli zaharli gaz;
• xlor havodan 2,5 baravar og'irroq;
• no. 1 litr suvda 2,5 hajm xlor eriydi - bu eritma deyiladi xlorli suv.

Xlorning kimyoviy xossalari

Xlorning o'zaro ta'siri oddiy moddalar(Cl kuchli oksidlovchi vosita sifatida ishlaydi):

• vodorod bilan (reaktsiya faqat yorug'lik ishtirokida sodir bo'ladi): Cl 2 +H 2 = 2HCl
• metallar bilan xloridlar hosil qiladi: Cl 2 0 +2Na 0 = 2Na +1 Cl -1 3Cl 2 0 +2Fe 0 = 2Fe +3 Cl 3 -1
• xlordan kamroq elektron manfiy metall bo'lmagan metallar bilan: Cl 2 0 +S 0 = S +2 Cl 2 -1 3Cl 2 0 +2P 0 = 2P +3 Cl 3 -1
• Xlor azot va kislorod bilan bevosita reaksiyaga kirishmaydi.

Xlorning o'zaro ta'siri murakkab moddalar:

Xlorning murakkab moddalar bilan eng mashhur reaktsiyalaridan biri bu xlorning suv bilan o'zaro ta'siridir. katta shahar, ehtimol vaqti-vaqti bilan suv jo'mragini ochib, o'zini his qiladigan vaziyatga duch keladi doimiy hid xlor, shundan so'ng ko'pchilik shikoyat qiladilar, deyishadi, suv yana xlorlangan. Suvni xlorlash uni inson salomatligi uchun xavfli bo'lgan kiruvchi mikroorganizmlardan zararsizlantirishning asosiy usullaridan biridir. Nima uchun bu sodir bo'lmoqda? Keling, ikki bosqichda sodir bo'ladigan xlorning suv bilan reaktsiyasini tahlil qilaylik:

• Birinchi bosqichda ikkita kislota hosil bo'ladi: xlorid va gipoxlorli: Cl 2 0 +H 2 O ↔ HCl -1 +HCl +1 O
• Ikkinchi bosqichda gipoxlorid kislota atom kislorodining chiqishi bilan parchalanadi, bu suvni oksidlaydi (mikroorganizmlarni o'ldiradi) + organik bo'yoqlar bilan bo'yalgan matolarni xlorli suvga botirsa, oqartiruvchi ta'sirga olib keladi: HClO = HCl+[O] - reaktsiya yorug'likda sodir bo'ladi

BILAN kislotalar xlor reaksiyaga kirishmaydi.

Xlorning o'zaro ta'siri sabablar:

• sovuqda: Cl 2 0 +2NaOH = NaCl -1 +NaCl +1 O+H 2 O
• qizdirilganda: 3Cl 2 0 +6KOH = 5KCl -1 +KCl +5 O 3 +3H 2 O
• metall bromidlar bilan: Cl 3 +2KBr = 2KCl+Br 2 ↓
• metall yodidlari bilan: Cl 2 +2KI = 2KCl+I 2 ↓
• Xlor xlorga qaraganda yuqori oksidlanish qobiliyati tufayli metall ftoridlari bilan reaksiyaga kirishmaydi.

Xlor organik moddalar bilan oson reaksiyaga kirishadi:

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

Nurda yuzaga keladigan metan bilan birinchi reaksiya natijasida metilxlorid va xlorid kislota hosil bo'ladi. Katalizator (AlCl 3) ishtirokida sodir bo'ladigan benzol bilan ikkinchi reaksiya natijasida xlorbenzol va xlorid kislota hosil bo'ladi.

• Xlorning oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari tenglamalari (elektron balans usuli).
• Xlorning oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari tenglamalari (yarim reaksiya usuli).

Xlor ishlab chiqarish va undan foydalanish

Sanoatda xlor suvli eritmaning (xlor anodda chiqariladi; vodorod katodda chiqariladi) yoki erigan natriy xloridning (anodda xlor chiqariladi; katodda natriy chiqariladi) elektroliz orqali ishlab chiqariladi:

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

Laboratoriyada xlor qizdirilganda konsentrlangan HCl ning turli oksidlovchi moddalarga ta'sirida hosil bo'ladi. Marganets oksidi, kaliy permanganat va Bertolet tuzi oksidlovchi moddalar sifatida harakat qilishi mumkin:

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

Xlorni qo'llash:

• mato va qog'ozlarni oqartirish;
• suvni zararsizlantirish;
• plastmassa ishlab chiqarish;
• oqartiruvchi, xloroform, pestitsidlar ishlab chiqarish, yuvish vositalari, kauchuklar;
• xlorid kislota ishlab chiqarishda vodorod xloridning sintezi.

TA'RIF

Xlor Davriy sistemaning asosiy (A) kichik guruhi VII guruhining uchinchi davrida joylashgan.

p-oilasining elementlariga tegishli. Metall bo'lmagan. Ushbu guruhga kiruvchi metall bo'lmagan elementlar birgalikda halogenlar deb ataladi. Belgilanishi - Cl. Seriya raqami - 17. Nisbiy atom massasi - 35,453 amu.

Xlor atomining elektron tuzilishi

Xlor atomi musbat zaryadlangan yadrodan (+17) iborat bo'lib, 17 ta proton va 18 neytrondan iborat bo'lib, uning atrofida 17 ta elektron 3 ta orbita bo'ylab harakatlanadi.

1-rasm. Xlor atomining sxematik tuzilishi.

Elektronlarning orbitallar orasida taqsimlanishi quyidagicha:

17Cl) 2) 8) 7 ;

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .

Xlor atomining tashqi energiya darajasi ettita elektronni o'z ichiga oladi, ularning barchasi valentlik elektronlari hisoblanadi. Asosiy holatning energiya diagrammasi quyidagi shaklni oladi:

Bitta juftlashtirilmagan elektronning mavjudligi xlorning +1 oksidlanish holatini ko'rsatishga qodir ekanligini ko'rsatadi. Bo'sh 3 mavjudligi sababli bir nechta hayajonli holatlar ham mumkin d-orbitallar. Birinchidan, elektronlar 3 bug'lanadi p-subvel va bepul egallaydi d-orbitallar, keyin esa - elektronlar 3 s-kichik daraja:

Bu xlorning yana uchta oksidlanish darajasida mavjudligini tushuntiradi: +3, +5 va +7.

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

1774 yilda Shvetsiyalik kimyogar Karl Scheele birinchi marta xlorni oldi, ammo u alohida element emas, balki xlorid kislotaning bir turi (kalorizator) ekanligiga ishonishdi. Elementar xlor olindi XIX boshi asrda stol tuzini elektroliz orqali xlor va natriyga parchalagan G. Davy.

Xlor (yunoncha chlōs - yashil) kimyoviy elementlar davriy jadvalining XVII guruhi elementi D.I. Mendeleev, atom raqami 17 va atom massasi 35,452. Qabul qilingan belgi Cl (lotin tilidan Xlor).

Tabiatda bo'lish

Xlor er qobig'ida eng ko'p uchraydigan galogen bo'lib, ko'pincha ikkita izotop shaklida bo'ladi. Kimyoviy faolligi tufayli u faqat ko'plab minerallarning birikmalari shaklida topiladi.

Xlor zaharli sariq-yashil gaz bo'lib, o'tkir hidga ega yomon hid va shirin ta'mi. Xlor kashf qilinganidan keyin uni chaqirish taklif qilindi halogen, u eng kimyoviy faol nometalllardan biri bilan bir xil nomdagi guruhga kiritilgan.

Xlorga kunlik ehtiyoj

Odatda, sog'lom kattalar kuniga 4-6 g xlor olishlari kerak, unga bo'lgan ehtiyoj faollik bilan ortadi; jismoniy faoliyat yoki issiq havo (ortiqcha terlash). Odatda, tana o'zining kunlik ehtiyojini muvozanatli ovqatlanish bilan oziq-ovqatdan oladi.

Vujudga xlorning asosiy yetkazib beruvchisi stol tuzidir - ayniqsa, agar u issiqlik bilan ishlov berilmagan bo'lsa, shuning uchun tayyor idishlarni tuzlash yaxshiroqdir. Shuningdek, tarkibida xlor, dengiz mahsulotlari, go'sht va, va,.

Boshqalar bilan o'zaro munosabat

Tanadagi kislota-baz va suv muvozanati xlor bilan tartibga solinadi.

Xlor etishmasligining belgilari

Xlor etishmasligi tananing suvsizlanishiga olib keladigan jarayonlar - issiqda yoki jismoniy zo'riqish paytida kuchli terlash, qusish, diareya va siydik tizimining ayrim kasalliklari tufayli yuzaga keladi. Xlor tanqisligining belgilari letargiya va uyquchanlik, mushaklarning kuchsizligi, aniq quruq og'iz, ta'mni yo'qotish va ishtahani yo'qotishdir.

Ortiqcha xlor belgilari

Tanadagi ortiqcha xlorning belgilari: qon bosimining oshishi, quruq yo'tal, bosh va ko'krakdagi og'riqlar, ko'zlardagi og'riqlar, lakrimatsiya, faoliyatning buzilishi. oshqozon-ichak trakti. Qoida tariqasida, xlorning haddan tashqari ko'payishi xlor bilan zararsizlantirish jarayonidan o'tadigan va xlordan foydalanish bilan bevosita bog'liq bo'lgan sanoat korxonalarida ishlaydigan oddiy musluk suvini ichish natijasida yuzaga kelishi mumkin.

Inson tanasida xlor:

• suv va kislota-baz muvozanatini tartibga soladi;
• osmoregulyatsiya jarayoni orqali tanadan suyuqlik va tuzlarni olib tashlaydi,
• normal ovqat hazm qilishni rag'batlantiradi,
• qizil qon hujayralarining holatini normallashtiradi,
• jigarni yog'dan tozalaydi.

Xlorning asosiy qo'llanilishi kimyo sanoatida bo'lib, u erda polivinilxlorid, polistirol ko'pik, qadoqlash materiallari, shuningdek, kimyoviy jangovar vositalar va o'simlik o'g'itlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Ichimlik suvini xlor bilan zararsizlantirish amalda yagona hisoblanadi arzon yo'l suvni tozalash.