klor

Cl, et grunnstoff I Gruppe VII I Mendelejevs periodiske system. Atomnummer, 17; atomvekt, 35.453. Et medlem av halogen familien.

under normale forhold (0°C og 0,1 meganewton/m2, eller 1 kilo kraft/cm2), er klor en gulgrønn gass, med en skarp, irriterende lukt. Det forekommer naturlig i form av to stabile isotoper: 35Cl (75.77 prosent) og 37Cl (24.23 prosent). En rekke radioaktive klorisotoper er oppnådd kunstig, med masse tall 32, 33, 34, 36, 38, 39, og 40, som har en halveringstid på 0.31 sek, 2.5 sek, 1.56 sek, 3.1 × 105 år, 37.3 min, 55.5 min og 1.4 min, henholdsvis. 36 cl og 38 cl brukes som isotopiske sporstoffer.

Historie. Klor ble først oppnådd I 1774 Av K. Scheele ved reaksjonen av saltsyre med pyrolusitt (mangandioksid). Det var imidlertid først i 1810 At H. Davy etablerte det som et element og kalte det klor (fra gresk kloros, “gulaktig grønn”). I 1813 Ble J. L. Gay-Lussac foreslo det franske navnet chlore for dette elementet hvorfra det russiske navnet khlor er avledet.

Fordeling i naturen. Klor finnes bare i naturen som en komponent av forbindelser. Gjennomsnittlig innhold av klor i jordskorpen (clarke) er 1,7 × 10-2 vektprosent. Gjennomsnittlig innhold i sure vulkanske bergarter, som granitt, er 2,4 × l0-2, og i grunnleggende og ultrabasiske bergarter er det 5 × 10-3. Vannmigrasjon spiller en viktig rolle i klorens historie i jordskorpen. I Form Av Cl– ion er klor en del av jordens hav (1.93 prosent), underjordiske saltvannene og saltsjøene. Det er 97 klormineraler, primært naturlige klorider, hvorav det viktigste er halitt, NaCl (se OG BERGSALT). Tallrike omfattende forekomster av kalium – og magnesiumklorider og blandede klorider er kjent: sylvite, KCl, sylvinite, (Na,K)Cl, carnallite · KCl · MgCl2 * 6h2ó, kainite · KCl · MGSO4 * 3h2o og bischofite MgCl2 * 6H2O. migrasjonen Av HCl inneholdt i vulkanske gasser i de øvre delene av jordskorpen var av stor betydning i jordens geologiske historie.

Fysiske og kjemiske egenskaper. Kokepunktet for klor Er -34.05 hryvnias C Og smeltepunktet -101 hryvnias C. tettheten av klorgass under normale forhold er 3.214 g / liter (g/l), mens tettheten av den mettede dampen ved 0 hryvnias C er 12.21 g/l. tettheten av flytende klor ved kokepunktet er 1.557 g/cm3, mens tettheten av fast klor ved -102 hryvnias C er 1.9 g / cm2. Trykket av mettet klordamp er 0.369 meganewton/m2 (MN/m2), eller 3.69 kilo-kraft (kgf/cm2), ved 0″C, 0.772 MN/m2 (7.72 kgf/cm2) ved 25°C og 3.814 MN / m2 (38.14 kgf/cm2) ved 100°C. Fusjonsvarmen er 90,3 kilojoules / kg (kJ/kg), eller 21,5 cal/g, mens fordampningsvarmen er 288 kJ/kg (68,8 cal/g). Varmekapasiteten til klorgass ved konstant trykk er 0.48 kJ/(kg · °K), eller 0.11 cal / (g · °C). De kritiske konstantene av klor er som følger: kritisk temperatur, 144°C; kritisk trykk, 7.72 MN/m2 (77.2 kgf/cm2); kritisk tetthet, 573 g/l; og kritisk volum, 1.745 × 10–3l/g. oppløseligheten av klor ved et partialtrykk på 0.1 MN/m2 (1 kgf/cm2) i vann er 14.8 g/L ved 0°C, 5.8 g/l ved 30°C, og 2.8 g / l ved 70 hryvnias c, mens i en 300 g/l nacl-løsning er oppløseligheten 1,42 g / l ved 30 hryvnias C og 0,64 g / l Ved 70 hryvnias C.

Under 9,6 Hryvnias c i vandige løsninger dannes klorhydrater Med variabel sammensetning Cl2 · nH2O (hvor n varierer fra 6 til 8), som er i form av gule krystaller i det isometriske systemet som dekomponerer med økende temperatur i klor og vann. Klor er lett løselig I TiCl4, SiCl4, SnCl4 og noen organiske løsningsmidler, spesielt heksan, C6H14 og karbontetraklorid, CCl4. Klormolekylet er diatomisk (Cl2). Graden Av termisk dissosiasjon Av Cl2 + 243 kJ ⇄ 2cl er 2.07 × 10-4 prosent ved 1000°K Og 0.909 prosent ved 2500°K.

den ytre elektronkonfigurasjonen av kloratomet er 3s23p5. Følgelig kan klor i dets forbindelser ha oksidasjonstilstander av -1, +1, +3, +4, +5, +6, og + 7. Den kovalente radiusen til kloratomet er 0.99 Å, mens Den ioniske radiusen Til Cl– er 1.82 Å. Elektronaffiniteten til kloratomet er 3,65 eV, mens ioniseringsenergien er 12,97 eV.

Kjemisk er klor svært reaktivt og kombinerer direkte med nesten alle metaller (med noen metaller reagerer det bare i nærvær av fuktighet eller ved oppvarming) og med ikke-metaller (unntatt karbon, nitrogen, oksygen og inerte gasser), og danner de tilsvarende klorider. Det reagerer med mange forbindelser, erstatter hydrogen i mettede hydrokarboner, og kombinerer med umettede forbindelser. Klor erstatter brom og jod fra deres forbindelser med hydrogen og metaller og erstattes selv av fluor fra dets forbindelser med disse elementene.

i nærvær av små mengder fuktighet reagerer alkalimetaller med klor ved forbrenning. De fleste metaller reagerer med tørr klor bare ved oppvarming. Stål, så vel som noen metaller, er stabile i nærvær av tørt klor ved moderate temperaturer og brukes dermed til bygging av utstyr som brukes med tørt klor og tanker for lagring av tørt klor. Fosfor antennes i klor, danner PCl3, Og ved ytterligere klorering, PCl5. Svovel reagerer med klor for å gi S2Cl2, SCl2 og andre forbindelser Med den generelle formelen SnClm. Arsen, antimon, vismut, strontium og tellur reagerer kraftig med klor.

en blanding av klor og hydrogen brenner med en fargeløs eller gulgrønn flamme, som produserer hydrogenklorid ved en kjedereaksjon. Maksimumstemperaturen for en hydrogen-klorflamme er 2200°C. Blandinger av klor og hydrogen som inneholder 5,8 til 88,5 prosent hydrogen er eksplosive.

med oksygen danner klor oksidene Cl2O, ClO2, O2O6, Cl2O7 Og Cl2O8, så vel som hypokloritter (salter av hypoklorsyre), kloritter, klorater og perklorater. Alle oksygenforbindelser av klorperklorater. Alle oksygenforbindelser av klor danner eksplosive blandinger med lett oksiderbare forbindelser. Kloroksider har lav stabilitet og kan eksplodere spontant. Hypokloritter ved lagring dekomponerer sakte, mens klorater og perklorater kan eksplodere under påvirkning av initiatorer.

Klorhydrolyserer i vann, danner hypoklor og saltsyre: Cl2 + H2O ⇆ hclo + HCl. Hypokloritter og klorider dannes ved klorering av kalde alkaliske vandige løsninger: 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2. Klorater dannes ved oppvarming. Klorert kalk dannes ved klorering av tørt kalsiumhydroksyd(se).

Nitrogentriklorid dannes i reaksjonen mellom ammoniakk og klor. Ved klorering av organiske forbindelser erstatter klor enten hydrogen, For Eksempel R-H + Cl2 = RCl + HCl, eller festes gjennom flere bindinger, for eksempel,

danner forskjellige klorholdige organiske forbindelser(organiske klorider).

med andre halogener danner klor interhalogenforbindelser. Fluoridene ClF, ClF3 Og ClF5 er svært reaktive.; for eksempel, glassull ingnites spontant i nærvær Av ClF3. Klorforbindelser med oksygen og fluor inkluderer kloroksyfluorider, Som ClO3F, ClO2F3, ClOF Og ClOF3, og fluorperklorat, FClO4.

Produksjon. Den industrielle produksjonen av klor ble påbegynt i 1785 basert på reaksjonen mellom saltsyre og mangandioksid, eller pyrolusitt. I 1867 Utviklet Den Britiske kjemikeren H. Deacon en metode for produksjon av klor ved oksidasjon Av HCl ved bruk av atmosfærisk oksygen i nærvær av en katalysator. Ved begynnelsen av det 20. århundre ble klor produsert ved elektrolyse av vandige løsninger av klorider av alkalimetaller. Omtrent 90-95 prosent av verdensproduksjonen av klor ble oppnådd ved disse metodene på 1970 – tallet. Små mengder klor oppnås Som et biprodukt ved produksjon av magnesium, kalsium, natrium og litium ved elektrolyse av smeltede klorider. I 1975 var verdensproduksjonen av klor ca 25 millioner tonn.

de to viktigste metodene for elektrolyse av vandige løsninger Av NaCl er elektrolyse i en membrancelle med en solid katode og elektrolyse i en kvikksølvkatodecelle. I begge metoder frigjøres klorgass ved grafittanoden eller titanoksyd-rutheniumoksydanoden. I den første metoden frigjøres hydrogen ved katoden, Og En løsning Av NaOH og NaCl dannes, hvorfra kommersiell kaustisk soda oppnås ved etterfølgende behandling. I den andre metoden dannes natriumamalgam ved katoden. En NaOH-løsning, hydrogen og ren kvikksølv dannes ved dekomponering av natriumamalgam ved rent vann i et separat apparat. Den rene kvikksølv som dannes, gjenbrukes i produksjonen. Begge metodene gir 1.125 tonn NaOH per tonn klor produsert.

Elektrolyse i en membrancelle er en billigere prosess og gir billigere NaOH. Kvikksølvkatodemetoden tillater produksjon av meget ren NaOH, selv om kvikksølvtap i løpet av produksjonen forurenser miljøet. I 1970, 62.2 prosent av verdens produksjon av klor var ved kvikksølvkatodemetoden, mens metoden ved bruk av membrancellen utgjorde 33,6 prosent og andre metoder for 4,2 prosent. Fra 1970 ble elektrolyse brukt ved hjelp av en solid katode og en ionbyttermembran, en metode som muliggjorde produksjon av ren NaOH uten kvikksølv.

Bruker. Klorproduksjon er en av de ledende grener av kjemisk industri. Det meste av klor som produseres omdannes på produksjonsstedet til klorholdige forbindelser. Klor lagres og transporteres i flytende form i tanker, sylindere, jernbanetankbiler eller spesialutstyrte skip. Følgende forbruk av klor er karakteristisk for industrielle land: 60-75 prosent brukes til produksjon av klorholdige organiske forbindelser, 10-20 prosent for produksjon av klorholdige uorganiske forbindelser, 5-15 prosent for bleking av masse og stoffer og 2-6 prosent for sanitære formål og vannklorering.

Klor brukes også til klorering av noen malm for å trekke ut titan, niob og zirkonium.

ulike klorholdige organiske og uorganiske forbindelser er omtalt i separate artikler(se Indeks).

Klor i organismer. Klor er et biogent element og en komponent i plante-og dyrevev. Klorinnholdet i planter varierer fra tusendeler av 1 prosent til flere prosent (halofytter inneholder store mengder klor), mens klorinnholdet i dyr varierer fra hundre til tiendedeler av 1 prosent. Det daglige klorbehovet for et voksent menneske er 2-4 g og møtes bare ved inntak av mat. I mat er klor vanligvis tilstede i overskudd i form av natriumklorid og kaliumklorid. Brød, kjøtt og melkeprodukter er spesielt rike på klor.

i dyreorganismer er klor et viktig osmotisk aktivt stoff i blodplasma, lymf, spinalvæske og noen vev. Det er viktig i vann-saltmetabolisme, noe som letter oppbevaring av vann av vev. Reguleringen av syrebasevekt i vev oppnås, i tillegg til andre prosesser, ved endring i klorfordelingen mellom blod og andre vev.

i planter deltar klor i energiutveksling, aktiverer både oksidativ fosforylering og fotofosforylering. Det påvirker også absorpsjon av oksygen ved røtter og er nødvendig for dannelse av oksygen i fotosyntese av isolerte kloroplaster. Klor er ikke inkludert i sammensetningen av de fleste næringsmidler for kunstig plantekultivering. Det er mulig at svært lave konsentrasjoner av klor er tilstrekkelig for utvikling av planter.

Forgiftning. Klorforgiftning er mulig i kjemisk, papirmasse – og-papir -, tekstil-og farmasøytisk industri. Klor irriterer slimhinnene i øynene og luftveiene. Sekundære infeksjoner følger vanligvis de primære inflammatoriske endringene. Akutt forgiftning utvikler seg nesten umiddelbart. Blant symptomene som er notert ved innånding av middels og lave konsentrasjoner av klor, er stramming og smerte i brystet, tørr hoste, rask pust, brennende følelse i øynene og tåre, økt innhold av leukocytter i blodet og økt kroppstemperatur. Bronkial lungebetennelse, giftig lungeødem, depresjon og kramper er mulige. I små tilfeller oppstår utvinning etter tre til syv dager. Katarre i øvre luftveier og tilbakevendende bronkitt og pneumosklerose er langsiktige sequellae; aktiveringen av lungetuberkulose er også mulig. Ved langvarig pusting av lave konsentrasjoner av klor observeres lignende, men sakte utviklende lidelser.

Sikkerhetstiltak for å forhindre klorforgiftning inkluderer hermetisk forsegling av produksjonsutstyr, god ventilasjon og, om nødvendig, bruk av gassmasker. Maksimal tillatt konsentrasjon av klor i luften på produksjonssteder er 1 mg / m3. Produksjonen av klor, klorerte kalk og andre klorholdige forbindelser anses potensielt skadelig Og Følgelig Sovjetisk lov begrenser bruken av kvinnelige og unge arbeidskraft.