Хлор

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Реферат
    Тема: Хлор

    ХЛОР

    ХЛОР

    (лат. Chlorum)

    , Cl - химический элемент

    VII группы

    периодической системы Менд

    е­леева,

    атомный номер

    атомная

    масса

    35,453; относится к семейству галогенов. При нормальных условиях (0 °С,

    0,1 Мн

    ) жёлто-зелёный газ с резки

    м 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

    1/2 соответственно

    0,31; 2,5; 1,56 сек;

    *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 МnO

    2. Однако, только в

    1810 Г.

    Дэви установил, что хлор

    - элемент и назвал его chlorine (от греческого chloros

    - жёлто-зе­лёный). В

    1813 Ж.

    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

    % по массе, в кислых

    изверженных поро­дах

    - гранитах 2,

    -2, в основ­ных и ультраосновных

    . 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

    а, К)

    Cl, карналлит

    КCl

    *МgCl

    2*6Н

    2О, каинит КCl

    *МgSO

    ЗН

    бишофит МgCl

    2*6Н

    . В истории Земли большое значение имело поступление содержаще­гося в

    вулканических газах НCl в верхние ча­сти земной коры.

    Физические и химические свойства.

    Xлор

    имеет t

    кип - 34,05 °С,

    пл -

    101 °

    Плотность газообразного

    хлора при нормальных условиях

    3,214

    г/л; насыщенного пара при

    0 °С 12,21

    г/л; жид­кого

    хлора при температуре кипения

    г/см

    ; твёрдого хлора при -102 °С

    1,9 г/

    см

    Давлен

    ие

    насыще

    нных паро

    хлора при

    0 °С 0,369; при 25

    °С

    0,772; при 100 °С

    3,814 Мн/м

    2 или соотве

    тственно 3,69; 7,72; 38,14 кг

    с/см

    . Те­плота плавления

    90,3

    кдж/кг

    ,5 кал/г); теплота испарения

    288 кдж/кг

    (68,8 кал/г); теплоёмкость газа при постоянном давле­нии

    0,48

    кдж/(

    кг

    [0,11

    кал

    /(г

    *°С

    Xлор хорошо растворяется в ТiСl

    SiCl

    4, SnCl

    4 и

    некото

    рых

    органи

    ческих растворителях (особенно в

    гексане и

    четырёххлористом углероде

    ). Мо­лекула

    хлора двухатомна

    ). С

    теп

    ень термической диссоциации Cl

    2+243 кдж

    2Cl при

    1000 К равна

    2,07

    %, при

    2500 К

    0.909%.

    Внешняя электронная конфигурация атома Сl Зs

    2 3р

    5. 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 РСl

    3, а при даль­нейшем хлорировании

    - РСl

    ; сера с

    хлором при нагревании дает S

    2Сl

    2, SСl

    2 и другие S

    m. 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% Н

    2, взрывоопасны

    С кислородом

    хлор образует окислы:

    6, Cl

    7, Cl

    8, 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: Сl

    + Н

    НСlО

    + НСl. При хлорировании водных растворов щелочей на холоду образуются гипохлориты и хлориды: 2NаОН

    + Сl

    2 = NаСlO

    + NаСl

    + Н

    2О, 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 + Сl

    2 = 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, СlF

    3, СlF

    5 очень реакционноспособны; например, в атмосфере СlF

    3 стеклянная вата самовоспламеняется. Известны со­единения хлора с кислородом к фтором

    - оксифториды хлора: С

    3F, С

    3, С

    lOF, С

    lОF

    3 и перхлорат фтора FС

    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 капитало...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены