I naturen forekommer klor i gasform og kun i form af forbindelser med andre gasser. Under forhold tæt på det normale er det en grønlig, giftig, kaustisk gas. Den har mere vægt end luft. Har en sød duft. Klormolekylet indeholder to atomer. Det brænder ikke i hvile, men ved høje temperaturer interagerer det med brint, hvorefter en eksplosion er mulig. Som følge heraf frigives phosgengas. Meget giftig. Så selv ved en lav koncentration i luften (0,001 mg pr. 1 dm3) kan det forårsage død. Det vigtigste kendetegn ved ikke-metal klor er, at det er tungere end luft, derfor vil det altid være nær gulvet i form af en gullig-grøn dis.
Historiske fakta
For første gang i praksis blev dette stof opnået af K. Schelee i 1774 ved at kombinere s altsyre og pyrolusit. Men først i 1810 var P. Davy i stand til at karakterisere klor og fastslå, at detet separat kemisk element.
Det er værd at bemærke, at Joseph Priestley i 1772 var i stand til at opnå hydrogenchlorid - en forbindelse af klor med brint, men kemikeren kunne ikke adskille disse to grundstoffer.
Kemisk karakterisering af klor
Klor er et kemisk grundstof i hovedundergruppen af gruppe VII i det periodiske system. Det er i den tredje periode og har atomnummer 17 (17 protoner i atomkernen). Reaktivt ikke-metal. Betegnes med bogstaverne Cl.
Er en typisk repræsentant for halogener. Det er gasser, der ikke har en farve, men som har en skarp skarp lugt. Norm alt giftig. Alle halogener er meget opløselige i vand. De begynder at ryge, når de udsættes for fugtig luft.
Ekstern elektronisk konfiguration af atomet Cl 3s2Зр5. Derfor udviser det kemiske grundstof i forbindelser oxidationsniveauer på -1, +1, +3, +4, +5, +6 og +7. Atomets kovalente radius er 0,96Å, den ioniske radius af Cl er 1,83 Å, atomets affinitet til elektronen er 3,65 eV, ioniseringsniveauet er 12,87 eV.
Som nævnt ovenfor er klor et ret aktivt ikke-metal, som giver dig mulighed for at skabe forbindelser med næsten ethvert metal (i nogle tilfælde ved at opvarme eller bruge fugt, mens du fortrænger brom) og ikke-metaller. I pulverform reagerer det kun med metaller, når det udsættes for høje temperaturer.
Maksimal forbrændingstemperatur - 2250 °C. Med oxygen kan det danne oxider, hypokloriter, kloritter og klorater. Alle forbindelser, der indeholder oxygen, bliver eksplosive, når de interagerer med oxiderendestoffer. Det er værd at bemærke, at kloroxider kan eksplodere tilfældigt, mens klorater kun eksploderer, når de udsættes for initiatorer.
Karakterisering af klor efter position i det periodiske system:
• simpelt stof;
• element i den syttende gruppe i det periodiske system;
• tredje periode i den tredje række;
• syvende gruppe i hovedundergruppen;
• atomnummer 17;
• angivet med symbolet Cl;
• reaktivt ikke-metal;
• er i halogengruppen;
• under næsten normale forhold er det en giftig gas gullig-grøn farve med en skarp lugt;
• klormolekylet har 2 atomer (formlen Cl2).
Klors fysiske egenskaber:
• Kogepunkt: -34,04 °С;
• Smeltepunkt: -101,5 °С;
• Gasformig massefylde - 3,214 g/l;
• massefylde af flydende klor (under kogning) - 1,537 g/cm3;
• massefylde af fast klor - 1,9 g/cm 3;
• specifik volumen – 1.745 x 10-3 l/år.
Klor: karakteristika ved temperaturændringer
I gasform har det en tendens til let at blive flydende. Ved et tryk på 8 atmosfærer og en temperatur på 20 ° C ligner det en grønlig-gul væske. Det har meget høje korrosionsegenskaber. Som praksis viser, kan dette kemiske element opretholde en flydende tilstand op til en kritisk temperatur (143 ° C), med forbehold for en stigning i trykket.
Hvis den køles ned til -32 °C,det vil ændre sin aggregeringstilstand til væske, uanset atmosfærisk tryk. Med et yderligere fald i temperaturen opstår krystallisation (ved -101 °C).
Klor i naturen
Jordskorpen indeholder kun 0,017 % klor. Hovedparten er i vulkanske gasser. Som angivet ovenfor har stoffet en høj kemisk aktivitet, som et resultat af hvilket det forekommer i naturen i forbindelser med andre elementer. Mange mineraler indeholder dog klor. Grundstoffets karakteristika tillader dannelsen af omkring hundrede forskellige mineraler. Som regel er disse metalchlorider.
En stor del af det er også i havene - næsten 2 %. Dette skyldes det faktum, at chlorider meget aktivt opløses og transporteres af floder og have. Den omvendte proces er også mulig. Klor skylles tilbage til kysten, og så fører vinden det rundt. Det er grunden til, at dens højeste koncentration observeres i kystzoner. I de tørre områder af planeten dannes den gas, vi overvejer, ved fordampning af vand, som et resultat af hvilket s altmose opstår. Omkring 100 millioner tons af dette stof udvindes årligt i verden. Hvilket dog ikke er overraskende, for der er mange aflejringer, der indeholder klor. Dens karakteristika afhænger dog i høj grad af dens geografiske placering.
Metoder til at opnå klor
I dag er der en række metoder til at opnå klor, hvoraf følgende er de mest almindelige:
1. mellemgulv. Det er det enkleste og billigste. s altsyreopløsningen i diafragmaelektrolyse kommer ind i anoderummet. Længere fremme strømmer stålkatodegitteret ind i membranen. Den indeholder en lille mængde polymerfibre. En vigtig egenskab ved denne enhed er modstrøm. Den ledes fra anoderummet til katoderummet, hvilket gør det muligt at få klor og lud separat.
2. Membran. Den mest energieffektive, men svære at implementere i en organisation. Svarende til diafragma. Forskellen er, at anode- og katoderummene er fuldstændig adskilt af en membran. Derfor er outputtet to separate strømme.
Det er værd at bemærke, at karakteristikken for kemi. grundstof (klor) opnået ved disse metoder vil være anderledes. Membranmetoden anses for at være mere "ren".
3. Kviksølvmetode med flydende katode. Sammenlignet med andre teknologier giver denne mulighed dig mulighed for at få det reneste klor.
Hoveddiagram af installationen består af en elektrolysator og sammenkoblet pumpe og amalgamnedbryder. Kviksølvet pumpet af pumpen sammen med en opløsning af almindeligt s alt tjener som katode, og kulstof- eller grafitelektroder tjener som anode. Princippet for driften af installationen er som følger: Klor frigives fra elektrolytten, som fjernes fra elektrolysatoren sammen med anolytten. Urenheder og klorrester fjernes fra sidstnævnte, mættes med halit og føres tilbage til elektrolyse igen.
Industrielle sikkerhedskrav og urentabilitet i produktionen førte til udskiftningen af den flydende katode med en fast katode.
Brugen af klor i industrienformål
Klorets egenskaber gør det muligt at bruge det aktivt i industrien. Ved hjælp af dette kemiske element opnås forskellige organiske chlorforbindelser (vinylchlorid, klor-gummi osv.), lægemidler og desinfektionsmidler. Men industriens største niche er produktionen af s altsyre og kalk.
Metoder til rensning af drikkevand er meget brugt. I dag forsøger de at bevæge sig væk fra denne metode og erstatte den med ozonering, da det stof, vi overvejer, påvirker den menneskelige krop negativt, desuden ødelægger klorvand rørledninger. Dette skyldes det faktum, at Cl i fri tilstand påvirker rør fremstillet af polyolefiner negativt. De fleste lande foretrækker dog kloreringsmetoden.
Også bruges klor i metallurgi. Med dens hjælp opnås en række sjældne metaller (niobium, tantal, titanium). I den kemiske industri bruges forskellige organiske chlorforbindelser aktivt til ukrudtsbekæmpelse og til andre landbrugsformål bruges grundstoffet også som blegemiddel.
På grund af sin kemiske struktur ødelægger klor de fleste organiske og uorganiske farvestoffer. Dette opnås ved at misfarve dem fuldstændigt. Et sådant resultat er kun muligt, hvis der er vand til stede, fordi blegningsprocessen sker på grund af atomart oxygen, som dannes efter nedbrydning af klor: Cl2 + H2 O → HCl + HClO → 2HCl + O. Denne metode er blevet brugt af et parårhundreder siden og er stadig populær i dag.
Brugen af dette stof er meget populær til fremstilling af organiske chlorinsekticider. Disse landbrugspræparater dræber skadelige organismer og efterlader planterne intakte. En betydelig del af alt klor, der udvindes på planeten, går til landbrugsbehov.
Den bruges også til fremstilling af plastblandinger og gummi. Med deres hjælp fremstilles ledningsisolering, papirvarer, udstyr, skaller af husholdningsapparater osv. Der er en opfattelse af, at gummi opnået på denne måde skader en person, men dette er ikke bekræftet af videnskaben.
Det er værd at bemærke, at klor (egenskaberne af stoffet blev afsløret i detaljer af os tidligere) og dets derivater, såsom sennepsgas og fosgen, også bruges til militære formål til at opnå kemiske kampmidler.
Klor som en lysende repræsentant for ikke-metaller
Ikke-metaller er simple stoffer, der omfatter gasser og væsker. I de fleste tilfælde leder de elektrisk strøm dårligere end metaller og har betydelige forskelle i fysiske og mekaniske egenskaber. Ved hjælp af et højt ioniseringsniveau er de i stand til at danne kovalente kemiske forbindelser. Nedenfor vil en karakteristik af et ikke-metal blive givet ved at bruge eksemplet med klor.
Som nævnt ovenfor er dette kemiske element en gas. Under normale forhold mangler den fuldstændig egenskaber, der ligner metallers. Uden hjælp udefra kan den ikke interagere med ilt, nitrogen, kulstof osv.udviser oxiderende egenskaber i bindinger med simple stoffer og nogle komplekse. Henviser til halogener, hvilket tydeligt afspejles i dets kemiske egenskaber. I forbindelser med andre repræsentanter for halogener (brom, astatin, jod) fortrænger det dem. I gasform opløses klor (dets egenskab er en direkte bekræftelse af dette) godt. Det er et fremragende desinfektionsmiddel. Dræber kun levende organismer, hvilket gør det uundværligt i landbrug og medicin.
Brug som giftigt stof
Kloratomets egenskab gør det muligt at bruge det som et giftigt middel. For første gang blev gas brugt af Tyskland den 22. april 1915 under Første Verdenskrig, som et resultat af hvilket omkring 15 tusinde mennesker døde. I øjeblikket bruges det ikke som et giftigt stof.
Lad os give en kort beskrivelse af det kemiske element som et kvælningsmiddel. Påvirker den menneskelige krop gennem kvælning. For det første irriterer det de øvre luftveje og slimhinderne i øjnene. En stærk hoste begynder med anfald af kvælning. Ydermere trænger gassen ind i lungerne og tærer lungevævet, hvilket fører til ødem. Vigtig! Klor er et hurtigtvirkende stof.
Afhængig af koncentrationen i luften er symptomerne forskellige. Med et lavt indhold i en person observeres rødme af slimhinden i øjnene, let åndenød. Indholdet i atmosfæren på 1,5-2 g/m3 forårsager tyngde og spænding i brystet, skarpe smerter i de øvre luftveje. Tilstanden kan også være ledsaget af alvorlig tåreflåd. Efter 10-15 minutters ophold på værelsetmed en sådan koncentration af klor opstår en alvorlig forbrænding af lungerne og døden. Ved højere koncentrationer er døden mulig inden for et minut fra lammelse af de øvre luftveje.
Når du arbejder med dette stof, anbefales det at bruge overalls, gasmasker, handsker.
Klor i organismers og planters liv
Klor er en del af næsten alle levende organismer. Det ejendommelige er, at det ikke er til stede i sin rene form, men i form af forbindelser.
I organismer af dyr og mennesker opretholder chloridioner osmotisk lighed. Dette skyldes, at de har den bedst egnede radius til indtrængning i membranceller. Sammen med kaliumioner regulerer Cl vand-s altbalancen. I tarmen skaber chloridioner et gunstigt miljø for virkningen af proteolytiske enzymer af mavesaft. Klorkanaler findes i mange celler i vores krop. Gennem dem sker der intercellulær væskeudveksling, og cellens pH opretholdes. Omkring 85% af det samlede volumen af dette element i kroppen ligger i det intercellulære rum. Det udskilles fra kroppen gennem urinrøret. Produceret af den kvindelige krop under amning.
På dette udviklingstrin er det vanskeligt entydigt at sige, hvilke sygdomme der fremkaldes af klor og dets forbindelser. Dette skyldes manglen på forskning på dette område.
Der er også kloridioner til stede i planteceller. Han deltager aktivt i energiudvekslingen. Uden dette element er processen med fotosyntese umulig. Med hans hjælprødderne absorberer aktivt de nødvendige stoffer. Men en høj koncentration af klor i planter kan have en skadelig effekt (sænke fotosynteseprocessen, standse udvikling og vækst).
Der er dog sådanne repræsentanter for floraen, der kunne "få venner" eller i det mindste komme overens med dette element. Karakteristikken for et ikke-metal (klor) indeholder et sådant element som et stofs evne til at oxidere jord. I evolutionsprocessen besatte de ovenfor nævnte planter, kaldet halofytter, tomme strandenge, som var tomme på grund af en overflod af dette element. De absorberer kloridioner og slipper derefter af med dem ved hjælp af bladfald.
Transport og opbevaring af klor
Der er flere måder at flytte og opbevare klor på. Elementets egenskab indebærer behovet for specielle højtrykscylindre. Sådanne beholdere har en identifikationsmærkning - en lodret grøn linje. Cylindre skal skylles grundigt hver måned. Ved længere tids opbevaring af klor dannes et meget eksplosivt bundfald i dem - nitrogentrichlorid. Spontan antændelse og eksplosion er mulig, hvis alle sikkerhedsregler ikke overholdes.
Undersøgelse af klor
Fremtidige kemikere bør kende klors egenskaber. Efter planen kan 9. klasser endda lave laboratorieforsøg med dette stof baseret på grundlæggende viden om disciplinen. Læreren er naturligvis forpligtet til at lave en sikkerhedsbriefing.
Arbejdsrækkefølgen er som følger: du skal tage en kolbe medklor og hæld små metalspåner i det. Under flugten vil spånerne blusse op med klare klare gnister, og samtidig dannes lys hvid røg SbCl3. Når stanniol nedsænkes i et kar med klor, vil det også selvantænde, og der vil langsomt falde brændende snefnug til bunden af kolben. Under denne reaktion dannes der en røget væske - SnCl4. Når jernspåner placeres i karret, dannes der røde "dråber", og der kommer rød røg FeCl3.
Sammen med praktisk arbejde gentages teorien. Især sådan et spørgsmål som karakteriseringen af klor efter position i det periodiske system (beskrevet i begyndelsen af artiklen).
Som et resultat af forsøgene viser det sig, at grundstoffet reagerer aktivt på organiske forbindelser. Hvis du placerer vat gennemvædet i terpentin i en krukke med klor, vil det øjeblikkeligt antændes, og sod falder skarpt fra kolben. Natrium ulmer effektivt med en gullig flamme, og s altkrystaller vises på væggene i kemiske retter. Studerende vil være interesseret i at vide, at mens den stadig var en ung kemiker, N. N. Semenov (senere nobelprisvinder), efter at have udført et sådant eksperiment, samlede s alt fra kolbens vægge og spiste det, dryssende brød med det. Kemi viste sig at være rigtig og svigtede ikke videnskabsmanden. Som et resultat af forsøget udført af kemikeren, viste det sig virkelig at almindeligt bords alt!
