Хлор активный. Хлорирование питьевой воды

Хлор образует четыре кислородсодержащие кислоты: хлорнотистую, хлористую, хлорноватую и хлорную.

Хлорноватистая кислота НСlO образуется при взаимодействии хлора с водой, а также ее солей с сильными минеральными кислотами. Она относится к слабым кислотам, очень неустойчива. Состав продуктов реакции ее разложения зависит от условий. При сильном освещении хлорноватистой кислоты, наличии в растворе восстановителя, а также длительном стоянии она разлагается с выделением атомарного кислорода: НСlO = HСl + O

В присутствии водоотнимающих веществ образуется оксид хлора (I): 2 НСlO = 2 Н2О + Сl2O

Поэтому при взаимодействии хлора с горячим раствором щелочи образуется соли не соляной и хлорноватистой, а соляной и хлорноватой кислот: 6 NаОН + 3 Сl2 = 5 NаСl + NаСlО3 + 3 Н2О

Соли хлорноватистой кислоты - г и п о х л о р и т ы - очень сильные окислители. Они образуются при взаимодействии хлора со щелочами на холоду. Одновременно образуются соли соляной кислоты. Из таких смесей наибольшее распространение получили хлорная известь и жавелевая вода.

Хлористая кислота НСlO2 образуется при действии концентрированной серной кислоты на хлориты щелочных металлов, которые получаются как промежуточные продукты при электролизе растворов хлоридов щелочных металлов в отсутствие диафрагмы между катодным и анодным пространствами. Это слабая, неустойчивая кислота, очень сильный окислитель в кислой среде. При взаимодействии ее с соляной кислотой выделяется хлор: НСlO2 + 3 НС1 = Сl2 + 2 Н2О

Хлорноватая кислота НСlO3 образуется при действии на ее соли -х л о р а т ы - серной кислоты. Это очень неустойчивая кислота, очень сильный окислитель. Может существовать только в разбавленных растворах. При упаривании раствора НСlO3 при низкой температуре в вакууме можно получить вязкий раствор, содержащий около 40 % хлорной кислоты. При более высоком содержании кислоты раствор разлагается со взрывом. Разложение со взрывом происходит и при меньшей концентрации в присутствии восстановителей. В разбавленных растворах хлорная кислота проявляет окислительные свойства, причем реакции протекают вполне спокойно:

НСlO3 + 6 НВr = НСl + 3 Вr2 + 3 Н2О

Соли хлорноватой кислоты - хлораты - образуются при электролизе растворов хлоридов в отсутствие диафрагмы между катодным и анодным пространствами, а также при растворении хлора в горячем растворе щелочей, как показано выше. Образующийся при электролизе хлорат калия (бертолетова соль) слабо растворяется в воде и в виде белого осадка легко отделяется от других солей. Как и кислота, хлораты - довольно сильные окислители:

КСlO3 + 6 НСl = КСl + 3 Сl2 + 3 Н2О

Хлораты применяются для производства взрывчатых веществ, а также получения кислорода в лабораторных условиях и солей хлорной -кислоты - п е р х л о р а т о в. При нагревании бертолетовой соли в присутствии диоксида марганца МпО2, играющего роль катализатора, выделяется кислород. Если же нагревать хлорат калия без катализатора, то он разлагается с образованием калиевых солей хлороводородной и хлорной кислот:

2 КСlО3 = 2 КСl + 3 O2

4 КСlO3 = КСl + 3 КСlO4

При обработке перхлоратов концентрированной серной кислотой можно получить хлорную кислоту:

КСlO4 + Н2SO4 = КНSO4 + НСlO4

Это самая сильная кислота. Она наиболее устойчива из всех кислород содержащих кислот хлора, однако безводная кислота при нагревании, встряхивании или контакте с восстановителями может разлагаться со взрывом. Разбавленные растворы хлорной кислоты вполне устойчивы и безопасны в работе. Хлораты калия, рубидия, цезия, аммония и большинства органических оснований плохо растворяются в воде.

В промышленности перхлорат калия получают электролитическим окислением бертолетовой соли:

2 Н+ + 2 е- = Н2­ (на катоде)

СlО3- - 2 е- + Н2О = СlO4- + 2 Н+ (на аноде)

Биологическая роль.

он относится к жизненно необходимым незаменимым элементам. В организме человека 100 г.

Ионы хлора играют весьма важную биологическую роль. Входя вместе с ионами К+, Mg2+, Са2+, НСО~, Н3Р04 и белками играют главенствующую роль в создании определенного уровня осмотического давления (осмотический гомеостаз) плазмы крови, лимфы, спиномозговой жидкости и т. д.

Хлор-ион участвует в регуляции водно-солевого обмена и объема жидкости, удерживаемой тканями, подержании рН внутриклеточной жидкости и мембранного потенциала, создаваемого работой натрий-калиевого насоса, что объясняется (как и в случае его участия в осмосе) способностью диффундировать через клеточные мембраны подобно тому, как это делают ионы Na+, К+. Ион хлора - необходимый компонент (совместно с ионами Н2Р04, HSO4, ферментами и др.) желудочного сока, входящий в состав соляной кислоты.

Способствуя пищеварению, соляная кислота уничтожает и разнообразные болезнетворные бактерии.

HClO, очень слабая одноосновная кислота, в которой хлор имеет степень окисления +1. Неустойчива, постепенно разлагается даже в разбавленных водных растворах. Х. к. и её соли - гипохлориты - сильные окислители. Кристаллогидрат LiClO․H 2 O выдерживает длительное хранение; NaClO․H 2 O при 70 °С разлагается со взрывом, а KClO известен только в виде водных растворов. Ca (ClO) 2 в сухом виде вполне устойчив, но в присутствии H 2 O и CO 2 разлагается. Более стоек Mg (ClO) 2 . Х. к. и гипохлориты легко разлагаются с выделением кислорода и поэтому широко используются для отбелки целлюлозы и тканей, а также для санитарных целей. Х. к. получается при гидролизе хлора или при растворении окиси хлора Cl 2 O в воде. В промышленном масштабе производятся гипохлориты кальция, натрия, калия, лития хлорированием известкового молока и соответствующих щелочей.

Лит. см. при ст. Хлор.

  • - разговорное название психоделика ЛСД...

    Альтернативная культура. Энциклопедия

  • - химическое соединение, содержащее водород, который может быть замещен металлом или другим положительным ионом с образованием соли. Кислоты растворяются в воде с получением ионов водорода, то есть действуют как...

    Научно-технический энциклопедический словарь

  • - НСlO, слабая кислота. Образуется при растворении хлора в воде; неустойчива. Существует только в разбавленных вод. р-рах. Сильный окислитель...

    Естествознание. Энциклопедический словарь

  • - витамин В, играющий важную роль в процессе синтеза нуклеиновых кислот. Метаболическая роль фолиевой кислоты зависит от наличия в организме витамина В 12 , и дефицит одного из них может привести к дефициту другого...

    Медицинские термины

  • - см. Бор и его соединения...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - см. Гидроароматические соединения...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - см. Глицерин...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - см. Нитрокислоты...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - см....

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - см....

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - HClO, очень слабая одноосновная кислота, в которой хлор имеет степень окисления +1. Неустойчива, постепенно разлагается даже в разбавленных водных растворах...

    Большая Советская энциклопедия

  • - НСlО, слабая кислота. Образуется при растворении хлора в воде; неустойчива. Существует только в разбавленных водных растворах. Сильный окислитель...

    Большой энциклопедический словарь

  • - Р....

    Орфографический словарь русского языка

  • - аш-кислоты...

    Орфографический словарь-справочник

  • - сущ., кол-во синонимов: 1 кислота...

    Словарь синонимов

"Хлорноватистая кислота" в книгах

автора

Рибонуклеиновая кислота

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

Борная кислота

автора Баранов Анатолий

Дезоксирибонуклеиновая кислота

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

Дезоксирибонуклеиновая кислота Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) является местом хранения генетической информации организмов, поэтому можно сказать, что это «самая главная молекула». Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, спирально закрученных одна

Рибонуклеиновая кислота

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

Рибонуклеиновая кислота Молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК), несмотря на их разнообразие, построены по общим структурным принципам. Они состоят из одной полинуклеотидной цепочки, значительно более короткой, чем цепочка ДНК. В нуклеотидах имеются 4 типа азотистых

Борная кислота

Из книги Здоровье Вашей собаки автора Баранов Анатолий

Борная кислота Борная кислота - это бесцветные блестящие кристаллы или мелкий порошок. В холодной воде растворяется плохо, в горячей воде хорошо.Борная кислота обладает слабым противомикробным действием и почти не раздражает ткани, кожу.В ветеринарной практике

Соляная кислота

Из книги Рассказы автора Листенгартен Владимир Абрамович

Соляная кислота В середине 1950-х годов геологическая партия, в которую я был направлен на практику, базировалась в Худатском районе Азербайджана. Снабжение партии шло из города Баку и осуществлялось обычно на грузовых машинах того времени - ГАЗ-51 или ГАЗ-63. На них же часто

Лимонная кислота

Из книги Оригинальные рецепты варенья из лука, кабачков, арбузов и лепестков цветов автора Лагутина Татьяна Владимировна

Борная кислота

Из книги Всё о специях автора Хворостухина Светлана Александровна

Кислота

Из книги История диджеев автора Брюстер Билл

Кислота Как известно, на каком-то этапе в ночных клубах произошли впечатляющие перемены: они стали потусторонними местами с огромными пульсирующими системами звука и света, способными выбить из вашего тела то, что называется реальностью. Клабберы превратились из

Кислота (ЛСД)

Из книги В ночном клубе автора Куропаткина Марина Владимировна

Кислота (ЛСД) Это диэтиламид лизергиновой кислоты, химический препарат, который также производят в подпольных лабораториях. Нередко им пропитывают обычную промокашку. Для того чтобы добиться необходимого эффекта, достаточно положить под язык кусочек промокашки

Фтористоводородная кислота (плавиковая кислота)

Из книги Наркотики и яды [Психоделики и токсические вещества, ядовитые животные и растения] автора Петров Василий Иванович

Фтористоводородная кислота (плавиковая кислота) Бесцветная, едкая, хорошо растворимая в воде жидкость. Легколетуча. Пары тяжелее воздуха. Коррозионна. Негорюча.Пары поражают глаза, слизистые оболочки верхних дыхательных путей и полости рта. При заглатывании паров

Кислота

Из книги Альтернативная культура. Энциклопедия автора Десятерик Дмитрий

Кислота КИСЛОТА - разговорное название психоделика ЛСД (диэтиламид лизергиновой кислоты). Производные от этого слова - «кислый», «кислотный» - используются для обозначения тех субкультурных явлений, произведений, направлений, которые, в той или иной степени,

Хлорноватистая кислота

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ХЛ) автора БСЭ

Тиоктовая кислота (альфа-липоевая кислота) + N-ацетил-L карнитин

Из книги Палеодиета – живое питание для здоровья автора Вулф Робб

Тиоктовая кислота (альфа-липоевая кислота) + N-ацетил-L карнитин Эта комбинация слегка отличается от других тем, что направлена на улучшение работы познавательной и половой функций организма. Тиоктовая кислота – мощный растворимый в воде и в жире антиоксидант. N-ацетил-L

ХЛОРНОВАТИСТАЯ КИСЛОТА

кислота, HClO, очень слабая одноосновная кислота, в которой хлор имеет степень окисления +1. Неустойчива, постепенно разлагается даже в разбавленных водных растворах. Х. к. и её соли - гипохлориты - сильные окислители. Кристаллогидрат LiClO×H2O выдерживает длительное хранение; NaClO×H2O при 70 |С разлагается со взрывом, а KClO известен только в виде водных растворов. Ca (ClO)2 в сухом виде вполне устойчив, но в присутствии H2O и CO2 разлагается. Более стоек Mg (ClO)2. Х. к. и гипохлориты легко разлагаются с выделением кислорода и поэтому широко используются для отбелки целлюлозы и тканей, а также для санитарных целей. Х. к. получается при гидролизе хлора или при растворении окиси хлора Cl2O в воде. В промышленном масштабе производятся гипохлориты кальция, натрия, калия, лития хлорированием известкового молока и соответствующих щелочей.

Лит. см. при ст. Хлор.

Большая советская энциклопедия, БСЭ. 2012

Смотрите еще толкования, синонимы, значения слова и что такое ХЛОРНОВАТИСТАЯ КИСЛОТА в русском языке в словарях, энциклопедиях и справочниках:

  • ХЛОРНОВАТИСТАЯ КИСЛОТА в Большом энциклопедическом словаре:
  • ХЛОРНОВАТИСТАЯ КИСЛОТА в Современном толковом словаре, БСЭ:
    НСlО, слабая кислота. Образуется при растворении хлора в воде; неустойчива. Существует только в разбавленных водных растворах. Сильный окислитель. Хлорноватистая кислота …
  • КИСЛОТА в Соннике Миллера, соннике и толкованиях сновидений:
    Пить какую-то кислоту - это неблагоприятный сон, несущий Вам много беспокойства.Для женщины пить кислые жидкости - означает, что она может …
  • КИСЛОТА в Энциклопедическом словаре:
    , -ы, мн. -dm, -dr, ж. Химическое соединение, содержащее водород, дающее при реакции с основаниями (в 8 знач.) соли и …
  • ХЛОРНОВАТИСТАЯ в Большом российском энциклопедическом словаре:
    ХЛОРНОВ́АТИСТАЯ КИСЛОТА, НСlO, слабая к-та. Образуется при растворении хлора в воде; неустойчива. Существует только в разбавленных вод. р-рах. Сильный окислитель. …
  • КИСЛОТА в Полной акцентуированной парадигме по Зализняку:
    кислота", кисло"ты, кислоты", кисло"т, кислоте", кисло"там, кислоту", кисло"ты, кислото"й, кислото"ю, кисло"тами, кислоте", …
  • КИСЛОТА в словаре Синонимов русского языка:
    аквакислота, алакреатин, алкилбензолсульфокислота, алкоксикислота, альдегидокислота, амид, антрахас, аурин, барбитал, бензолсульфокислота, бензосульфокислота, билитраст, бутандикислота, галлоген, галогенокислота, гексафторкремнекислота, гексафторокремнекислота, гексахлороплатинакислота, гетерополикислота, гидразино-кислота, …
  • КИСЛОТА в Новом толково-словообразовательном словаре русского языка Ефремовой:
    ж. 1) Отвлеч. сущ. по знач. прил.: кислый. 2) Химическое соединение, содержащее водород, способный замещаться металлом при образовании соли. 3) …
  • КИСЛОТА в Словаре русского языка Лопатина:
    кислот`а, -`ы, мн. -`оты, …
  • КИСЛОТА в Полном орфографическом словаре русского языка:
    кислота, -ы, мн. -оты, …
  • КИСЛОТА в Орфографическом словаре:
    кислот`а, -`ы, мн. -`оты, …
  • КИСЛОТА в Словаре русского языка Ожегова:
    1 химическое соединение, содержащее водород, дающее при реакции с основаниями N8 соли и окрашивающее лакмусовую бумагу в красный цвет Азотная, …
  • КИСЛОТА в Толковом словаре русского языка Ушакова:
    кислоты, мн. кислоты, ж. 1. Только ед. Отвлеч. сущ. к кислый, что-н. кислое (разг.). Я попробовал, чувствую: кислота какая-то. 2. …
  • КИСЛОТА в Толковом словаре Ефремовой:
    кислота ж. 1) Отвлеч. сущ. по знач. прил.: кислый. 2) Химическое соединение, содержащее водород, способный замещаться металлом при образовании соли. …
  • КИСЛОТА в Новом словаре русского языка Ефремовой:
    ж. 1. отвлеч. сущ. по прил. кислый 2. Химическое соединение, содержащее водород, способный замещаться металлом при образовании соли. 3. Что-либо, …
  • КИСЛОТА в Большом современном толковом словаре русского языка:
    ж. 1. Химическое соединение, содержащее водород, способный замещаться металлом при образовании соли. 2. То, что своими свойствами - цветом, запахом, …
  • ВИННАЯ ИЛИ ВИННОКАМЕННАЯ КИСЛОТА
    (acide tartarique, tartaric acid, Weinsteins?ure) — C4H6C6, иначе диоксиянтарная, — значительно распространена в растительном царстве, где она встречается свободной или …
  • ВИННАЯ КИСЛОТА*
    или виннокаменная (acide tartarique, tartaric acid, Weinsteinsaure) ? C 4 H 6 C 6 , иначе диоксиянтарная? значительно распространена …
  • в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    см. …
  • ХЛОРИСТО-ВОДОРОДНАЯ, ИЛИ СОЛЯНАЯ, КИСЛОТА
  • ФУМАРОВАЯ КИСЛОТА в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    (хим.), бутендикислота С4Н4O4=С2Н2(СО2Н)2 — стереоизомер (монотропный изомер? — ср. Фосфор, аллотропия) малеиновой кислоты (см.). Находится готовой в растительном царстве, а …
  • МОЧЕВАЯ КИСЛОТА в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
  • МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    (ас. lactique, lactic ас., Milchs?ure, хим.), иначе?-оксипропионовая или этилиденмолочная кислота — С3Н6О3 = СН3—СН(ОН)—СООН (ср. Гидракриловая кислота); известны три …
  • ХЛОРНАЯ, ХЛОРНОВАТАЯ И ХЛОРНОВАТИСТАЯ КИСЛОТЫ в Энциклопедии Брокгауза и Ефрона:
    ? см. …
  • ФУМАРОВАЯ КИСЛОТА в Энциклопедии Брокгауза и Ефрона:
    (хим.), бутендикислота С 4 Н 4 O 4 =С 2 Н 2 (СО 2 Н) 2 ? стереоизомер (монотропный изомер? …
  • МОЧЕВАЯ КИСЛОТА* в Энциклопедии Брокгауза и Ефрона.
  • МОЛОЧНАЯ КИСЛОТА в Энциклопедии Брокгауза и Ефрона:
    (ас. lactique, lactic ас., Milchs a ure, хим.), иначе?-оксипропионовая или этилиденмолочная кислота? С 3 Н 6 О 3 …
  • ХЛОРА ОКИСЛЫ
    окислы, соединения хлора с кислородом: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7, Cl2O8. Х. окись (оксид хлора, ангидрид хлорноватистой кислоты) , Cl2O, …
  • НОМЕНКЛАТУРА ХИМИЧЕСКАЯ в Большой советской энциклопедии, БСЭ:
    химическая, система рациональных названий химически индивидуальных веществ. Первая такая система была выработана в 1787 Комиссией французских химиков под председательством …
  • ЦИКЛОКИСЛОТЫ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    представляют карбоксилированные (см. Карбоксил) производные циклических углеводородов. В настоящей статье, главным образом, рассматриваются кислоты формулыСn?2n — x(C?2?)x или же СmН2(m …
  • ЦИАНОВАЯ КИСЛОТА в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
  • ХЛОРИСТЫЙ АЗОТ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    NCl3, представляет по своему составу аммиак NH3, в котором весь водород замещен хлором. X. азот был открыт Дюлонгом в 1812 …
  • ФТАЛЕВЫЕ КИСЛОТЫ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    Этим именем называются простейшие ароматические дикарбоновые или двухосновные кислоты состава С6Н4(СО2Н)2. Ф. кислоты, как двухзамещенные производные бензола (см. Углеводороды ароматические), …
  • УРЕИДЫ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    (хим.)обширный класс азотистых органических веществ, представляющих производные мочевины NH2.CO.NH2, образованные через замещение в ней одного или более атомов водорода кислотными …
  • СЕРЕБРО, ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
  • КУПОРОСНОЕ МАСЛО в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
  • КРЕПКАЯ ВОДКА в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона.
  • ЙОДИСТЫЙ АЗОТ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    (хим.) — был впервые получен фабрикантом селитры Куртуа, который открыл йод, и с тех пор исследован целым рядом ученых, между …
  • ИРИДИЙ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    (Ir) - один из "платиновых металлов", открыт в 1803 г., получил свое имя за разнообразие окрасок соляных растворов. Встречается в …
  • ЖАВЕЛЕВА ВОДА в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    (хим.) — Бертолле в 1785 г. сделал наблюдение, что хлор, поглощенный раствором едкого кали, не теряет белильной способности, и предложил …
  • ГЛИЦЕРИНЫ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    (хим.)Подобно тому, как название гликоля — CH2(OH).CH2(OH) — стало со временем нарицательным для всех двухатомных спиртов (см. Гликоли), глицеринами называются …
  • БЕНЗОЛ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    или бензин (старинное, ныне оставленное название) — углеводород состава С6Н6, представитель ароматических, или бензольных, соединений (см. это сл.). Вещество это …
  • БЕЛИЛЬНАЯ ИЛИ ХЛОРНАЯ ИЗВЕСТЬ в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Евфрона:
    или белильный порошок (Chlorure de chaux, Bleichkalk или Chlorkalk, Bleaching-powder, Chloride of lime). — Белильную известь, или порошковатый продукт действия …

хлор, который выделяется в свободном виде при взаимодействии данного вещества с соляной кислотой. Выделение хлора происходит в результате окислительно-восстановительной реакции HCl с соединениями, в которых хлор имеет положительные степени окисления – чаще всего +1, +3 и +5. Массовая доля активного хлора в веществе (в процентах) численно равна массе молекулярного хлора, который выделяется из 100 г этого вещества при взаимодействии с избытком соляной кислоты.

Окислить HCl до Cl 2 без потерь и проанализировать количество выделившегося хлора трудно. Поэтому на практике определяют активный хлор иначе – как массу хлора, которая способна выделить из раствора HI такое же количество иода, что и 100 г анализируемого вещества. Например, из сравнения двух реакций:

Cl 2 + 2HI ® I 2 + 2HCl и

NaOCl + 2HCl ® I 2 + NaCl + H 2 O,

видно, что 1 моль иода выделяется под действием либо 70,9 г Cl 2 , либо 74,5 г NaClO, поэтому содержание активного хлора в NaClO равно (70,9/74,5)100 = 95,2% (считается, что в Cl 2 «содержится» 100% активного хлора).

Иодоводородная кислота окисляется легко и полностью, а образующийся иод очень просто определить количественно. На практике поступают так: навеску анализируемого вещества растворяют в воде и добавляют избыток подкисленного раствора KI; затем выделившийся иод (который прекрасно растворяется в избытке раствора KI) титруют раствором тиосульфата известной концентрации (см. также ТИТРОВАНИЕ).

Хлорная вода и хлорноватистая кислота.

История применения веществ, содержащих активный хлор, насчитывает более двух столетий. Вскоре после открытия хлора шведским химиком Шееле в 1774 обнаружилось, что под действием этого газа смоченные водой желтоватые и некрасивые ткани из растительных волокон – льна или хлопка приобретают замечательную белизну. Впервые применил хлор для беления тканей и бумаги французский химик Клод Луи Бертолле. В своем имении в Аркее он открыл в 1785 фабрику по отбелке холста хлором, на которой работали, в частности, его сын вместе с молодым учеником Бертолле Гей-Люссаком.

Хлор, реагируя с водой, образует хлорноватистую кислоту HClO. Это было первое полученное химиками вещество, содержащее активный хлор. Из уравнения реакции HClO + HCl ® Cl 2 + H 2 O следует, что теоретически из 52,5 г чистой HClO можно получить 71 г Cl 2 , то есть хлорноватистая кислота содержит 135,2% активного хлора. Но эта кислота неустойчива; максимально возможная ее концентрация в растворе – не более 30%. Скорость и направление распада хлорноватистой кислоты зависит от условий. В кислой среде при комнатной температуре идет медленная реакция 4HClO ® 2Cl 2 + O 2 + 2H 2 O. В присутствии соляной кислоты в растворе быстро устанавливается равновесие HClO + HCl Cl 2 + H 2 O, сильно сдвинутое вправо. В слабокислых и нейтральных растворах идет распад

2HClO ® O 2 + 2HCl, ускоряемый видимым светом. В слабощелочных средах, особенно при повышенной температуре, идет реакция диспропорционирования с образованием хлорат-ионов: 2HClO + ClO – ® ClO 3 – + 2H + + 2Cl – . Поэтому реально водные растворы хлора содержат лишь незначительные количества хлорноватистой кислоты и активного хлора в них немного.

В 19 в. было обнаружено, что хлорная вода обладает не только отбеливающим, но и дезинфицирующим действием. Впервые в этом качестве ее начали использовать в 1846 в одном из госпиталей в Вене, где была введена практика для врачей ополаскивать руки хлорной водой. После того, как в 1888 на Международном гигиеническом конгрессе в Вене было признано, что заразные болезни, в том числе холера, могут распространяться с питьевой водой, начались планомерные поиски наиболее эффективного способа обеззараживания воды. И когда в больших городах появился водопровод, хлору нашли новое применение – дезинфицировать питьевую воду. Впервые для этой цели его применили в Нью-Йорке в 1895, а в настоящее время для хлорирования воды расходуют ежегодно сотни тысяч тонн хлора. Хлор легко растворяется в воде, убивая в ней все живое. При этом выяснилось, что свободная хлорноватистая кислота почти в 300 раз более активна, чем гипохлорит-ионы ClO – ; объясняется это уникальной способностью HClO проникать в бактерии через их мембраны. Хлорирование оказалось самым простым и дешевым способом обеззараживания воды. Поскольку обнаружить в воде болезнетворные бактерии непросто (для этого требуются сложные лабораторные исследования), обычно бактериальную безопасность воды после ее обработки хлором контролируют по косвенному признаку: числу неопасных, но хорошо различимых в микроскоп микроорганизмов – кишечных палочек. Если после хлорирования в 1 мл воды остается не более 3 палочек, то можно считать, что менее устойчивые болезнетворные бактерии полностью уничтожены. Обычно на один кубометр воды требуется примерно 1,5–2 г хлора. Но иногда хлора добавляют больше, чем обычно; это бывает, например, весной, во время паводка, когда талые воды смывают в реки и остатки удобрений с полей, и прочие загрязнители воды. Поэтому содержание активного хлора в водопроводной воде может изменяться в довольно широких пределах. Избыток хлора придает воде неприятный запах, особенно при ее нагревании, когда растворимость хлора снижается. Ничтожные концентрации хлора в питьевой воде не представляют опасности для здоровья, хотя пить такую воду неприятно. Проще всего избавиться от остатков хлора в водопроводной воде, выдержав её несколько часов в открытой посуде или доведя до кипения: из кипящей воды хлор улетучится быстро и без остатка.

Но если вода загрязнена некоторыми отходами химических производств, хлорирование ее может привести к нежелательным последствиям. Например, при хлорировании фенола могут образоваться дихлорфенолы, обладающие запахом в исключительно малых концентрациях – всего 1 мг в 10 тоннах воды! Еще в 1974 Агентство по защите окpужающей сpеды в США обследовало водоснабжение Нового Оpлеана и обнаpужило в питьевой воде 66 различных хлорорганических соединений (правда, по большей части в очень малых концентрациях – не более 1 мг на тонну). Некоторые примеси в воде после их хлорирования превращаются в чрезвычайно токсичные соединения (например, диоксины). Поэтому более перспективно вместо хлорирования применять озонирование воды (см . ОЗОН).

Хлорируют не только питьевую, но и сточные воды, чтобы патогенные микроорганизмы не попали в реки. Используют хлор и его соединения и для дезинфекции воды в бассейнах.

Гипохлориты щелочных металлов. Жавелевая вода.

Иметь дело с газом, да еще таким ядовитым, как хлор, неудобно и опасно. В 1789 Бертолле вместо хлорной воды, выделяющей хлор, начал для той же цели использовать щелочной отбеливающий раствор. Такой раствор получали путем пропускания хлора в калиевый щелок – раствор поташа (карбоната калия) до насыщения его хлором. Раствор получил название жавелевой воды (в то время Жавель был пригородом Парижа; в настоящее время это один из парижских районов). Отбеливающий раствор, получаемый действием хлора на раствор соды (карбоната натрия), получил название лабарраковой воды – по имени парижского аптекаря Антуана Жермена Лабаррака; его начали использовать с 1820. Впоследствии оба раствора обычно называли одинаково – жавелевой водой, а на практике применяли только более дешевую натриевую соль. Ее получали хлорированием раствора соды. В результате гидролиза карбоната натрия образуется щелочь:

Na 2 СО 3 + Н 2 О NaНСО 3 + NaОН, которая обратимо реагирует с хлором с образованием хлорида и гипохлорита – натриевой соли хлорноватистой кислоты:

Cl 2 + 2NaOH NaClO + NaCl + Н 2 О. Такой отбеливающий раствор, содержащий смесь хлорида и гипохлорита, был очень неустойчивым, и его надо было применять непосредственно на месте получения. Причина нестабильности заключалась в присутствии в растворе при невысоких значениях рН значительных количеств хлорноватистой кислоты HClO. Поэтому со временем жавелевую воду стали получать путем насыщения хлором сильной щелочи – гидроксида натрия. Полученный раствор, содержащий небольшой (0,3%) избыток NaOH, был намного стабильнее.

В настоящее время для получения гипохлорита натрия используют электролиз растворов хлорида натрия без диафрагмы. При этом первичные продукты электролиза – Cl 2 и NaOH реагируют непосредственно в электролитической ванне. Преимущество этого процесса в том, что хлорид натрия, один из продуктов реакции

Cl 2 + 2NaOH ® NaClO + NaCl + Н 2 О, снова подвергается электролизу, так что суммарное уравнение процесса становится таким: NaCl + H 2 O ® NaClO + H 2 . Обычно жавелевая вода содержит от 8 до 15% активного хлора. Повышению его концентрации препятствует побочная реакция окисления гипохлорит-ионов на аноде:

6ClO – + 3H 2 O – 6e ® 2ClO 3 – + 4Cl – + 6H + + 1,5O 2 .

Гипохлорит натрия (в виде кристаллогидратов) был выделен из его раствора путем отгонки воды без нагрева – при пониженном давлении. При этом сначала выделяются кристаллы состава NaClO·5H 2 O, которые при дальнейшем высушивании переходят в NaClO·H 2 O. При нагревании до 70 о С эта соль разлагается со взрывом. Чистый NaClO содержит теоретически 95,2% активного хлора. Все гипохлориты – сильные окислители, особенно в щелочном растворе. Так, в кислой среде они окисляют иодиды до иода, в нейтральной – до иодата IO 3 – , в щелочной – до периодата IO 4 – .

Хлорноватистая кислота очень слабая, слабее даже угольной. Поэтому на воздухе из растворов гипохлоритов происходит частичное выделение этой кислоты под действием углекислого газа: NaOCl + CO 2 NaHCO 3 + HClO. Отбеливающее действие гипохлоритов основано на окислении хлорноватистой кислотой различных загрязняющих ткань веществ. В отсутствие углекислого газа жавелевая вода тоже разлагается. Так, при комнатной температуре в водном растворе за сутки разлагается около 0,1% NaClO. В присутствии щелочей скорость разложения замедляется. Концентрированные растворы NaClO выпускаются промышленностью в большом количестве – сотни тысяч тонн ежегодно. Его применяют как дезинфицирующее средство, для обеззараживания воды, для отбеливания тканей, бумаги, в химических синтезах, в зубоврачебной практике – для дезинфицирования каналов и отбеливания зубов. Более легкий гипохлорит лития содержит в чистом виде 121,6% активного хлора. Его применяют в производстве стиральных порошков, для дезинфекции воды в бассейнах.

Интересна и необычна реакция гипохлоритов с пероксидом водорода в щелочных растворах: ClO – + H 2 O 2 ® H 2 O + Cl – + O 2). Необычность ее в том, что энергия этой экзотермической реакции частично выделяется на молекулах кислорода, который образуется в электронно-возбужденном состоянии (такой кислород называется синглетным). Энергия возбуждения составляет 95 кДж/моль. При столкновении двух возбужденных молекул кислорода обе они переходят в основное состояние, а их избыточная энергия излучается в виде красного света с длиной волны 634 нм. Свечение, вызванное химической реакцией, называется хемилюминесценцией (см. также ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ). Один химик неожиданно наблюдал это свечение, когда попытался вывести чернильное пятно с белого банного полотенца. Смочив пятно отбеливающим раствором, содержащим гипохлорит, он неожиданно увидел слабое розовое свечение, которое продолжалось более минуты. Оказалось, что ранее полотенце отбеливали другим средством, содержащим Н 2 О 2 , и частично пероксид остался на ткани, несмотря на полоскание и сушку.

Хлорная известь.

В Англии, в Ланкашире, с 18 в. применяли для отбеливания тканей вещество, получаемое действием хлора на другой щелочной раствор – известковое молоко. В 1788 английский химик Смитсон Теннант получил патент на получение сухого «отбеливающего порошка» путем абсорбции хлора гашеной известью (гидроксидом кальция). Этот порошок получил название белильной (или хлорной) извести. В 1799 в Глазго началось производство хлорной извести; за первый год ее получили 52 тонны. Гашеная известь стоила очень дешево, а вот хлор был дорог. В начале 19 в., одна тонна хлорной извести стоила 1300 золотых рублей; через сто лет ее цена снизилась в 30 раз, а сейчас это очень дешевое вещество.

Состав хлорной извести долгое время был неизвестен. Английский химик Уильям Одлинг, один из предшественников Д.И.Менделеева по открытию периодического закона, предположил, что хлорная известь – это смешанная соль, хлорид-гипохлорит кальция Ca(OCl)Cl. Однако состав этого вещества сложнее и зависит от способа получения. Сначала в реакции хлора с гидроксидом кальция образуется основной гипохлорит Ca(OCl) 2 ·2Ca(OH) 2 в смеси с основным хлоридом CaCl 2 ·Ca(OH) 2 ·H 2 O. При дальнейшем хлорировании первое из этих соединений постепенно превращается в Ca(OCl) 2 . В результате получается сложная смесь, состоящая из Ca(OCl)Cl, Ca(ClO) 2 , CaCl 2 , Ca(OH) 2 и более сложных соединений на их основе.

Чистый гипохлорит кальция (впервые он был получен в 1875) – бесцветные кристаллы, устойчивые в отсутствие влаги и углекислого газа. При нагревании выше 50° С он разлагается с выделением кислорода. Химически чистое соединение содержит 99,2% активного хлора; присутствие в техническом продукте основного хлорида кальция снижает это значение до 50–70%, а присутствие влаги ускоряет разложение.

Значительно большее распространение получила хлорная известь (другое название – белильная известь). Ее получают хлорированием сухого Ca(OH) 2 . Получаемый продукт обычно содержит 28–36% активного хлора. Из-за медленного разложения, особенно во влажном состоянии, он всегда пахнет хлором. При хранении хлорной извести теряется до 10% активного хлора в год. Разложение ускоряется с повышением влажности и температуры, при освещении, в присутствии тяжелых металлов и углекислого газа. Раствор хлорной извести, стоящий на солнечном свету, за сутки теряет до 5% активного хлора. Применяют хлорную известь для отбеливания тканей, целлюлозы, бумаги, для очистки нефтепродуктов, дезинфекции сточных вод. В лаборатории ее можно использовать для получения хлора.

В России хлорную известь производили с 1890 на заводе Ушакова близ Елабуги на Каме. А до этого всего за три года было импортировано 15 тыс. т хлорной извести на сумму 1,25 млн. рублей. Несмотря на относительно низкое содержание активного хлора и неустойчивость при хранении, хлорную известь еще производят в довольно больших количествах – в основном в развивающихся странах. В США ее производство достигло максимума в 1923 (133 тыс. т), а уже через 30 лет снизилось в шесть раз за счет производства более эффективных средств, содержащих активный хлор.

Другие соединения с активным хлором.

Отбеливающим действием, помимо хлорноватистой кислоты и ее солей, обладает также хлористая кислота HClO 2 и ее соли – хлориты. Кислота эта слабая и неустойчивая, особенно в кислой среде; ее распад идет по уравнению

4HClO 2 ® HClO 3 + 2ClO 2 + HCl + H 2 O. Под действием света, как и в случае HClO, выделяется кислород: 10HClO 2 ® 2HClO 3 + 2HClO 4 + 6HCl + 3O 2 . При получении гипохлоритов действием хлора на щелочи хлориты не накапливаются из-за быстрой реакции ClO 2 – + ClO – ® ClO 3 – + Cl – . Получают хлориты действием ангидрида хлористой кислоты на щелочи: 2ClO 2 + 2NaOH ® NaClO 2 + NaClO 3 + H 2 O. Одновременно образуется хлорат – соль хлорноватой кислоты HClO 3 . Из солей хлористой кислоты применяют в основном хлорит натрия NaClO 2 (содержание активного хлора 156,8%), который используют для быстрого отбеливания искусственного волокна.

Для отбеливания древесной целлюлозы, растительных и животных жиров, стерилизации и дезодорации воды применяют также диоксид хлора (см. также ХЛОР). Чистый ClO 2 содержит 262,8% активного хлора. Это, пожалуй, рекорд для соединений, имеющих практическое значение. Теоретически же из хлорсодержащих соединений на первое место выходит хлорный ангидрид Cl 2 O 7 – 310%.

Дезинфицирующие и моющие свойства сочетает в себе хлорированный тринатрийфосфат состава Na 3 PO 4 1·/4NaClO·11H 2 O, содержащий 4,7% активного хлора. Его добавляют в средства для мытья посуды, стерилизации фруктов и овощей в пищевой промышленности. Применяют, в основном для дезинфекции, и органические соединения, содержащие активный хлор – хлорамин Б (производное бензолсульфокислоты) C 6 H 5 SO 2 N(Na)Cl·3H 2 O, дихлорамин Б C 6 H 5 SO 2 NCl 2 , хлорамин Т (производное толуолсульфокислоты) CH 3 C 6 H 4 SO 2 N(Na)Cl·3H 2 O, дихлорамин Т CH 3 C 6 H 4 SO 2 NCl 2 , пантоцид HOOC 6 H 4 SO 2 NCl 2 . Хлорамины – сильные окислители и хлорирующие агенты, обладают запахом хлора. При действии влаги гидролизуются с выделением хлорноватистой кислоты.

Илья Леенсон