chlorine

Cl, a chemical element in Group VII of Mendeleev’s periodic system. Número atómico, 17; peso atómico, 35.453. Um membro da família halogéneo.

em condições normais (0°C e 0,1 meganewton/m2, ou 1 quilograma de força/cm2), o cloro é um gás verde amarelado, com um odor pungente e irritante. Ocorre naturalmente na forma de dois isótopos estáveis: 35Cl (75,77%) e 37Cl (24,23%). Um certo número de isótopos de cloro radioativo foi obtido artificialmente, com números de massa 32, 33, 34, 36, 38, 39, e 40, que têm uma semi-vida de 0,31 s, 2,5 s, 1,56 s, 3,1 x 105 yr, 37,3 min, 55,5 min e 1,4 min, respectivamente. 36Cl e 38Cl são utilizados como marcadores isotópicos.

história. O cloro foi obtido pela primeira vez em 1774 por K. Scheele pela reação de ácido clorídrico com pirolusite (dióxido de manganês). No entanto, foi apenas em 1810 que h. Davy o estabeleceu como um elemento e nomeou-o cloro (a partir de cloros Grego, “Verde amarelado”). Em 1813, J. L. Gay-Lussac propôs o nome francês Clore para este elemento do qual o nome russo khlor é derivado.Distribuição na natureza . O cloro é encontrado na natureza apenas como um componente de compostos. O teor médio de cloro na crosta terrestre (clarke) é de 1,7 × 10-2% em peso. O teor médio em rochas ígneas ácidas, como Granitos, é de 2,4 × l0-2, e em Rochas básicas e ultrabásicas, de 5 × 10-3. A migração de água desempenha um papel importante na história do cloro na crosta terrestre. Na forma do íon Cl, o cloro é um componente dos oceanos da terra (1.93 por cento), Brinas subterrâneas e lagos de sal. Existem 97 minerais de cloro, principalmente cloretos naturais, o mais importante dos quais é a Halita, NaCl (ver e sal-gema). Numerosos grandes depósitos de potássio e magnésio, cloretos mistos e de cloretos são conhecidos: sylvite, KCl, sylvinite, (Na,K, Cl, carnallite, KCl · MgCl2 · 6H2Ó, kainite, KCl · MgSO4 · 3H2O, e bischofite MgCl2 · 6H2O. A migração de HCl contida nos gases vulcânicos nas partes superiores da crosta da terra foi de grande importância na história geológica da terra.

propriedades físicas e químicas. O ponto de ebulição de cloro é -34.05°C, e o ponto de fusão -101°C. A densidade do gás de cloro em condições normais, é 3.214 g/litro (g/l), enquanto a densidade do saturada de vapor, a 0°C é 12.21 g/l. A densidade de cloro líquido em seu ponto de ebulição é 1.557 g/cm3, enquanto a densidade do sólido de cloro em -102°C é de 1,9 g/cm2. A pressão saturada de vapor de cloro é 0.369 meganewton/m2 (MN/m2), ou 3.69 quilogramas-força (kgf/cm2), a 0″C, 0.772 MN/m2 (7.72 kgf/cm2) a 25°C, e 3.814 MN/m2 (38.14 kgf/cm2) a 100°C. O calor de fusão é de 90,3 quilojoules / kg (kJ/kg), ou 21,5 cal/g, enquanto o calor de evaporação é de 288 kJ/kg (68,8 cal/g). A capacidade térmica do gás cloro a pressão constante é de 0,48 kJ/(kg · °K), ou 0,11 cal/(g · °C). As constantes críticas de cloro são como segue: temperatura crítica, 144°C; pressão crítica, 7.72 MN/m2 (77.2 kgf/cm2); densidade crítica, 573 g/l; e volume crítico, 1.745 × 10–3l/g. A solubilidade de cloro em uma pressão parcial de 0,1 MN/m2 (1 kgf/cm2) em água é de 14,8 g/l a 0°C, de 5,8 g/l a 30°C, e 2.8 g/l, a 70°C, enquanto que em um de 300 g/l de NaCl, solução, sua solubilidade é de 1,42 g/l a 30°C e de 0,64 g/l, a 70°C.

Abaixo De 9,6°C em soluções aquosas, os hidratos de cloro são formadas com composição variável Cl2 · nH2O (onde n varia de 6 a 8), que estão na forma de cristais de isométrico sistema que se decompõem com o aumento da temperatura em cloro e água. O cloro é facilmente solúvel em TiCl4, SiCl4, SnCl4, e alguns solventes orgânicos, especialmente hexano, C6H14, e tetracloreto de carbono, CCl4. A molécula de cloro é diatômica (Cl2). O grau de dissociação térmica de Cl2 + 243 kJ ⇄ 2Cl é 2.07 × 10-4 por cento a 1000°K e 0.909 por cento em 2500°C.

O exterior configuração eletrônica do átomo de cloro é 3s23p5. Consequentemente, nos seus compostos, o cloro pode ter estados de oxidação de -1, +1, +3, +4, +5, +6, e +7. O raio covalente do átomo de cloro é 0,99 Å, enquanto o raio iônico de Cl-é 1,82 Å. A afinidade eletrônica do átomo de cloro é de 3,65 eV, enquanto a energia de ionização é de 12,97 eV.

quimicamente, o cloro é muito reativo e combina diretamente com quase todos os metais (com alguns metais, reage apenas na presença de umidade ou sobre o aquecimento) e com não-metais (exceto carbono, nitrogênio, oxigênio e os gases inertes), formando os cloretos correspondentes. Ele reage com muitos compostos, substitui hidrogênio em hidrocarbonetos saturados, e se combina com compostos insaturados. O cloro substitui o bromo e o iodo de seus compostos por hidrogênio e metais e é substituído por flúor de seus compostos por esses elementos.

na presença de pequenas quantidades de umidade, os metais alcalinos reagem com cloro por combustão. A maioria dos metais reagem com cloro seco apenas após o aquecimento. O aço, bem como alguns metais, são estáveis na presença de cloro seco a temperaturas moderadas e, portanto, são utilizados para a construção de equipamentos usados com cloro seco e tanques para armazenar cloro seco. O fósforo incendeia-se em cloro, formando PCl3, e depois de mais cloração, PCl5. Enxofre reage com cloro para produzir S2Cl2, SCl2, e outros compostos com a fórmula geral SnClm. Arsénio, antimónio, bismuto, estrôncio e telúrio reagem vigorosamente com cloro.

uma mistura de cloro e hidrogénio queima com uma chama verde incolor ou amarelada, produzindo cloreto de hidrogénio por uma reacção em cadeia. A temperatura máxima de uma chama de hidrogênio e cloro é de 2200°C. misturas de cloro e hidrogênio contendo 5,8 a 88,5% de hidrogênio são explosivos.

com oxigénio, o cloro forma os óxidos Cl2O, ClO2, O2O6, Cl2O7 e Cl2O8, bem como hipocloritos (sais de ácido hipocloroso), cloritos, cloratos e Percloratos. Todos os compostos de oxigénio dos Percloratos de cloro. Todos os compostos de oxigênio do cloro formam misturas explosivas com compostos facilmente oxidáveis. Os óxidos de cloro têm baixa estabilidade e podem explodir espontaneamente. Os hipocloritos após o armazenamento decompõem-se lentamente, enquanto cloratos e Percloratos podem explodir sob a ação dos iniciadores.

Hidroliza cloro na água, formando ácidos hipocloros e clorídrico: Cl2 + H2O HC Hcl + HCl. Hipocloritos e cloretos são formados após a cloração de soluções aquosas alcalinas a frio: 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2. Os cloratos são formados por aquecimento. A cal clorada é formada pela cloração de hidróxido de cálcio seco (ver).

o tricloreto de azoto é formado na reacção entre amoníaco e cloro. Na cloração de compostos orgânicos, cloro substitui o hidrogênio, por exemplo, R—H + Cl2 = RCl + HCl ou anexa através de vários títulos, por exemplo,

constituindo-cloro-contendo compostos orgânicos (biológicos cloretos).

com outros halogéneos, o cloro forma compostos inter-halogenados. Os fluoretos ClF, ClF3 e ClF5 são muito reativos.; por exemplo, a lã de vidro ingnita espontaneamente na presença de ClF3. Compostos de cloro com oxigênio e flúor incluem oxifluoretos de cloro, como ClO3F, ClO2F3, ClOF, e ClOF3, e perclorato de flúor, FClO4.

produção. A produção industrial de cloro foi iniciada em 1785 com base na reação entre ácido clorídrico e dióxido de manganês, ou pirolusite. In 1867 the British chemist H. Deacon developed a method for the production of chlorine by the oxidation of HCl using atmospheric oxygen in the presence of a catalyst. Na virada do século XX, o cloro foi produzido pela eletrólise de soluções aquosas dos cloretos de metais alcalinos. Cerca de 90-95% da produção mundial de cloro foi obtida por esses métodos, na década de 1970. Pequenas quantidades de cloro são obtidos como subproduto na produção de magnésio, cálcio, sódio e lítio, por eletrólise de fundição cloretos. Em 1975, a produção mundial de cloro era de cerca de 25 milhões de toneladas.

os dois principais métodos para a eletrólise de soluções aquosas de NaCl são eletrólise em uma célula de diafragma com um cátodo sólido e eletrólise em uma célula de cátodo de mercúrio. Em ambos os métodos, o gás cloro é liberado no ânodo de grafite ou óxido de titânio-óxido de rutênio. No primeiro método, o hidrogênio é liberado no cátodo, e uma solução de NaOH e NaCl é formada, a partir da qual a soda cáustica comercial é obtida por tratamento subsequente. No segundo método, a amálgama de sódio é formada no cátodo. Uma solução de NaOH, hidrogênio e mercúrio puro são formados após a decomposição da amálgama de sódio por água pura em um aparelho separado. O mercúrio puro formado é reutilizado na produção. Ambos os métodos produzem 1,125 toneladas de NaOH por tonelada de cloro produzido.

electrólise em uma célula de diafragma é um processo menos caro e produz NaOH mais barato. O método do cátodo de mercúrio permite a produção de NaOH muito puro, embora as perdas de mercúrio no decurso da produção poluam o ambiente. Em 1970, 62.2 por cento da produção mundial de cloro foi pelo método do cátodo de mercúrio, enquanto o método usando a célula de diafragma foi responsável por 33,6 por cento e outros métodos para 4,2 por cento. A partir de 1970, a eletrólise usando um cátodo sólido e uma membrana de troca iônica foi usado, um método que tornou possível a produção de NaOH puro sem mercúrio.

usos. A produção de cloro é um dos principais ramos da indústria química. A maior parte do cloro produzido é convertido no local de produção em compostos contendo cloro. O cloro é armazenado e transportado em forma líquida em tanques, cilindros, vagões-tanque, ou Navios especialmente equipados. O seguinte consumo de cloro é característico dos países industriais: 60-75 por cento é usado para a produção de compostos orgânicos contendo cloro, 10-20 por cento para a produção de compostos inorgânicos contendo cloro, 5-15 por cento para o branqueamento de pasta e tecidos, e 2-6 por cento para fins sanitários e cloração de água.

o cloro também é usado para a cloração de alguns minérios, a fim de extrair titânio, nióbio e zircônio.

vários compostos orgânicos e inorgânicos contendo cloro são discutidos em artigos separados (ver Índice).

cloro em organismos. O cloro é um elemento biogénico e um componente de tecidos vegetais e animais. O teor de cloro nas plantas varia de milésimos de 1 por cento a vários por cento (halófitos contêm grandes quantidades de cloro), enquanto o teor de cloro nos animais varia de centésimos a décimos de 1 por cento. A necessidade diária de cloro de um humano adulto é de 2-4 g e é atendida simplesmente com a ingestão de alimentos. Nos alimentos, o cloro está geralmente presente em excesso na forma de cloreto de sódio e cloreto de potássio. Pão, carne e produtos lácteos são especialmente ricos em cloro.

em organismos animais, o cloro é uma substância activa osmótica importante do plasma sanguíneo, dos linfáticos, do fluido espinal e de alguns tecidos. É importante no metabolismo do sal de água, facilitando a retenção de água pelos tecidos. A regulação do equilíbrio ácido-base nos tecidos é realizada, além de outros processos, por uma mudança na distribuição de cloro entre o sangue e outros tecidos.

nas plantas, o cloro participa na troca de energia, activando tanto a fosforilação oxidativa como a fotofosforilação. Também afeta a absorção de oxigênio pelas raízes e é necessário para a formação de oxigênio na fotossíntese por cloroplastos isolados. O cloro não está incluído na composição dos meios mais nutritivos para o cultivo artificial de plantas. É possível que concentrações muito baixas de cloro sejam suficientes para o desenvolvimento das plantas.

O envenenamento por cloro é possível nas indústrias química, de celulose e papel, têxtil e farmacêutica. O cloro irrita as membranas mucosas dos olhos e do aparelho respiratório. As infecções secundárias seguem normalmente as alterações inflamatórias primárias. A intoxicação aguda desenvolve-se quase imediatamente. Entre os sintomas observados após a inalação de médias e baixas concentrações de cloro são o aperto e dor no peito, tosse seca, respiração rápida, sensação de queimação nos olhos e lacrimejamento, aumento do conteúdo de leucócitos no sangue, e aumento da temperatura corporal. Pneumonia brônquica, edema pulmonar tóxico, depressão e convulsões são possíveis. Em casos leves, a recuperação ocorre após três a sete dias. Catarrh do tracto respiratório superior e bronquite recorrente e pneumosclerose são sequelas de longo prazo; a ativação da tuberculose pulmonar também é possível. Após respiração prolongada de baixas concentrações de cloro, distúrbios semelhantes, mas de desenvolvimento lento são observados.

as medidas de segurança para prevenir o envenenamento pelo cloro incluem a vedação hermética do equipamento de produção, boa ventilação e, quando necessário, o uso de máscaras de gás. A concentração máxima admissível de cloro no ar nos locais de produção é de 1 mg/m3. A produção de cloro, cal clorada e outros compostos contendo cloro é considerada potencialmente prejudicial e, consequentemente, a lei Soviética restringe o uso de trabalho feminino e juvenil.