Kipengele cha kikundi kidogo cha VII cha Jedwali la Periodic la D.I. Katika ngazi ya nje kuna elektroni 7, kwa hiyo, wakati wa kuingiliana na mawakala wa kupunguza, klorini inaonyesha mali yake ya oxidizing, kuvutia elektroni ya chuma yenyewe.
Mali ya kimwili ya klorini.
Klorini ni gesi ya manjano. Ina harufu kali.
Kemikali mali ya klorini.
Bure klorini kazi sana. Humenyuka pamoja na vitu vyote rahisi isipokuwa oksijeni, nitrojeni na gesi bora:
Si + 2 Cl 2 = SiCl 4 + Q.
Wakati wa kuingiliana na hidrojeni kwenye joto la kawaida, hakuna athari yoyote, lakini mara tu taa inavyofanya kama ushawishi wa nje, mmenyuko wa mnyororo hutokea, ambao umepata matumizi yake katika kemia ya kikaboni.
Inapokanzwa, klorini ina uwezo wa kuondoa iodini au bromini kutoka kwa asidi zao:
Cl 2 + 2 HBr = 2 HCl + Br 2 .
Klorini humenyuka pamoja na maji, ikiyeyuka kwa sehemu ndani yake. Mchanganyiko huu huitwa maji ya klorini.
Humenyuka pamoja na alkali:
Cl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H 2 O (baridi),
Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (joto).
Kupata klorini.
1. Electrolysis ya kuyeyuka kwa kloridi ya sodiamu, ambayo inaendelea kulingana na mpango ufuatao:
2. Mbinu ya kimaabara ya kutengeneza klorini:
MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O.
Njia kuu ya viwanda ya uzalishaji imejilimbikizia NaCl (Mchoro 96). Katika kesi hii, (2Сl' - 2e - = Сl 2) inatolewa, na (2Н + 2e - = H2) inatolewa katika nafasi ya cathode na hufanya NaOH.
Zinapopatikana kwenye maabara, kawaida hutumia athari ya MnO 2 au KMnO 4 kwenye:
MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
2KMnO 4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O
Ni sawa katika kazi yake ya kemikali ya tabia - pia ni metalloid hai ya monovalent. Hata hivyo, ni chini ya ile ya. Kwa hiyo, mwisho huo una uwezo wa kuhamisha viunganisho.
Kuingiliana na H 2 + Cl 2 = 2HCl + 44 kcal
chini ya hali ya kawaida huendelea polepole sana, lakini wakati mchanganyiko unapokanzwa au kuangazwa kwa nguvu (jua moja kwa moja, kuchoma, nk) hufuatana.
NaCl + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HCl
NaCl + NaHSO 4 = Na 2 SO 4 + HCl
Wa kwanza wao hutokea sehemu tayari chini ya hali ya kawaida na karibu kabisa chini ya joto la chini; ya pili hutokea tu kwa juu. Ili kutekeleza mchakato huo, mashine za mitambo ya utendaji wa juu hutumiwa.
Cl 2 + H 2 O = HCl + HOCl
Kwa kuwa kiwanja kisicho thabiti, HOCl hutengana polepole hata katika hali ya kuzimu kama hiyo. huitwa asidi ya hypochlorous, au . HOCl yenyewe na yake ni nguvu sana.
Njia rahisi zaidi ya kufikia hili ni kwa kuongeza mchanganyiko wa majibu. Kwa kuwa, H inavyoundwa, OH itaunganishwa kuwa zisizounganishwa na itahamia kulia Kwa kutumia, kwa mfano, NaOH tunayo:
Cl 2 + H 2 O<–––>HOCl + HCl
HOCl + HCl + 2NaOH –––>NaOCl + NaCl + 2H 2 O
au kwa ujumla:
Cl 2 + 2NaOH –––>NaOCl + NaCl + H 2 O
Kama matokeo ya mwingiliano na, mchanganyiko wa hypochlorous na hupatikana. Matokeo ("") ina mali ya vioksidishaji yenye nguvu na hutumiwa sana kwa blekning na.
Klorini (kingine hujulikana kama bleach) ni dutu nyeupe yenye vioksidishaji vikali. Inatumika kwa weupe na kuua vijidudu, na pia hutumika kama moja ya degassers kuu, i.e., njia za kuharibu jeshi.
P-mambo, ya kawaida, yasiyo ya metali (astatine ni nusu-chuma), halojeni.
Mchoro wa elektroni wa kipengele Hal (Hal ≠ F):
Vipengele vya kikundi kidogo cha VIIA vina sifa ya valences zifuatazo:
Jedwali 2. Valence
3. Vipengele vya kikundi kidogo cha VIIA vina sifa ya hali zifuatazo za oxidation:
Jedwali 3. Majimbo ya oxidation ya vipengele
Tabia za kipengele cha kemikali
Klorini ni sehemu ya kikundi VII A. Nambari ya serial 17
Uzito wa atomiki wa jamaa: 35.4527 a. k.m (g/mol)
Idadi ya protoni, neutroni, elektroni: 17,18,17
Muundo wa atomiki:
Fomula ya kielektroniki:
Hali ya kawaida ya oksidi: -1, 0, +1, +3, +4, +5, +7
Nishati ya ionization: 1254.9(13.01) kJ/mol (eV)
Uhusiano wa elektroni: 349 (kJ/mol)
Electronegativity kulingana na Pauling: 3.20
Tabia za dutu rahisi
Aina ya dhamana: covalent isiyo ya polar
Molekuli ya diatomiki
Isotopu: 35 Cl (75.78%) na 37 Cl (24.22%)
Aina ya kimiani ya kioo: Masi
Vigezo vya Thermodynamic
Jedwali 4
Tabia za kimwili
Jedwali 5
Tabia za kemikali
Suluhisho la maji la klorini limebadilishwa sana ("maji ya klorini")
Hatua ya 1: Cl 2 + H 2 O = HCl + HOCl
Hatua ya 2: HOCl = HCl + [O] - oksijeni ya atomiki
Uwezo wa kuongeza vioksidishaji katika kikundi hupungua kutoka florini hadi iodini = ˃
Klorini ni wakala wa oksidi kali:
1. Mwingiliano na vitu rahisi
a) na hidrojeni:
Cl 2 + H 2 = 2HCl
b) na metali:
Cl 2 + 2Na = 2NaCl
3Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3
c) na zisizo za umeme zisizo na nguvu:
3Cl 2 + 2P = 2PCl 3
Cl 2 + S = SCl 2
Na oksijeni, kaboni na nitrojeni, klorini moja kwa moja haina kuguswa!
2. Mwingiliano na vitu ngumu
a) na maji: tazama hapo juu
b) na asidi: haina kuguswa!
c) na suluhisho za alkali:
kwenye baridi: Cl 2 +2 NaOH = NaCl + NaClO + H 2 O
inapokanzwa: 3Cl 2 + 6 KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O
e) na vitu vingi vya kikaboni:
Cl 2 + CH 4 = CH 3 Cl + HCl
C 6 H 6 + Cl 2 = C 6 H 5 Cl + HCl
Misombo muhimu zaidi ya klorini
Kloridi hidrojeni, kloridi hidrojeni(HCl) ni gesi isiyo na rangi, isiyoweza kupenyeza joto (chini ya hali ya kawaida) yenye harufu kali, mafusho katika hewa yenye unyevunyevu, huyeyuka kwa urahisi kwenye maji (hadi ujazo 500 wa gesi kwa kila ujazo wa maji) na kutengeneza asidi hidrokloriki (hidrokloriki). Katika -114.22 °C, HCl hubadilika kuwa hali dhabiti. Katika hali dhabiti, kloridi ya hidrojeni inapatikana kwa namna ya marekebisho mawili ya fuwele: orthorhombic, imara chini, na cubic.
Suluhisho la maji ya kloridi hidrojeni inaitwa asidi hidrokloric. Wakati kufutwa katika maji, taratibu zifuatazo hutokea:
HCl g + H 2 O l = H 3 O + l + Cl − l
Mchakato wa kufutwa ni wa hali ya juu sana. Kwa maji, HCl huunda mchanganyiko wa azeotropic. Ni asidi ya monoprotic yenye nguvu. Huingiliana kwa nguvu na metali zote kwenye safu ya voltage upande wa kushoto wa hidrojeni, na oksidi za kimsingi na za amphoteric, besi na chumvi, na kutengeneza chumvi - kloridi:
Mg + 2 HCl → MgCl 2 + H 2
FeO + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 O
Inapofichuliwa na vioksidishaji vikali au wakati wa elektrolisisi, kloridi ya hidrojeni huonyesha sifa za kupunguza:
MnO 2 + 4 HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2 H 2 O
Inapokanzwa, kloridi hidrojeni hutiwa oksidi na oksijeni (kichocheo - shaba(II) kloridi CuCl 2):
4 HCl + O 2 → 2 H 2 O +2 Cl 2
Hata hivyo, asidi hidrokloriki iliyokolea humenyuka pamoja na shaba kuunda changamano moja ya shaba:
2 Cu + 4 HCl → 2 H + H 2
Mchanganyiko wa sehemu 3 kwa kiasi cha asidi hidrokloriki iliyojilimbikizia na sehemu 1 kwa kiasi cha asidi ya nitriki iliyokolea inaitwa "aqua regia". Aqua regia inaweza hata kufuta dhahabu na platinamu. Shughuli ya juu ya oksidi ya aqua regia ni kwa sababu ya uwepo wa kloridi ya nitrosyl na klorini ndani yake, ambazo ziko katika usawa na vitu vya kuanzia:
4 H 3 O + + 3 Cl − + NO 3 − = NOCl + Cl 2 + 6 H 2 O
Kwa sababu ya mkusanyiko mkubwa wa ioni za kloridi kwenye suluhisho, chuma hutiwa ndani ya tata ya kloridi, ambayo inakuza kufutwa kwake:
3 Pt + 4 HNO 3 + 18 HCl → 3 H 2 + 4 NO + 8 H 2 O
Kloridi ya hidrojeni pia ina sifa ya athari za kuongeza kwa vifungo vingi (ongezeko la umeme):
R-CH=CH 2 + HCl → R-CHCl-CH 3
R-C≡CH + 2 HCl → R-CCl 2 -CH 3
Oksidi za klorini- misombo ya kemikali isokaboni ya klorini na oksijeni, pamoja na formula ya jumla: Cl x O y.
Klorini huunda oksidi zifuatazo: Cl 2 O, Cl 2 O 3, ClO 2, Cl 2 O 4, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Kwa kuongeza, zifuatazo zinajulikana: kali ya muda mfupi ya ClO, peroksidi ya klorini kali ClOO na kali ya tetroksidi ya klorini ClO 4.
Jedwali hapa chini linaonyesha mali ya oksidi za klorini thabiti:
Jedwali 6
| Mali | Cl2O | ClO2 | CloClO 3 | Cl 2 O 6 (l)↔2ClO 3 (g) | Cl2O7 |
| Rangi na hali katika chumba. joto | Gesi ya njano-kahawia | Gesi ya njano-kijani | Kioevu cha manjano nyepesi | Kioevu nyekundu giza | Kioevu kisicho na rangi |
| Hali ya oxidation ya klorini | (+1) | (+4) | (+1), (+7) | (+6) | (+7) |
| T. pl., °C | −120,6 | −59 | −117 | 3,5 | −91,5 |
| Halijoto ya Bp, °C | 2,0 | 44,5 | |||
| d(f, 0°C), g*cm -3 | - | 1,64 | 1,806 | - | 2,02 |
| Sampuli ya ΔH° (gesi, 298 K), kJ*mol -1 | 80,3 | 102,6 | ~180 | (155) | |
| Sampuli ya ΔG° (gesi, 298 K), kJ*mol -1 | 97,9 | 120,6 | - | - | - |
| Sampuli ya S° (gesi, 298 K), J*K -1 *mol -1 | 265,9 | 256,7 | 327,2 | - | - |
| Dipole moment μ, D | 0.78 ± 0.08 | 1.78 ± 0.01 | - | - | 0.72 ± 0.02 |
Oksidi ya klorini (I), Oksidi ya dichlor, anhidridi ya asidi ya hypochlorous - kiwanja cha klorini katika hali ya oxidation +1 na oksijeni.
Katika hali ya kawaida, ni gesi ya hudhurungi-njano na harufu ya tabia inayowakumbusha klorini. Katika halijoto iliyo chini ya 2 °C kioevu huwa na rangi nyekundu-dhahabu. Sumu: huathiri njia ya upumuaji. Hutengana polepole:
Hulipuka katika viwango vya juu. Msongamano chini ya hali ya kawaida ni 3.22 kg/m³. Huyeyuka katika tetrakloridi kaboni. Mumunyifu katika maji kuunda asidi dhaifu ya hypochlorous:
Humenyuka haraka pamoja na alkali:
Cl 2 O + 2NaOH (dil.) = 2NaClO + H 2 O
Dioksidi ya klorini- oksidi ya asidi. Wakati kufutwa katika maji, asidi ya klori na perkloric huundwa (mmenyuko wa kutofautiana). Suluhisho la dilute ni thabiti gizani na hutengana polepole kwenye mwanga:
Dioksidi ya klorini- klorini oksidi ( IV), kiwanja cha klorini na oksijeni, fomula: ClO 2.
Katika hali ya kawaida, ClO 2 ni gesi nyekundu-njano yenye harufu ya tabia. Katika joto chini ya 10 °C ClO 2 ni kioevu nyekundu-kahawia. Utulivu wa chini, hupuka kwenye mwanga, inapogusana na mawakala wa vioksidishaji na inapokanzwa. Hebu kufuta vizuri katika maji. Kwa sababu ya hatari yake ya mlipuko, dioksidi ya klorini haiwezi kuhifadhiwa kama kioevu.
Oksidi ya asidi. Wakati kufutwa katika maji, asidi ya klori na perkloric huundwa (mmenyuko wa kutofautiana). Suluhisho la dilute ni thabiti gizani na hutengana polepole kwenye mwanga:
Asidi ya klorini inayosababishwa haina msimamo sana na hutengana:
Inaonyesha sifa za redox.
2ClO 2 + 5H 2 SO 4 (diluted) + 10FeSO 4 = 5Fe 2 (SO 4) 3 + 2HCl + 4H 2 O
ClO 2 + 2NaOH baridi. = NaClO 2 + NaClO 3 + H 2 O
ClO 2 + O 3 = ClO 3 + O 2
ClO 2 humenyuka pamoja na misombo mingi ya kikaboni na hufanya kama wakala wa ukaaji wa nguvu ya wastani.
Asidi ya Hypochlorous- HClO, asidi ya monoprotic dhaifu sana ambayo klorini ina hali ya oxidation ya +1. Inapatikana tu katika suluhisho.
Katika miyeyusho yenye maji, asidi hidrokloriki hutengana kwa sehemu na kuwa protoni na anion ya hipokloriti ClO - :
Isiyo thabiti. Asidi ya Hypochlorous na chumvi zake - hipokloriti- mawakala vioksidishaji vikali. Humenyuka pamoja na asidi hidrokloriki HCl, na kutengeneza klorini ya molekuli:
HClO + NaOH (diluted) = NaClO + H 2 O 
Asidi ya klorini- HClO 2, asidi ya monobasic ya nguvu ya kati.
Asidi ya kloridi HClO 2 katika fomu yake ya bure haina msimamo hata katika suluhisho la maji iliyoyeyushwa hutengana haraka:
Imetengwa na alkali.
HClO 2 + NaOH (dil. baridi) = NaClO 2 + H 2 O
Anhidridi ya asidi hii haijulikani.
Suluhisho la asidi huandaliwa kutoka kwa chumvi zake - klorini Iliundwa kama matokeo ya mwingiliano wa ClO 2 na alkali:
Inaonyesha sifa za redox.
5HClO2 + 3H2SO4 (diluted) + 2KMnO4 = 5HClO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
Asidi ya klorini- HClO 3, asidi kali ya monobasic ambayo klorini ina hali ya oxidation ya +5. Haikupokelewa kwa fomu ya bure; katika ufumbuzi wa maji katika viwango vya chini ya 30% katika baridi ni imara kabisa; katika suluhisho zilizojilimbikizia zaidi hutengana:
Asidi ya Hypochlorous ni wakala wa oksidi kali; uwezo wa vioksidishaji huongezeka kwa kuongezeka kwa mkusanyiko na joto. HClO 3 inapunguzwa kwa urahisi hadi asidi hidrokloriki:
HClO 3 + 5HCl (conc.) = 3Cl 2 + 3H 2 O
HClO 3 + NaOH (diluted) = NaClO 3 + H 2 O
Wakati mchanganyiko wa SO 2 na hewa hupitishwa kupitia suluhisho la asidi kali, dioksidi ya klorini huundwa:
Katika asilimia 40 ya asidi ya perkloric, karatasi ya chujio, kwa mfano, inawaka.
8. Kuwa katika asili:
Katika ukoko wa dunia, klorini ni halojeni ya kawaida. Kwa kuwa klorini inafanya kazi sana, hutokea kwa asili tu kwa namna ya misombo katika madini.
Jedwali 7. Kutafuta katika asili
Jedwali 7. Fomu za madini
Hifadhi kubwa zaidi ya klorini iko katika chumvi za maji ya bahari na bahari.
Risiti
Mbinu za kemikali za kutengeneza klorini hazifanyi kazi na ni ghali. Leo zina umuhimu mkubwa wa kihistoria. Inaweza kupatikana kwa kujibu permanganate ya potasiamu na asidi hidrokloric:
Mbinu ya Scheele
Hapo awali, njia ya viwandani ya kutengeneza klorini ilitokana na njia ya Scheele, ambayo ni, majibu ya pyrolusite na asidi hidrokloric:
Njia ya Shemasi
Mbinu ya kuzalisha klorini kwa uoksidishaji wa kichocheo wa kloridi hidrojeni na oksijeni ya anga.
Njia za electrochemical
Leo, klorini hutolewa kwa kiwango cha viwanda pamoja na hidroksidi ya sodiamu na hidrojeni kwa electrolysis ya suluhisho la chumvi la meza, michakato kuu ambayo inaweza kuwakilishwa na formula ya muhtasari:
Maombi
· Wasifu wa dirisha uliotengenezwa kwa polima zenye klorini
· Kipengele kikuu cha bleach ni maji ya Labarraco (hypokloriti ya sodiamu)
· Katika utengenezaji wa kloridi ya polyvinyl, misombo ya plastiki, mpira wa sintetiki.
· Uzalishaji wa organochlorines. Sehemu kubwa ya klorini inayozalishwa hutumiwa kupata bidhaa za ulinzi wa mimea. Moja ya dawa muhimu zaidi ya kuua wadudu ni hexachlorocyclohexane (mara nyingi huitwa hexachlorane).
· Inatumika kama wakala wa vita vya kemikali, na vile vile kwa utengenezaji wa mawakala wengine wa vita vya kemikali: gesi ya haradali, fosjini.
· Kwa ajili ya kuua viini vya maji - “klorini”.
· Imesajiliwa katika tasnia ya chakula kama nyongeza ya chakula E925.
· Katika uzalishaji wa kemikali ya asidi hidrokloriki, bleach, chumvi ya berthollet, kloridi za chuma, sumu, madawa, mbolea.
· Katika madini kwa ajili ya uzalishaji wa metali safi: titanium, bati, tantalum, niobium.
· Kama kiashirio cha neutrino za jua katika vigunduzi vya klorini-argon.
Nchi nyingi zilizoendelea zinajitahidi kupunguza matumizi ya klorini katika maisha ya kila siku, ikiwa ni pamoja na kwa sababu mwako wa taka zilizo na klorini hutoa kiasi kikubwa cha dioksini.
Klorini(lat. Chlorum), Cl, kipengele cha kemikali cha kikundi VII cha mfumo wa upimaji wa Mendeleev, nambari ya atomiki 17, molekuli ya atomiki 35.453; ni ya familia ya halogen. Chini ya hali ya kawaida (0 ° C, 0.1 Mn/m2, au 1 kgf/cm2) ni gesi ya manjano-kijani yenye harufu kali ya kuwasha. Klorini ya asili ina isotopu mbili thabiti: 35 Cl (75.77%) na 37 Cl (24.23%). Isotopu za mionzi zilizo na nambari za wingi 31-47 zimepatikana kwa njia ya bandia, haswa: 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 na nusu ya maisha (T ½) mtawaliwa 0.31; 2.5; Sekunde 1.56; 3.1 · miaka 105; 37.3, 55.5 na dk 1.4. 36Cl na 38Cl hutumiwa kama vifuatiliaji vya isotopiki.
atomi ya klorini. +17 Cl)2)8)7 mchoro wa muundo wa atomiki. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 ni fomula ya kielektroniki. Atomu iko katika kipindi cha III, na ina viwango vitatu vya nishati. Atomi iko katika kikundi VII, kikundi kikuu - katika kiwango cha nishati ya nje ya elektroni 7
Usambazaji wa klorini katika asili. Klorini hutokea kwa asili tu kwa namna ya misombo. Maudhui ya wastani ya Klorini katika ukanda wa dunia (clarke) ni 1.7 · 10 -2% kwa wingi, katika miamba ya igneous tindikali - granites na wengine - 2.4 · 10 -2, katika miamba ya msingi na ultrabasic 5 · 10 -3. Jukumu kuu katika historia ya klorini katika ukanda wa dunia unachezwa na uhamiaji wa maji. Katika mfumo wa Cl ion, hupatikana katika Bahari ya Dunia (1.93%), maji ya chini ya ardhi na maziwa ya chumvi. Idadi ya madini yake (hasa kloridi asilia) ni 97, moja kuu ni halite NaCl (Chumvi ya Mwamba). Amana kubwa za kloridi ya potasiamu na magnesiamu na kloridi mchanganyiko pia hujulikana: sylvinite KCl, sylvinite (Na,K)Cl, carnalite KCl MgCl 2 6H 2 O, kainite KCl MgSO 4 3H 2 O, bischofite MgCl 2 O 6H Katika historia. ya Dunia, usambazaji wa HCl zilizomo katika gesi za volkeno hadi sehemu za juu za ukoko wa dunia ulikuwa wa umuhimu mkubwa.
Kupata klorini. Klorini ilianza kuzalishwa viwandani mwaka 1785 kwa kuitikia asidi hidrokloriki na oksidi ya manganese (II) au pyrolusite. Mnamo 1867, mwanakemia wa Kiingereza G. Deacon alitengeneza mbinu ya kuzalisha klorini kwa kuongeza oksidi ya HCl na oksijeni ya anga mbele ya kichocheo. Tangu mwishoni mwa karne ya 19 na mwanzoni mwa karne ya 20, klorini imetolewa na electrolysis ya ufumbuzi wa maji ya kloridi ya chuma ya alkali. Njia hizi huzalisha 90-95% ya Klorini duniani. Kiasi kidogo cha Klorini hupatikana kwa-bidhaa katika utengenezaji wa magnesiamu, kalsiamu, sodiamu na lithiamu kwa electrolysis ya kloridi iliyoyeyuka. Njia mbili kuu za electrolysis ya ufumbuzi wa maji ya NaCl hutumiwa: 1) katika electrolyzers yenye cathode imara na diaphragm ya chujio cha porous; 2) katika electrolyzers na cathode ya zebaki. Katika njia zote mbili, gesi ya klorini hutolewa kwenye anode ya grafiti au oksidi titanium-ruthenium. Kwa mujibu wa njia ya kwanza, hidrojeni hutolewa kwenye cathode na ufumbuzi wa NaOH na NaCl huundwa, ambayo soda ya kibiashara ya caustic hutenganishwa na usindikaji unaofuata. Kwa mujibu wa njia ya pili, amalgam ya sodiamu huundwa kwenye cathode wakati inapoharibiwa na maji safi katika vifaa tofauti, suluhisho la NaOH, hidrojeni na zebaki safi hupatikana, ambayo tena huenda katika uzalishaji. Mbinu zote mbili hutoa t 1.125 za NaOH kwa tani 1 ya Klorini.
Electrolysis yenye diaphragm inahitaji uwekezaji mdogo wa mtaji ili kuandaa utengenezaji wa Klorini na hutoa NaOH ya bei nafuu. Mbinu ya zebaki cathode hutoa NaOH safi sana, lakini upotevu wa zebaki huchafua mazingira.
Mali ya kimwili ya klorini. Klorini ina kiwango cha mchemko cha -34.05°C, kiwango myeyuko cha -101°C. Uzito wa gesi ya klorini chini ya hali ya kawaida ni 3.214 g / l; mvuke iliyojaa saa 0 ° C 12.21 g / l; kioevu Klorini kwenye kiwango cha kuchemsha cha 1.557 g/cm3; Klorini imara katika - 102°C 1.9 g/cm 3. Shinikizo la mvuke uliojaa wa Klorini ifikapo 0°C 0.369; saa 25 ° C 0.772; saa 100 ° C 3.814 Mn / m 2 au, kwa mtiririko huo, 3.69; 7.72; 38.14 kgf/cm2. Joto la fusion 90.3 kJ / kg (21.5 cal / g); joto la uvukizi 288 kJ/kg (68.8 cal/g); Uwezo wa joto wa gesi kwa shinikizo la mara kwa mara ni 0.48 kJ / (kg K). Vipindi muhimu vya Klorini: joto 144 ° C, shinikizo 7.72 Mn / m2 (77.2 kgf / cm2), wiani 573 g / l, kiasi maalum 1.745 · 10 -3 l / g. Umumunyifu (katika g/l) wa Klorini kwa shinikizo la sehemu ya 0.1 Mn/m2, au 1 kgf/cm2, katika maji 14.8 (0°C), 5.8 (30°C), 2.8 (70°C); katika suluhisho la 300 g / l NaCl 1.42 (30 ° C), 0.64 (70 ° C). Chini ya 9.6 ° C, hidrati za klorini za muundo wa kutofautiana Cl 2 · nH 2 O (ambapo n = 6-8) huundwa katika ufumbuzi wa maji; Hizi ni fuwele za ujazo za manjano ambazo huoza kwa kuongezeka kwa joto hadi Klorini na maji. Klorini huyeyushwa sana katika TiCl 4, SiCl 4, SnCl 4 na baadhi ya vimumunyisho vya kikaboni (hasa hexane C 6 H 14 na tetrakloridi kaboni CCl 4). Molekuli ya klorini ni diatomic (Cl 2). Kiwango cha utengano wa joto wa Cl 2 + 243 kJ = 2Cl saa 1000 K ni 2.07 · 10 -4%, saa 2500 K 0.909%.
Klorini ni gesi nzito (mara 2.5 nzito kuliko hewa) ya manjano-kijani. Kwa shinikizo la chini, klorini iko karibu na gesi bora: mole 1 ya klorini chini ya hali ya kawaida inachukua kiasi cha lita 22.06. Inapopozwa hadi -34°C, klorini huyeyuka, na ifikapo -101°C huganda. Joto la kioevu la gesi ya klorini linaweza kuongezeka kwa urahisi kwa kuongeza shinikizo; Kwa hivyo, kwa shinikizo la atm 5, klorini tayari huchemka kwa +10.3 ° C.
Klorini katika misombo yake inaweza kuonyesha hali zote za oxidation - kutoka -1 hadi +7. Kwa oksijeni, klorini huunda idadi ya oksidi, zote katika umbo lao safi hazina msimamo na hulipuka: Cl2O ni gesi ya manjano-machungwa, ClO2 ni gesi ya manjano (chini ya 9.7 o C ni kioevu nyekundu), klorini perchlorate Cl2O. 4 (ClO-ClO 3, kioevu cha manjano nyepesi), Cl2O 6 (O 2 Cl–O-ClO 3, kioevu chekundu), Cl2O 7 - kioevu kisicho na rangi, kinacholipuka sana. Kwa joto la chini, oksidi zisizo imara Cl2O 3 na ClO3 zilipatikana. Oksidi ya ClO2 huzalishwa kwa kiwango cha viwanda na hutumika badala ya klorini kusausha majimaji na kuua maji ya kunywa na maji machafu. Pamoja na halojeni zingine, klorini huunda idadi ya kinachojulikana kama misombo ya interhalojeni, kwa mfano, ClF, ClF3, ClF 5, BrCl, ICl, ICl 3.
Tabia ya kemikali ya klorini. Klorini hupasuka vizuri katika maji: saa 10 ° C, 3.15 lita za klorini hupasuka katika lita 1 ya maji, saa 20 ° C - 2.3 lita. Suluhisho linalosababishwa kawaida huitwa maji ya klorini. Ikiwa utajaa maji baridi (chini ya 9.6 ° C) na klorini kwenye shinikizo la anga, fuwele za njano za utungaji Cl2 · 6H2O hutolewa kutoka kwa suluhisho Fuwele sawa za hidrati ya klorini hutengenezwa wakati gesi ya klorini ya mvua imepozwa. Kemikali, klorini inafanya kazi sana. Humenyuka karibu na vitu vyote, hata na platinamu (kwenye joto zaidi ya 560 ° C). Na dhahabu pia hupasuka katika maji ya klorini. Mnamo 1869, James Alfred Wanklyn, profesa wa kemia huko Edinburgh, aligundua kuwa klorini iliyokaushwa vizuri haikuwa na athari kwa chuma na metali zingine. Matokeo yake, iliwezekana kuhifadhi klorini ya kioevu isiyo na maji katika mitungi ya chuma. Klorini humenyuka kikamilifu na kwa kutolewa kwa kiasi kikubwa cha joto na hidrojeni:
Cl 2 + H 2 2HCl + 184 kJ. Mmenyuko hufuata utaratibu wa mnyororo, na ikiwa kasi ya kuanzishwa kwake ni kubwa (mwangaza mkali na taa ya ultraviolet au bluu-violet, inapokanzwa kwa joto la juu), mchanganyiko wa gesi (ikiwa ina klorini zaidi ya 11.5 na chini ya 95). %) hulipuka
Katika suluhisho la maji, klorini humenyuka kwa sehemu na badala polepole na maji; kwa 25° C, msawazo: Cl2 + H 2 O HClO + HCl huanzishwa ndani ya siku mbili. Asidi ya Hypochlorous hutengana katika mwanga: HClO HCl + O. Ni oksijeni ya atomiki ambayo ina sifa ya athari ya blekning (klorini kavu kabisa haina uwezo huu).
Usanidi wa elektroniki wa nje wa atomi ya Cl 3s 2 Sp 5. Kwa mujibu wa hili, klorini katika misombo huonyesha hali ya oxidation ya -1, +1, +3, +4, +5, +6 na +7. Radi ya covalent ya atomi ni 0.99Å, radius ya ionic ya Cl ni 1.82Å, mshikamano wa elektroni wa atomi ya Klorini ni 3.65 eV, nishati ya ionization ni 12.97 eV.
Kikemia, klorini inafanya kazi sana, inachanganyika moja kwa moja na karibu metali zote (na zingine tu mbele ya unyevu au inapokanzwa) na zisizo za metali (isipokuwa kaboni, nitrojeni, oksijeni, gesi za inert), na kutengeneza kloridi zinazolingana, humenyuka na. misombo mingi, inachukua nafasi ya hidrojeni katika hidrokaboni iliyojaa na kujiunga na misombo isiyojaa. Klorini huondoa bromini na iodini kutoka kwa misombo yao na hidrojeni na metali; Ya misombo ya klorini yenye vipengele hivi, inabadilishwa na fluorine. Metali za alkali kukiwa na chembechembe za unyevu humenyuka pamoja na Klorini kwa kuwasha; Chuma, pamoja na metali zingine, ni sugu kwa mazingira ya Klorini kavu kwa joto la chini, kwa hivyo hutumiwa kwa utengenezaji wa vifaa na vifaa vya uhifadhi wa Klorini kavu. Fosforasi huwaka katika anga ya Klorini, na kutengeneza PCl 3, na kwa klorini zaidi - PCl 5; salfa yenye Klorini inapopashwa joto hutoa S 2 Cl 2, SCl 2 na nyingine S n Cl m. Arsenic, antimoni, bismuth, strontium, tellurium huingiliana kwa nguvu na Klorini. Mchanganyiko wa klorini na hidrojeni huwaka na moto usio na rangi au njano-kijani na uundaji wa kloridi ya hidrojeni (hii ni mmenyuko wa mnyororo).
Kiwango cha juu cha joto cha mwali wa hidrojeni-klorini ni 2200 ° C. Michanganyiko ya klorini na hidrojeni iliyo na 5.8 hadi 88.5% H 2 hulipuka.
Kwa oksijeni, Klorini huunda oksidi: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7, Cl 2 O 8, pamoja na hypochlorites (chumvi ya asidi ya hypochlorous), klorini, klorate na perhlorates. Michanganyiko yote ya oksijeni ya klorini huunda michanganyiko inayolipuka na vitu vilivyooksidishwa kwa urahisi. Oksidi za klorini hazina uthabiti na zinaweza kulipuka kwa urahisi wakati wa kuhifadhi;
Klorini katika hidrolisisi ya maji, kutengeneza hypochlorous na asidi hidrokloriki: Cl 2 + H 2 O = HClO + HCl. Wakati ufumbuzi wa maji ya alkali ni klorini katika baridi, hypochlorites na kloridi huundwa: 2NaOH + Cl 2 = NaClO + NaCl + H 2 O, na inapokanzwa, klorati huundwa. Klorini ya hidroksidi kavu ya kalsiamu hutoa bleach.
Wakati amonia humenyuka na klorini, trikloridi ya nitrojeni huundwa. Wakati wa klorini misombo ya kikaboni, Klorini hubadilisha hidrojeni au huongeza vifungo vingi, na kutengeneza misombo mbalimbali ya kikaboni yenye klorini.
Klorini huunda misombo ya interhalogen na halojeni nyingine. Fluorides ClF, ClF 3, ClF 3 ni tendaji sana; kwa mfano, katika anga ya ClF 3, pamba ya glasi huwaka moja kwa moja. Michanganyiko inayojulikana ya klorini yenye oksijeni na florini ni klorini oxyfluorides: ClO 3 F, ClO 2 F 3, ClOF, ClOF 3 na florini perchlorate FClO 4.
Jukumu la kibaolojia la klorini.
Klorini ni moja ya vipengele vya biogenic, sehemu ya mara kwa mara ya tishu za mimea na wanyama. Maudhui ya klorini katika mimea (klorini nyingi katika halophytes) ni kati ya maelfu ya asilimia hadi asilimia nzima, kwa wanyama - sehemu ya kumi na mia ya asilimia. Mahitaji ya kila siku ya mtu mzima kwa Klorini (2-4 g) yanafunikwa na bidhaa za chakula. Klorini kawaida hutolewa kwa ziada na chakula katika mfumo wa kloridi ya sodiamu na kloridi ya potasiamu. Mkate, nyama na bidhaa za maziwa ni tajiri sana katika klorini. Katika mwili wa wanyama, klorini ni dutu kuu ya osmotically katika plasma ya damu, lymph, cerebrospinal fluid na baadhi ya tishu. Inachukua jukumu katika kimetaboliki ya chumvi-maji, inakuza uhifadhi wa tishu za maji. Udhibiti wa usawa wa asidi-msingi katika tishu unafanywa pamoja na taratibu nyingine kwa kubadilisha usambazaji wa Klorini kati ya damu na tishu nyingine. Klorini inahusika katika kimetaboliki ya nishati katika mimea, kuamsha phosphorylation ya oxidative na photophosphorylation. Klorini ina athari nzuri juu ya ngozi ya oksijeni na mizizi. Klorini ni muhimu kwa ajili ya uzalishaji wa oksijeni wakati wa photosynthesis na kloroplasts pekee. Vyombo vingi vya virutubisho kwa ajili ya kilimo cha mmea bandia havina klorini. Inawezekana kwamba viwango vya chini sana vya Klorini vinatosha kwa ukuaji wa mmea.
Sumu ya klorini inawezekana katika kemikali, massa na karatasi, nguo, viwanda vya dawa na wengine. Klorini inakera utando wa mucous wa macho na njia ya kupumua. Mabadiliko ya msingi ya uchochezi kawaida hufuatana na maambukizi ya sekondari. Sumu ya papo hapo inakua karibu mara moja. Wakati wa kuvuta pumzi ya viwango vya kati na vya chini vya Klorini, mkazo na maumivu katika kifua, kikohozi kavu, kupumua kwa haraka, maumivu machoni, lacrimation, viwango vya kuongezeka kwa leukocytes katika damu, joto la mwili, nk huzingatiwa , hali ya huzuni, degedege zinawezekana . Katika hali mbaya, kupona hutokea ndani ya siku 3-7. Kama matokeo ya muda mrefu, catarrh ya njia ya juu ya kupumua, bronchitis ya mara kwa mara, pneumosclerosis na wengine huzingatiwa; uwezekano wa uanzishaji wa kifua kikuu cha mapafu. Kwa kuvuta pumzi ya muda mrefu ya viwango vidogo vya klorini, aina zinazofanana lakini zinazoendelea za ugonjwa huzingatiwa. Kuzuia sumu: kuziba vifaa vya uzalishaji, vifaa, uingizaji hewa wa ufanisi, kwa kutumia mask ya gesi ikiwa ni lazima. Uzalishaji wa klorini, bleach na misombo mingine iliyo na klorini imeainishwa kama uzalishaji na hali ya hatari ya kufanya kazi.
Misombo muhimu zaidi ya klorini.
Misombo ya klorini yenye hali ya oxidation -1.
Kloridi hidrojeni (asidi hidrokloriki) HCl. Imejumuishwa katika gesi za volkeno na maji, kwenye juisi ya tumbo. Ni gesi isiyo na rangi inayovuta sigara katika hewa kutokana na kuundwa kwa matone ya ukungu na mvuke wa maji. Ina harufu kali, inakera sana njia ya kupumua ya juu, na ina ladha ya siki sana. t pl = -112 o C, t chemsha = -84 o C. Msongamano wa gesi ya kloridi ya hidrojeni kuhusiana na hewa katika 0 o C ni 1.3601. Sifa za kemikali hutegemea hali ambayo hupatikana (inaweza kuwa katika hali ya gesi, kioevu au suluhisho). Katika suluhisho, HCl ni asidi kali. Huondoa asidi dhaifu kutoka kwa chumvi zao. Uendeshaji wa umeme wa molar katika dilution isiyo na mwisho katika 25 o C ni 426.15 cm. cm 2 / mol. Inatumika kuzalisha hidrojeni, klorini, kloridi, misombo mbalimbali ya kikaboni, katika kemia ya uchambuzi, madini, nk.
Michanganyiko ya klorini yenye hali ya oksidi +1.
Klorini(I) oksidiCl 2 O. Gesi hiyo ina rangi ya hudhurungi-njano na harufu kali. t pl = -116 o C, t chemsha = 2 o C. Huathiri viungo vya kupumua. Msongamano wake unaohusiana na hewa ni 3.007. Inayeyuka kwa urahisi katika maji, na kutengeneza asidi ya hypochlorous. Katika +4 o C huunganisha kwenye kioevu cha dhahabu-nyekundu. Kiwanja kisicho imara sana ambacho hutengana kwa mlipuko. Imepatikana kwa njia ya Pelouse kwa kujibu HgO na klorini.
Asidi ya Hypochlorous HCLO. Inapatikana tu katika suluhisho. Ni asidi dhaifu na isiyo imara. Hutengana kwa urahisi katika asidi hidrokloriki na oksijeni. Wakala wa oksidi kali. Huundwa wakati klorini inayeyuka katika maji.
Michanganyiko ya klorini yenye hali ya oksidi +3.
Asidi ya kloridi HClO 2 . Katika fomu yake ya bure haina msimamo, hata katika suluhisho la maji ya dilute hutengana haraka. Katika suluhisho la maji, asidi ya klorini ni asidi ya nguvu ya kati. Uendeshaji wa umeme wa molar katika dilution isiyo na mwisho saa 25 o C ni 401.8 cm. cm 2 / mol.
Michanganyiko ya klorini yenye hali ya oksidi +4.
Klorini(IV) oksidi ClO 2 . Gesi ya kijani-njano yenye harufu mbaya (pangent), wiani unaohusiana na hewa ni 2.315. t chemsha = 11 o C, t pl = -59 o C. Gesi huyeyuka kwa urahisi ndani ya kioevu nyekundu-kahawia. Katika +65 o C hutengana kwa mlipuko. Fosforasi, arseniki na sulfuri hutengana ClO 2, mtengano hutokea kwa mlipuko. Ni wakala wenye nguvu wa oksidi. Katika maabara hupatikana kwa hatua ya asidi ya sulfuriki iliyojilimbikizia kwenye chumvi ya bertholite.
Michanganyiko ya klorini yenye hali ya oksidi +5.
Asidi ya Hypochlorous HCLO 3 . Katika hali yake ya bure haina msimamo: haina uwiano katika ClO 2 na HClO 4. Uendeshaji wa umeme wa molar katika dilution isiyo na mwisho katika 25 o C ni 414.4 C cm. cm 2 / mol. Inapatikana kwa kutibu chumvi yake na asidi ya sulfuriki ya kuondokana.
Michanganyiko ya klorini yenye hali ya oksidi +7.
Asidi ya Perkloriki HClO 4 . t pl = -101 o C, t kuchemsha = 16 o C. Katika ufumbuzi wa maji, asidi ya perkloric ni imara zaidi ya asidi zote za klorini zenye oksijeni. Asidi ya perkloric isiyo na maji, ambayo hupatikana kwa kutumia asidi ya sulfuriki iliyojilimbikizia kutoka 72% ya HClO 4, sio imara sana. Asidi isiyo na maji ya perkloriki huvuta moshi hewani na hulipuka saa 92 o C. Suluhisho za dilute hazionyeshi sifa za vioksidishaji, lakini kwa suala la mali ya asidi, HClO 4 ndiyo yenye nguvu zaidi ya asidi ya klorini iliyo na oksijeni. Uendeshaji wa umeme wa molar katika dilution isiyo na mwisho katika 25 o C ni 417.1 C cm. cm 2 / mol. Katika suluhisho la dilute hutumiwa kama kitendanishi katika uchambuzi wa kemikali. Anhidrasi huoksidisha karatasi, kuni, na makaa hadi yanawaka.
Klorini katika majimbo tofauti ya oxidation huunda idadi ya asidi: HCl - hidrokloriki (hidrokloriki, chumvi - kloridi), HClO - hypochlorous (chumvi - hypochlorite), HClO2 - kloriki (chumvi - klorini), HClO3 - hypochlorous (chumvi - klorati), HClO4 klorini (chumvi - perhlorates). Ya asidi ya oksijeni, tu asidi ya perkloric ni imara katika fomu yake safi. Ya chumvi za asidi ya oksijeni, hypochlorites hutumiwa katika mazoezi, kloridi ya sodiamu NaClO2 - kwa vitambaa vya blekning, kwa ajili ya utengenezaji wa vyanzo vya pyrotechnic vya oksijeni ("mishumaa ya oksijeni"), klorati ya potasiamu (chumvi ya Bertholometa), kalsiamu na magnesiamu (kwa kudhibiti). wadudu wa kilimo, kama vipengele vya nyimbo za pyrotechnic na milipuko, katika uzalishaji wa mechi), perhlorates - vipengele vya milipuko na nyimbo za pyrotechnic; Ammoniamu perchlorate ni sehemu ya mafuta ya roketi imara.
Mwitikio wa klorini na misombo ya kikaboni husababisha kuundwa kwa bidhaa nyingi za organochlorine, kati ya ambayo hutumiwa sana vimumunyisho: kloridi ya methylene CH2Cl 2, kloroform CHCl3, tetrakloridi kaboni CCl4, trichlorethylene CHCl=CCl2, tetraklorethilini C2Cl 4. Katika uwepo wa unyevu, klorini hubadilisha majani ya kijani ya mimea na rangi nyingi. Hii ilitumika nyuma katika karne ya 18. kwa vitambaa vya blekning.
Klorini(kutoka kwa Kigiriki χλωρ?ς - "kijani") - kipengele cha kikundi kikuu cha kikundi cha saba, kipindi cha tatu cha mfumo wa mara kwa mara wa vipengele vya kemikali vya D. I. Mendeleev, na nambari ya atomiki 17. Imeonyeshwa na ishara Cl(lat. Kloramu) Kemikali hai isiyo ya chuma. Ni sehemu ya kundi la halojeni (hapo awali jina "halogen" lilitumiwa na mwanakemia wa Ujerumani Schweiger kwa klorini [halisi, "halogen" inatafsiriwa kama chumvi), lakini haikushika, na baadaye ikawa ya kawaida kwa kikundi VII. ya vipengele, ambayo ni pamoja na klorini).
Dutu rahisi ya klorini (Nambari ya CAS: 7782-50-5) katika hali ya kawaida ni gesi yenye sumu ya rangi ya njano-kijani, yenye harufu kali. Molekuli ya klorini ni diatomic (formula Cl 2).
Historia ya ugunduzi wa klorini
Kloridi ya hidrojeni isiyo na gesi ilikusanywa kwa mara ya kwanza na J. Prisley mnamo 1772. (juu ya zebaki kioevu). Chlorine ilipatikana kwa mara ya kwanza mnamo 1774 na Scheele, ambaye alielezea kutolewa kwake wakati wa mwingiliano wa pyrolusite na asidi hidrokloric katika nakala yake juu ya pyrolusite:
4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O
Scheele alibainisha harufu ya klorini, sawa na ile ya aqua regia, uwezo wake wa kukabiliana na dhahabu na cinnabar, na sifa zake za blekning.
Hata hivyo, Scheele, kwa mujibu wa nadharia ya phlogiston iliyokuwa ikitawala katika kemia wakati huo, alipendekeza kwamba klorini ni asidi hidrokloriki isiyo na maana, yaani, oksidi ya asidi hidrokloriki. Berthollet na Lavoisier walipendekeza kuwa klorini ni oksidi ya kipengele Muria, hata hivyo, majaribio ya kuitenga yalibaki bila mafanikio hadi kazi ya Davy, ambaye aliweza kuoza chumvi ya meza ndani ya sodiamu na klorini kwa electrolysis.
Usambazaji katika asili
Kuna isotopu mbili za klorini zinazopatikana katika asili: 35 Cl na 37 Cl. Katika ukoko wa dunia, klorini ni halojeni ya kawaida. Klorini ni kazi sana - inachanganya moja kwa moja na karibu vipengele vyote vya meza ya mara kwa mara. Kwa hiyo, kwa asili hupatikana tu kwa namna ya misombo katika madini: halite NaCl, sylvite KCl, sylvinite KCl NaCl, bischofite MgCl 2 6H2O, carnallite KCl MgCl 2 6H 2 O, kainite KCl MgSO 2 O4 3H kubwa zaidi. hifadhi za klorini ziko katika chumvi za maji ya bahari na bahari (yaliyomo katika maji ya bahari ni 19 g / l). Klorini inachukua 0.025% ya jumla ya idadi ya atomi kwenye ukoko wa dunia, idadi ya clarke ya klorini ni 0.017%, na mwili wa binadamu una 0.25% ya ioni za klorini kwa wingi. Katika miili ya binadamu na wanyama, klorini hupatikana hasa katika maji ya intercellular (ikiwa ni pamoja na damu) na ina jukumu muhimu katika udhibiti wa michakato ya osmotic, na pia katika taratibu zinazohusiana na utendaji wa seli za ujasiri.
Tabia za kimwili na physico-kemikali
Katika hali ya kawaida, klorini ni gesi ya njano-kijani yenye harufu ya kutosha. Baadhi ya mali zake za kimwili zinawasilishwa kwenye meza.
Baadhi ya mali ya kimwili ya klorini
| Mali |
Maana |
|---|---|
| Rangi (gesi) | Njano-kijani |
| Joto la kuchemsha | −34 °C |
| Kiwango cha joto | −100 °C |
| Joto la mtengano (mgawanyiko katika atomi) |
~1400 °C |
| Msongamano (gesi, n.s.) | 3.214 g/l |
| Mshikamano wa elektroni wa atomi | 3.65 eV |
| Nishati ya kwanza ya ionization | 12.97 eV |
| Uwezo wa joto (298 K, gesi) | 34.94 (J/mol K) |
| Joto muhimu | 144 °C |
| Shinikizo muhimu | 76 atm |
| Enthalpy ya kawaida ya malezi (298 K, gesi) | 0 (kJ/mol) |
| Entropy ya kawaida ya malezi (298 K, gesi) | 222.9 (J/mol K) |
| Enthalpy inayoyeyuka | 6.406 (kJ/mol) |
| Enthalpy ya kuchemsha | 20.41 (kJ/mol) |
| Nishati ya mgawanyiko wa homolytic wa dhamana ya X-X | 243 (kJ/mol) |
| Nishati ya mgawanyiko wa heterolytic wa dhamana ya X-X | 1150 (kJ/mol) |
| Nishati ya ionization | 1255 (kJ/mol) |
| Nishati ya mshikamano wa elektroni | 349 (kJ/mol) |
| Radi ya atomiki | 0.073 (nm) |
| Electronegativity kulingana na Pauling | 3,20 |
| Electronegativity kulingana na Allred-Rochow | 2,83 |
| Majimbo ya oxidation thabiti | -1, 0, +1, +3, (+4), +5, (+6), +7 |
Gesi ya klorini huyeyuka kwa urahisi. Kuanzia shinikizo la 0.8 MPa (anga 8), klorini itakuwa kioevu tayari kwenye joto la kawaida. Inapopozwa hadi -34 °C, klorini pia huwa kioevu kwa shinikizo la kawaida la anga. Klorini ya kioevu ni kioevu cha manjano-kijani ambacho husababisha ulikaji sana (kutokana na mkusanyiko mkubwa wa molekuli). Kwa kuongeza shinikizo, inawezekana kufikia kuwepo kwa klorini kioevu hadi joto la +144 ° C (joto muhimu) kwa shinikizo muhimu la 7.6 MPa.
Katika halijoto iliyo chini ya −101 °C, klorini kioevu hukaa kwenye kimiani ya orthorhombic pamoja na kikundi cha anga. Cmca na vigezo a=6.29 Å b=4.50 Å, c=8.21 Å. Chini ya 100 K, muundo wa orthorhombic wa klorini ya fuwele huwa tetragonal, kuwa na kikundi cha nafasi. P4 2/cm na vigezo vya kimiani a=8.56 Å na c=6.12 Å.
Umumunyifu
Kiwango cha kutengana kwa molekuli ya klorini Cl 2 → 2Cl. Kwa 1000 K ni 2.07×10 -4%, na kwa 2500 K ni 0.909%.
Kizingiti cha mtazamo wa harufu katika hewa ni 0.003 (mg / l).
Kwa upande wa conductivity ya umeme, klorini kioevu safu kati ya vihami nguvu: inafanya sasa karibu mara bilioni mbaya zaidi kuliko maji distilled, na 10 22 mara mbaya zaidi kuliko fedha. Kasi ya sauti katika klorini ni takriban mara moja na nusu chini ya hewa.
Tabia za kemikali
Muundo wa shell ya elektroni
Ngazi ya valence ya atomi ya klorini ina elektroni 1 isiyo na paired: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5, hivyo valence ya 1 kwa atomi ya klorini ni imara sana. Kwa sababu ya uwepo wa obiti ya d-sublevel ambayo haijakaliwa katika atomi ya klorini, atomi ya klorini inaweza kuonyesha valensi zingine. Mpango wa malezi ya hali ya msisimko ya atomi:
Michanganyiko ya klorini pia inajulikana ambamo atomi ya klorini huonyesha uthabiti 4 na 6, kwa mfano ClO 2 na Cl 2 O 6. Walakini, misombo hii ni radicals, ikimaanisha kuwa ina elektroni moja ambayo haijaunganishwa.
Mwingiliano na metali
Klorini humenyuka moja kwa moja pamoja na karibu metali zote (ikiwa na baadhi tu kwenye uwepo wa unyevu au inapokanzwa):
Cl 2 + 2Na → 2NaCl 3Cl 2 + 2Sb → 2SbCl 3 3Cl 2 + 2Fe → 2FeCl 3
Mwingiliano na zisizo za metali
Pamoja na zisizo za metali (isipokuwa kaboni, nitrojeni, oksijeni na gesi za inert), huunda kloridi zinazofanana.
Katika mwanga au inapokanzwa, humenyuka kikamilifu (wakati mwingine na mlipuko) pamoja na hidrojeni kulingana na utaratibu mkali. Michanganyiko ya klorini na hidrojeni, iliyo na hidrojeni 5.8 hadi 88.3%, hulipuka inapoangaziwa na kutengeneza kloridi hidrojeni. Mchanganyiko wa klorini na hidrojeni katika viwango vidogo huwaka na moto usio na rangi au njano-kijani. Kiwango cha juu cha joto cha mwali wa hidrojeni-klorini 2200 °C:
Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2
Ikiwa na oksijeni, klorini huunda oksidi ambamo huonyesha hali ya oksidi kutoka +1 hadi +7: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Zina harufu kali, hazina uthabiti wa joto na picha, na huwa na mtengano wa mlipuko.
Wakati wa kuguswa na fluorine, sio kloridi huundwa, lakini fluoride:
Cl 2 + 3F 2 (mf.) → 2ClF 3
Mali nyingine
Klorini huondoa bromini na iodini kutoka kwa misombo yao na hidrojeni na metali:
Cl 2 + 2HBr → Br 2 + 2HCl Cl 2 + 2NaI → I 2 + 2NaCl
Wakati wa kuguswa na monoxide ya kaboni, phosgene huundwa:
Cl 2 + CO → COCl 2
Inapoyeyushwa katika maji au alkali, klorini hutengana, na kutengeneza hypochlorous (na inapokanzwa, perkloric) na asidi hidrokloriki, au chumvi zao:
Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O
Klorini ya hidroksidi kavu ya kalsiamu hutoa bleach:
Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O
Athari za klorini kwenye amonia, trikloridi ya nitrojeni inaweza kupatikana:
4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4 Cl
Mali ya oxidizing ya klorini
Klorini ni wakala wa oksidi kali sana.
Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S
Miitikio na vitu vya kikaboni
Na misombo iliyojaa:
CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl
Huambatanisha na misombo isiyojaa kupitia bondi nyingi:
CH 2 =CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl
Michanganyiko ya kunukia inachukua nafasi ya atomi ya hidrojeni na klorini mbele ya vichocheo (kwa mfano, AlCl 3 au FeCl 3):
C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl
Mbinu za kupata
Mbinu za viwanda
Hapo awali, njia ya viwandani ya kutengeneza klorini ilitokana na njia ya Scheele, ambayo ni, majibu ya pyrolusite na asidi hidrokloric:
MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
Mnamo 1867, Shemasi alitengeneza mbinu ya kutengeneza klorini kwa uoksidishaji wa kloridi hidrojeni na oksijeni ya anga. Mchakato wa Shemasi kwa sasa unatumika kurejesha klorini kutoka kwa kloridi ya hidrojeni, bidhaa iliyotokana na klorini ya viwandani ya misombo ya kikaboni.
4HCl + O 2 → 2H 2 O + 2Cl 2
Leo, klorini huzalishwa kwa kiwango cha viwanda pamoja na hidroksidi ya sodiamu na hidrojeni kwa electrolysis ya suluhisho la chumvi la meza:
2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Anode: 2Cl − — 2е − → Cl 2 0 Cathode: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −
Kwa kuwa electrolysis ya maji hutokea sambamba na electrolysis ya kloridi ya sodiamu, equation ya jumla inaweza kuonyeshwa kama ifuatavyo:
1.80 NaCl + 0.50 H 2 O → 1.00 Cl 2 + 1.10 NaOH + 0.03 H 2
Lahaja tatu za mbinu ya kielektroniki ya kutengeneza klorini hutumiwa. Mbili kati yao ni electrolysis yenye cathode imara: njia za diaphragm na membrane, ya tatu ni electrolysis na cathode ya kioevu ya zebaki (njia ya uzalishaji wa zebaki). Miongoni mwa njia za uzalishaji wa electrochemical, njia rahisi na rahisi zaidi ni electrolysis na cathode ya zebaki, lakini njia hii husababisha madhara makubwa kwa mazingira kama matokeo ya uvukizi na kuvuja kwa zebaki ya metali.
Njia ya diaphragm na cathode imara
Cavity ya electrolyzer imegawanywa na kizigeu cha asbesto ya porous - diaphragm - kwenye nafasi za cathode na anode, ambapo cathode na anode ya electrolyzer ziko kwa mtiririko huo. Kwa hiyo, electrolyzer vile mara nyingi huitwa diaphragm, na njia ya uzalishaji ni diaphragm electrolysis. Mtiririko wa anoliti iliyojaa (suluhisho la NaCl) huingia mara kwa mara kwenye nafasi ya anode ya kielektroniki cha diaphragm. Kama matokeo ya mchakato wa elektroni, klorini hutolewa kwenye anode kwa sababu ya mtengano wa halite, na hidrojeni hutolewa kwenye cathode kwa sababu ya mtengano wa maji. Katika kesi hiyo, eneo la cathode linatajiriwa na hidroksidi ya sodiamu.
Mbinu ya utando na cathode imara
Mbinu ya utando kimsingi inafanana na njia ya diaphragm, lakini nafasi za anode na cathode zinatenganishwa na membrane ya polima ya cation-exchange. Njia ya uzalishaji wa membrane ni bora zaidi kuliko njia ya diaphragm, lakini ni vigumu zaidi kutumia.
Njia ya Mercury na cathode ya kioevu
Mchakato huo unafanywa katika umwagaji wa electrolytic, unaojumuisha electrolyzer, decomposer na pampu ya zebaki, iliyounganishwa na mawasiliano. Katika umwagaji wa electrolytic, zebaki huzunguka chini ya hatua ya pampu ya zebaki, kupitia electrolyzer na decomposer. Cathode ya electrolyzer ni mtiririko wa zebaki. Anodes - grafiti au kuvaa chini. Pamoja na zebaki, mkondo wa anolyte, suluhisho la kloridi ya sodiamu, huendelea kupitia electrolyzer. Kama matokeo ya mtengano wa elektroni wa kloridi, molekuli za klorini huundwa kwenye anode, na kwenye cathode, sodiamu iliyotolewa huyeyuka kwenye zebaki, na kutengeneza amalgam.
Mbinu za maabara
Katika maabara, klorini kawaida hutengenezwa kwa kutumia michakato inayotokana na uoksidishaji wa kloridi hidrojeni na vioksidishaji vikali (kwa mfano, oksidi ya manganese (IV), permanganate ya potasiamu, dikromate ya potasiamu):
2KMnO 4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 +8H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 3Cl 2 + 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O
Uhifadhi wa klorini
Klorini inayozalishwa huhifadhiwa katika "mizinga" maalum au kusukuma kwenye mitungi ya chuma yenye shinikizo la juu. Silinda zilizo na klorini ya kioevu chini ya shinikizo zina rangi maalum - rangi ya kinamasi. Ikumbukwe kwamba wakati wa matumizi ya muda mrefu ya silinda za klorini, trikloridi ya nitrojeni inayolipuka hujilimbikiza ndani yao, na kwa hivyo, mara kwa mara, mitungi ya klorini lazima ioshwe na kusafishwa kwa kloridi ya nitrojeni.
Viwango vya Ubora wa Klorini
Kulingana na GOST 6718-93 "Klorini ya kioevu. Maelezo ya kiufundi" darasa zifuatazo za klorini hutolewa
Maombi
Klorini hutumiwa katika tasnia nyingi, sayansi na mahitaji ya kaya:
- Katika utengenezaji wa kloridi ya polyvinyl, misombo ya plastiki, mpira wa sintetiki, ambayo hutengeneza: insulation ya waya, profaili za dirisha, vifaa vya ufungaji, nguo na viatu, rekodi za linoleum na gramafoni, varnish, vifaa na plastiki ya povu, vinyago, sehemu za chombo, vifaa vya ujenzi. . Kloridi ya polyvinyl huzalishwa na upolimishaji wa kloridi ya vinyl, ambayo leo mara nyingi hutolewa kutoka kwa ethilini kwa njia ya usawa wa klorini kwa njia ya kati ya 1,2-dichloroethane.
- Sifa za upaukaji za klorini zimejulikana kwa muda mrefu, ingawa sio klorini yenyewe ambayo "bleach," lakini oksijeni ya atomiki, ambayo huundwa wakati wa kuvunjika kwa asidi ya hypochlorous: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O.. Njia hii ya vitambaa vya blekning, karatasi, kadibodi imetumika kwa karne kadhaa.
- Uzalishaji wa wadudu wa organochlorine - vitu vinavyoua wadudu hatari kwa mazao, lakini ni salama kwa mimea. Sehemu kubwa ya klorini inayozalishwa hutumiwa kupata bidhaa za ulinzi wa mimea. Moja ya dawa muhimu zaidi ya kuua wadudu ni hexachlorocyclohexane (mara nyingi huitwa hexachlorane). Dutu hii iliundwa kwa mara ya kwanza mnamo 1825 na Faraday, lakini ilipata matumizi ya vitendo zaidi ya miaka 100 baadaye - katika miaka ya 30 ya karne ya ishirini.
- Ilitumika kama wakala wa vita vya kemikali, na vile vile kwa utengenezaji wa mawakala wengine wa vita vya kemikali: gesi ya haradali, phosgene.
- Kusafisha maji - "klorini". njia ya kawaida ya disinfecting maji ya kunywa; inategemea uwezo wa klorini ya bure na misombo yake ili kuzuia mifumo ya enzyme ya microorganisms ambayo huchochea michakato ya redox. Ili kuzuia maji ya kunywa, zifuatazo hutumiwa: klorini, dioksidi ya klorini, klorini na bleach. SanPiN 2.1.4.1074-01 huweka mipaka ifuatayo (ukanda) ya maudhui ya kuruhusiwa ya klorini ya mabaki ya bure katika maji ya kunywa ya maji ya kati 0.3 - 0.5 mg / l. Wanasayansi kadhaa na hata wanasiasa nchini Urusi wanakosoa dhana yenyewe ya uwekaji wa klorini kwenye maji ya bomba, lakini hawawezi kutoa njia mbadala ya athari ya kuua vijidudu ya misombo ya klorini. Vifaa ambavyo mabomba ya maji yanafanywa huingiliana tofauti na maji ya maji ya klorini. Klorini ya bure katika maji ya bomba kwa kiasi kikubwa hupunguza maisha ya huduma ya mabomba ya polyolefin: aina mbalimbali za mabomba ya polyethilini, ikiwa ni pamoja na polyethilini iliyounganishwa na msalaba, pia inajulikana kama PEX (PE-X). Nchini Marekani, ili kudhibiti uandikishaji wa mabomba yaliyotengenezwa kwa vifaa vya polymer kwa ajili ya matumizi ya mifumo ya usambazaji wa maji na maji ya klorini, walilazimika kupitisha viwango 3: ASTM F2023 kuhusiana na mabomba ya polyethilini (PEX) na maji ya moto ya klorini, ASTM F2263 kuhusiana na mabomba yote ya polyethilini na maji ya klorini, na ASTM F2330 kutumika kwa mabomba ya multilayer (chuma-polymer) na maji ya moto ya klorini. Kwa suala la kudumu wakati wa kuingiliana na maji ya klorini, mabomba ya maji ya shaba yanaonyesha matokeo mazuri.
- Imesajiliwa katika tasnia ya chakula kama nyongeza ya chakula E925.
- Katika uzalishaji wa kemikali ya asidi hidrokloriki, bleach, chumvi ya bertholite, kloridi za chuma, sumu, madawa, mbolea.
- Katika madini kwa ajili ya uzalishaji wa metali safi: titani, bati, tantalum, niobium.
- Kama kiashiria cha neutrinos za jua katika vigunduzi vya klorini-argon.
Nchi nyingi zilizoendelea zinajitahidi kupunguza matumizi ya klorini katika maisha ya kila siku, ikiwa ni pamoja na kwa sababu mwako wa taka zilizo na klorini hutoa kiasi kikubwa cha dioksini.
Jukumu la kibaolojia
Klorini ni mojawapo ya vipengele muhimu zaidi vya biogenic na ni sehemu ya viumbe vyote vilivyo hai.
Katika wanyama na wanadamu, ioni za kloridi zinahusika katika kudumisha usawa wa kloridi ya kloridi ina radius mojawapo ya kupenya kupitia membrane ya seli. Hii ndiyo hasa inaelezea ushiriki wake wa pamoja na ioni za sodiamu na potasiamu katika kuunda shinikizo la osmotic mara kwa mara na kudhibiti kimetaboliki ya chumvi-maji. Chini ya ushawishi wa GABA (nyurotransmita), ioni za klorini zina athari ya kizuizi kwenye nyuroni kwa kupunguza uwezo wa kutenda. Katika tumbo, ioni za klorini huunda mazingira mazuri kwa hatua ya enzymes ya proteolytic ya juisi ya tumbo. Njia za kloridi zipo katika aina nyingi za seli, utando wa mitochondrial na misuli ya mifupa. Njia hizi hufanya kazi muhimu katika kudhibiti ujazo wa maji, usafirishaji wa ioni ya transepithelial na uthabiti wa uwezo wa utando, na zinahusika katika kudumisha pH ya seli. Klorini hujilimbikiza kwenye tishu za visceral, ngozi na misuli ya mifupa. Klorini hufyonzwa hasa kwenye utumbo mpana. Kunyonya na kuondolewa kwa klorini kunahusiana kwa karibu na ioni za sodiamu na bicarbonates, na kwa kiasi kidogo kwa mineralocorticoids na Na + /K + -ATPase shughuli. 10-15% ya klorini yote hujilimbikiza kwenye seli, ambayo 1/3 hadi 1/2 iko kwenye seli nyekundu za damu. Takriban 85% ya klorini hupatikana kwenye nafasi ya nje ya seli. Klorini hutolewa kutoka kwa mwili hasa kupitia mkojo (90-95%), kinyesi (4-8%) na kupitia ngozi (hadi 2%). Utoaji wa klorini unahusishwa na ioni za sodiamu na potasiamu, na kwa usawa na HCO 3 - (usawa wa asidi-msingi).
Mtu hutumia 5-10 g ya NaCl kwa siku. Mahitaji ya chini ya binadamu ya klorini ni kuhusu 800 mg kwa siku. Mtoto hupokea kiasi kinachohitajika cha klorini kupitia maziwa ya mama, ambayo yana 11 mmol / l ya klorini. NaCl ni muhimu kwa ajili ya uzalishaji wa asidi hidrokloric ndani ya tumbo, ambayo inakuza digestion na kuharibu bakteria ya pathogenic. Hivi sasa, ushiriki wa klorini katika tukio la magonjwa fulani kwa wanadamu haujasomwa vizuri, hasa kutokana na idadi ndogo ya masomo. Inatosha kusema kwamba hata mapendekezo juu ya ulaji wa kila siku wa klorini haijatengenezwa. Misuli ya misuli ya binadamu ina klorini 0.20-0.52%, tishu za mfupa - 0.09%; katika damu - 2.89 g / l. Mwili wa wastani wa mtu (uzito wa kilo 70) una 95 g ya klorini. Kila siku mtu hupokea 3-6 g ya klorini kutoka kwa chakula, ambayo zaidi ya inashughulikia haja ya kipengele hiki.
Ioni za klorini ni muhimu kwa mimea. Klorini inashiriki katika kimetaboliki ya nishati katika mimea, kuamsha phosphorylation ya oxidative. Ni muhimu kwa ajili ya malezi ya oksijeni wakati wa photosynthesis na kloroplasts pekee, na huchochea michakato ya msaidizi ya photosynthesis, hasa wale wanaohusishwa na mkusanyiko wa nishati. Klorini ina athari chanya kwenye ngozi ya oksijeni, potasiamu, kalsiamu na misombo ya magnesiamu na mizizi. Mkusanyiko mkubwa wa ioni za klorini katika mimea pia unaweza kuwa na upande mbaya, kwa mfano, kupunguza maudhui ya klorofili, kupunguza shughuli za photosynthesis, na kuchelewesha ukuaji na maendeleo ya mimea.
Lakini kuna mimea ambayo, katika mchakato wa mageuzi, ilichukuliwa na chumvi ya udongo, au, katika mapambano ya nafasi, ilichukua mabwawa ya chumvi tupu ambapo hakuna ushindani. Mimea inayokua kwenye mchanga wa chumvi huitwa halophytes; hujilimbikiza kloridi wakati wa msimu wa ukuaji, na kisha huondoa ziada kwa njia ya kuanguka kwa majani au kutolewa kwa kloridi kwenye uso wa majani na matawi na hupokea faida mara mbili kwa kuweka kivuli kutoka kwa jua.
Miongoni mwa microorganisms, halophiles - halobacteria - pia wanajulikana, wanaoishi katika maji yenye chumvi nyingi au udongo.
Vipengele vya operesheni na tahadhari
Klorini ni gesi yenye sumu, ya kupumua ambayo, ikiwa inaingia kwenye mapafu, husababisha kuchomwa kwa tishu za mapafu na kutosha. Ina athari inakera juu ya njia ya upumuaji kwenye mkusanyiko katika hewa ya karibu 0.006 mg / l (yaani, mara mbili ya kizingiti cha mtazamo wa harufu ya klorini). Chlorine ilikuwa moja ya mawakala wa kwanza wa kemikali kutumiwa na Ujerumani katika Vita vya Kwanza vya Kidunia. Unapofanya kazi na klorini, unapaswa kutumia mavazi ya kinga, mask ya gesi, na glavu. Kwa muda mfupi, unaweza kulinda viungo vya kupumua kutokana na klorini kuingia ndani yao na kitambaa cha kitambaa kilichowekwa na suluhisho la sodium sulfite Na 2 SO 3 au thiosulfate ya sodiamu Na 2 S 2 O 3.
Viwango vya juu vinavyoruhusiwa vya klorini katika hewa ya angahewa ni kama ifuatavyo: wastani wa kila siku - 0.03 mg/m³; kiwango cha juu cha dozi moja - 0.1 mg/m³; katika majengo ya kazi ya biashara ya viwanda - 1 mg/m³.