4 - İsveçli kimyager

Carl Wilhelm Scheele.

Klor muhtemelen simyacılar tarafından elde edildi, ancak keşfi ve ilk araştırması ayrılmaz bir şekilde ünlü İsveçli kimyager Carl Wilhelm Scheele'nin adıyla bağlantılı.

Sayısız klor bileşikleri elbette Scheele'den çok önce biliniyordu. Bu element, en ünlü sofra tuzu da dahil olmak üzere birçok tuzun bir parçasıdır. 1774'te Scheele, siyah mineral piroluziti (Mn02 ) konsantre hidroklorik asitle ısıtarak serbest kloru izole etti:

Mn02 + 4HCl (kons.) => Cl2 + MnCl2 + 2H20.

İlk başta, kimyagerler kloru bir element olarak değil, bilinmeyen element murium'un (Latince muria - tuzlu sudan) oksijenle kimyasal bir bileşiği olarak kabul ettiler. Hidroklorik asidin (muriik olarak adlandırıldı) kimyasal olarak bağlı oksijen içerdiğine inanılıyordu. Bu, özellikle şu gerçekle "kanıtlandı": Işıkta bir klor çözeltisi bırakıldığında, ondan oksijen salınır ve çözeltide hidroklorik asit kalır. Bununla birlikte, oksijeni klordan "ayırmak" için yapılan çok sayıda girişim hiçbir şeye yol açmadı. Bu nedenle, hiç kimse kloru kömürle ısıtarak (yüksek sıcaklıklarda onu içeren birçok bileşikten oksijeni “alır”) karbondioksit elde etmeyi başaramadı. Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac ve Louis Jacques Tenard tarafından yapılan benzer deneyler sonucunda klorun oksijen içermediği ve oksijen içermediği anlaşılmıştır. basit bir madde. Klor ile hidrojenin reaksiyonundaki gazların kantitatif oranını analiz eden Gay-Lussac'ın deneyleri de aynı sonuca götürdü.

1811'de Davy, yeni element için Yunancadan "klor" adını önerdi. "kloros" - sarı-yeşil. Bir yıl sonra Gay-Lussac, adı "klor" olarak "kısalttı".

1811'de Alman fizikçi Johann Schweiger, klor için "halojen" adını önerdi (Yunanca "hals" - tuz ve "gennao" - doğum yapıyorum). Daha sonra, bu terim sadece klora değil, aynı zamanda yedinci gruptaki tüm analoglarına da verildi - flor, brom, iyot, astatin.

1826'da İsveçli kimyager Jöns Jakob Berzelius, daha önce elde ettiği verileri belirterek, klor için modern olandan yalnızca% 0,1 farklı olan atom kütlesini 35,41 olarak belirledi.
1.3. Doğada klor bulmak

Yerkabuğunda çok fazla klor yoktur - sadece% 0,017 ve serbest halde volkanik gazlarda sadece küçük miktarlarda bulunur. En yaygın elementler listesinde, klor ikinci onun sonundadır. Klor, vanadyum ve zirkonyumdan bile daha azdır (fakat krom, nikel, çinko, bakır ve nitrojenden daha fazladır). Aynı zamanda, klor çok yüksek oranda dağılmıştır: bu elementin küçük miktarları birçok farklı mineral ve kayanın parçasıdır. Klorun çok yüksek kimyasal aktivitesi, doğada kural olarak sodyum, potasyum, magnezyum ve kalsiyum ile kombinasyon halinde bileşikler şeklinde oluşmasına yol açar.

Şekil.4 - halit NaCl

Klor yaklaşık yüz mineral oluşturur; bunlar esas olarak hafif metallerin klorürleridir - alkali ve toprak alkali. Bunlar arasında en yaygın olanı halit NaCl'dir. Daha az yaygın olan potasyum, kalsiyum, magnezyum klorürleridir. Bunlardan en yaygın olarak bischofite MgCl2 6H2O, carnallite KCl MgCl2 6H2O, sylvin KCl, sylvinite NaCl KCl, kainit KCl MgSO 4 3H2O, taşihidrit CaCl2 2MgCl2 12H2O gibi bileşikler şeklindedir. , klor, eski denizlerin kuruması sırasında oluşan tuz katmanlarında bulunur. Halit ve potasyum tuzları özellikle güçlü birikintiler oluşturur; rezervlerinin devasa bir sayı olduğu tahmin ediliyor - 10 trilyon tondan fazla!

Deniz suyunda çok miktarda klor bulunur - ortalama %1,9. Bunun nedeni, kayalardan yıkanan klorun hiçbir yerde oyalanmaması (neredeyse tüm metal klorürler çözünür) ve nehirler tarafından denizlere ve okyanuslara taşınmasıdır. Ancak deniz suyuna karışan klorun artık kıtalara geri dönemeyeceği düşünülmemelidir. Klorun ters göçünde rüzgar, tuz tozunu okyanusların, denizlerin ve tuz göllerinin yüzeyinden uzaklaştırarak önemli bir rol oynar. Yani klor, madde döngüsünde yer alır. Ancak kurak ve çöl bölgelerinde suyun yoğun buharlaşması sonucunda yeraltı sularındaki klor konsantrasyonu büyük ölçüde artar. Özellikle ovalarda solonchaklar bu şekilde oluşur. Dünya çapında çeşitli kaynaklardan yılda yüz milyonlarca ton klor üretilmektedir.

Klorür çözeltileri, canlı organizmaların temel bir bileşenidir. İnsan vücudundaki klor içeriği% 0,25, kan plazmasında -% 0,35'tir. Bir yetişkinin vücudu, 45 g'ı kanda çözünen 200 g'dan fazla sodyum klorür içerir. Gıdada ve doğal su genellikle bir kişinin normal gelişimi için yeterli klor yoktur, bu nedenle eski zamanlardan beri insanlar yiyeceklere tuz eklemiştir. Klor ayrıca hayvan yemine de verilir. Hayvanlardan farklı olarak bitkiler hiçbir zaman klor eksikliği yaşamazlar.

Elemental klorun tarihi nispeten kısadır, 1774'e kadar uzanır. Doğu ülkelerinde 9. yüzyılda ve Avrupa'da 13. yüzyılda olduğundan, simyacıların elemental klorla karşılaşmaları çok muhtemeldir. "kraliyet votkası" biliniyordu - hidroklorik ve nitrik asitlerin bir karışımı.

Klor, ilk olarak İsveçli kimyager K. Schelle tarafından piroluzit üzerine yaptığı incelemede piroluzitin hidroklorik asit ile etkileşiminde ayrıntılı olarak tarif edilmiştir.

4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Schelle, kral suyu kokusuna benzer klor kokusuna, altın ve zinober ile etkileşime girme kabiliyetine ve ağartma özelliklerine dikkat çekti.

Berthollet ve Lavoisier, klorun murium elementinin bir oksidi olduğunu öne sürdüler, ancak onu izole etme girişimleri, sofra tuzunu elektrolizle sodyum ve klora ayrıştırmayı başaran Davy'nin çalışmasına kadar başarısız kaldı.

Gay-Lussac, yeni elemente daha kısa bir isim verdi - klor.

bölüm: genel özellikler

1. Tablodaki konum D.I. Mendeleyev

Klor (Yunanca üyeden - "yeşil") - bir element ana alt grup yedinci grup, atom numarası 17 olan D. I. Mendeleev'in kimyasal elementlerinin periyodik sisteminin üçüncü periyodu. Cl (lat. Chlorum) sembolü ile gösterilir. Reaktif ametal. Halojen grubuna aittir (başlangıçta "halojen" adı Alman kimyager Schweiger tarafından klor için kullanılmıştır [kelimenin tam anlamıyla "halojen" tuz olarak çevrilir), ancak kök salmadı ve daha sonra VII için yaygın hale geldi. klor içeren element grubu).

2. Atomun yapısı (CI)

Klor atomunun değerlik seviyesi 1 eşlenmemiş elektron içerir: 1SI 2SI 2p6 3SI 3p5, bu nedenle klor atomu için 1'e eşit değer çok kararlıdır. Klor atomunda d-alt seviyesinin boş bir yörüngesinin varlığı nedeniyle, klor atomu başka değerler de sergileyebilir. Atomun uyarılmış hallerinin oluşum şeması:

3. Fiziksel özellikler

Normal şartlar altında klor, boğucu bir kokuya sahip sarı-yeşil bir gazdır. Klor soğutulduğunda yaklaşık 239 K sıcaklıkta sıvı hale gelir ve daha sonra 113 K'nin altında kristalleşir. Fiziksel özelliklerinden bazıları tabloda sunulmuştur.

• 4. Kimyasal özellikler
• 4.1 Metal olmayanlarla etkileşim

Metal olmayanlarla (karbon, nitrojen, oksijen ve inert gazlar hariç), karşılık gelen klorürleri oluşturur.

Işıkta veya ısıtıldığında, radikal bir mekanizma ile aktif olarak (bazen bir patlama ile) hidrojen ile reaksiyona girer. Küçük konsantrasyonlarda klor ve hidrojen karışımı renksiz veya sarı-yeşil bir alevle yanar.

• 5Cl2 + 2P > 2PCl5
• 2S + Cl2 > S2Cl2

Oksijen ile klor, +1 ila +7 arasında bir oksidasyon durumu sergilediği oksitler oluşturur: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7. Keskin bir kokuları vardır, termal ve fotokimyasal olarak kararsızdırlar ve patlayıcı ayrışmaya eğilimlidirler.

Flor ile reaksiyona girdiğinde klorür değil florür oluşur:

Cl2 + 3F2(e) > 2ClF3

4.2 Metallerle reaksiyon

Klor hemen hemen tüm metallerle doğrudan reaksiyona girer (bazıları yalnızca nem varlığında veya ısıtıldığında):

Cl2 + 2Na > 2NaCl

• 3Cl2 + 2Sb > 2SbCl3
• 3Cl2 + 2Fe > 2FeCl3

Şimdi videoda klorun bazı elementlerle reaksiyonlarını gözlemleyebiliriz.

Klor içinde yanan mumlar

Klorun metallerle etkileşimi: a) demir ile

Karmaşık maddelerle etkileşim

Tuzundan daha az aktif olanın daha aktif bir halojen ile yer değiştirmesi

4.3 Diğer özellikler

Klor, brom ve iyotu bileşiklerinden hidrojen ve metallerle değiştirir:

Cl2 + 2HBr > Br2 + 2HCl

Cl2 + 2NaI > I2 + 2NaCl

Karbon monoksit ile reaksiyona girdiğinde fosgen oluşur:

Cl2 + CO > COCl2

Suda veya alkalilerde çözündüğünde, klor dismutasyona uğrayarak hipokloröz (ve ısıtıldığında perklorik) ve hidroklorik asitler veya bunların tuzlarını oluşturur:

Cl2 + H2O > HCI + HCIO

3Cl2 + 6NaOH > 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

Kuru kalsiyum hidroksitin klorlanmasıyla ağartıcı elde edilir:

Cl2 + Ca(OH)2 > CaCl(OCl) + H2O

Klorun amonyak üzerindeki etkisi nitrojen triklorür elde edilebilir:

• 4NH3 + 3Cl2 > NCl3 + 3NH4Cl
• 4.4 Klorun oksitleyici özellikleri

Klor çok güçlü bir oksitleyici ajandır.

Cl2 + H2S > 2HCl + S

4.5 Organik maddelerle reaksiyonlar

Doymuş bileşiklerle:

CH3-CH3 + Cl2 > C2H6-xClx + HCI

Doymamış bileşiklere çoklu bağlarla bağlanır:

CH2=CH2 + Cl2 > Cl-CH2-CH2-Cl

Aromatik bileşikler, katalizörlerin (örneğin, AlCl3 veya FeCl3) mevcudiyetinde bir hidrojen atomunu klor ile değiştirir.

Doğada klor gaz halinde ve sadece diğer gazlarla bileşikler halinde bulunur. Normale yakın koşullarda yeşilimsi, zehirli, yakıcı bir gazdır. Havadan daha fazla ağırlığa sahiptir. Tatlı bir kokusu vardır. Klor molekülü iki atom içerir. Dinlenme halinde yanmaz, ancak yüksek sıcaklıklarda hidrojen ile etkileşime girer ve ardından bir patlama mümkündür. Bunun sonucunda fosgen gazı açığa çıkar. Çok zehirli. Bu nedenle, havadaki düşük konsantrasyonda bile (1 dm3'te 0,001 mg) ölüme neden olabilir. klor havadan daha ağır olduğunu söyler, bu nedenle her zaman zemine yakın sarımsı yeşil bir pus şeklinde olacaktır.

Tarihsel gerçekler

Uygulamada ilk kez bu madde K. Schelee tarafından 1774 yılında hidroklorik asit ve piroluzitin birleştirilmesiyle elde edilmiştir. Bununla birlikte, yalnızca 1810'da P. Davy, kloru karakterize edebildi ve bunun ayrı bir kimyasal element olduğunu tespit edebildi.

1772'de hidrojen klorür - hidrojen ile bir klor bileşiği elde edebildiğini, ancak kimyagerin bu iki elementi ayıramadığını belirtmekte fayda var.

Klorun kimyasal karakterizasyonu

Klor, periyodik tablonun VII. grubunun ana alt grubunun kimyasal bir elementidir. Üçüncü periyottadır ve atom numarası 17'dir (atom çekirdeğinde 17 proton). Reaktif ametal. Cl harfleriyle gösterilir.

Rengi olmayan ancak keskin bir keskin kokusu olan gazların tipik bir temsilcisidir. Genellikle zehirlidir. Tüm halojenler suda yüksek oranda çözünür. Nemli hava ile temas ettiklerinde sigara içmeye başlarlar.

Cl atomunun harici elektronik konfigürasyonu 3s23p5'tir. Bu nedenle bileşiklerde kimyasal element -1, +1, +3, +4, +5, +6 ve +7 oksidasyon seviyeleri sergiler. Atomun kovalent yarıçapı 0,96 Å, Cl'nin iyonik yarıçapı 1,83 Å, atomun elektrona olan ilgisi 3,65 eV, iyonlaşma seviyesi 12,87 eV'dir.

Yukarıda bahsedildiği gibi, klor oldukça aktif bir ametaldir ve bu, hemen hemen her metalle (bazı durumlarda, ısıtarak veya bromun yerini alırken nem yardımıyla) ve metal olmayan bileşikler oluşturmanıza olanak tanır. Toz halinde, metallerle ancak yüksek sıcaklıkların etkisi altında reaksiyona girer.

Maksimum yanma sıcaklığı 2250 °C'dir. Oksijen ile oksitler, hipokloritler, kloritler ve kloratlar oluşturabilir. Oksijen içeren tüm bileşikler, oksitleyici maddelerle etkileşime girdiğinde patlayıcı hale gelir. Kloratlar yalnızca herhangi bir başlatıcıya maruz kaldıklarında patlarken rastgele patlayabileceklerini belirtmekte fayda var.

Periyodik sistemdeki pozisyona göre klorin özellikleri:

Basit madde;
. periyodik tablonun on yedinci grubunun elemanı;
. üçüncü sıranın üçüncü periyodu;
. ana alt grubun yedinci grubu;
. atom numarası 17;
. Cl sembolü ile gösterilir;
. reaktif ametal;
. halojen grubundadır;
. normale yakın koşullarda keskin kokulu sarımsı yeşil zehirli bir gazdır;
. klor molekülünün 2 atomu vardır (formül Cl2).

Klorun fiziksel özellikleri:

Kaynama noktası: -34.04 °C;
. erime noktası: -101,5 °C;
. gaz halindeki yoğunluk - 3,214 g/l;
. sıvı klor yoğunluğu (kaynama süresi boyunca) - 1.537 g / cm3;
. katı klor yoğunluğu - 1.9 g/cm3;
. özgül hacim - 1.745 x 10 -3 l / g.

Klor: sıcaklık değişimlerinin özellikleri

Gaz halindeyken kolayca sıvılaşma eğilimindedir. 8 atmosfer basınçta ve 20 °C sıcaklıkta yeşilimsi sarı bir sıvı gibi görünür. Çok yüksek korozyon özelliklerine sahiptir. Uygulamada görüldüğü gibi, bu kimyasal element, basınç artışına bağlı olarak kritik bir sıcaklığa (143 ° C) kadar sıvı halde kalabilir.

-32 °C sıcaklığa soğutulursa atmosfer basıncından bağımsız olarak sıvıya dönüşür. Sıcaklıkta daha fazla düşüş ile kristalleşme meydana gelir (-101 ° C'de).

Doğada klor

Yerkabuğu sadece %0,017 klor içerir. Büyük kısmı volkanik gazlardadır. Yukarıda belirtildiği gibi, madde, doğada diğer elementlerle bileşikler halinde meydana gelmesinin bir sonucu olarak yüksek bir kimyasal aktiviteye sahiptir. Ancak birçok mineral klor içerir. Elementin özelliği, yaklaşık yüz farklı mineralin oluşmasına izin verir. Kural olarak, bunlar metal klorürlerdir.

Ayrıca, büyük bir kısmı okyanuslarda - neredeyse% 2. Bunun nedeni, klorürlerin çok aktif bir şekilde çözünmesi ve nehirler ve denizler tarafından taşınmasıdır. Tersine işlem de mümkündür. Klor kıyıya geri yıkanır ve ardından rüzgar onu etrafa taşır. Bu nedenle en yüksek konsantrasyonu kıyı bölgelerinde görülmektedir. Gezegenin kurak bölgelerinde, düşündüğümüz gaz, tuz bataklıklarının ortaya çıkması sonucu suyun buharlaşmasıyla oluşur. Dünyada yılda yaklaşık 100 milyon ton bu madde çıkarılmaktadır. Bununla birlikte, şaşırtıcı değil, çünkü klor içeren birçok birikinti var. Bununla birlikte, özellikleri büyük ölçüde coğrafi konumuna bağlıdır.

Klor elde etme yöntemleri

Bugün, klor elde etmek için bir dizi yöntem vardır ve bunlardan en yaygın olanları şunlardır:

1. Açıklık. En basit ve en ucuz olanıdır. Diyafram elektrolizindeki tuz çözeltisi anot boşluğuna girer. Ayrıca çelik katot ızgarası diyaframa akar. içinde az miktarda polimer lifler. Bu cihazın önemli bir özelliği karşı akıştır. Anottan katot boşluğuna yönlendirilir, bu da klor ve küllü suyu ayrı ayrı elde etmeyi mümkün kılar.

2. Membran. En enerji verimli, ancak bir kuruluşta uygulanması zor. Diyaframa benzer. Aradaki fark, anot ve katot boşluklarının tamamen bir zarla ayrılmasıdır. Bu nedenle, çıktı iki ayrı akıştır.

Unutulmamalıdır ki kimyanın özellikleri. Bu yöntemlerle elde edilen element (klor) farklı olacaktır. Daha "temiz" olarak kabul edilen membran yöntemidir.

3. Sıvı katotlu cıva yöntemi. Diğer teknolojilerle karşılaştırıldığında bu seçenek, en saf kloru elde etmenizi sağlar.

Kurulumun temel şeması, bir elektrolizör ve birbirine bağlı pompa ve amalgam ayrıştırıcıdan oluşur. Pompa tarafından pompalanan cıva, bir ortak tuz çözeltisi ile birlikte katot görevi görür ve karbon veya grafit elektrotlar anot görevi görür. Tesisatın çalışma prensibi şu şekildedir: elektrolitten klor salınır ve bu, anolit ile birlikte elektrolizörden çıkarılır. İkincisinden safsızlıklar ve klor kalıntıları çıkarılır, halit ile doyurulur ve tekrar elektrolize geri döndürülür.

Endüstriyel güvenlik gereklilikleri ve üretimin kârsızlığı, sıvı katodun katı olanla değiştirilmesine yol açtı.

Endüstriyel amaçlar için klor kullanımı

Klorun özellikleri, endüstride aktif olarak kullanılmasına izin verir. Bu kimyasal elementin yardımıyla çeşitli (vinil klorür, kloro-kauçuk vb.) ilaçlar, dezenfektanlar. Ancak endüstride işgal edilen en büyük niş, hidroklorik asit ve kireç üretimidir.

Yaygın olarak kullanılan temizleme yöntemleri içme suyu. Bugün bu yöntemden uzaklaşıp ozonlama ile değiştirmeye çalışıyorlar çünkü düşündüğümüz madde insan vücudunu olumsuz etkiliyor, ayrıca klorlu su boru hatlarını tahrip ediyor. Bunun nedeni, serbest durumdaki Cl'nin poliolefinlerden yapılan boruları olumsuz etkilemesidir. Ancak çoğu ülke klorlama yöntemini tercih etmektedir.

Klor ayrıca metalurjide de kullanılır. Yardımı ile bir dizi nadir metal (niyobyum, tantal, titanyum) elde edilir. Kimya endüstrisinde çeşitli organoklor bileşikleri yabancı ot kontrolünde ve diğer tarımsal amaçlar için aktif olarak kullanılmaktadır, element aynı zamanda ağartıcı olarak da kullanılmaktadır.

Klor, kimyasal yapısı nedeniyle çoğu organik ve inorganik boyayı yok eder. Bu, onları tamamen renklendirerek elde edilir. Böyle bir sonuç ancak su varsa mümkündür, çünkü klorin parçalanmasından sonra oluşan ağartma işlemi gerçekleşir: Cl2 + H20 → HCI + HCIO → 2HCl + O. Bu yöntem birkaç kez kullanıldı. Yüzyıllar önce ve bugün hala popüler.

Bu maddenin organoklorlu insektisit üretimi için kullanımı oldukça popülerdir. Bu tarımsal müstahzarlar zararlı organizmaları öldürür ve bitkileri sağlam bırakır. Gezegende üretilen tüm klorun önemli bir kısmı tarımsal ihtiyaçlara gidiyor.

Ayrıca plastik bileşikleri ve kauçuk üretiminde de kullanılır. Onların yardımıyla tel yalıtımı, kırtasiye, ekipman, ev aletlerinin kabukları vb.Bu şekilde elde edilen kauçukların insana zarar verdiği kanısındayız ancak bu bilim tarafından doğrulanmadı.

Klor (maddenin özellikleri daha önce tarafımızdan ayrıntılı olarak açıklanmıştır) ve hardal gazı ve fosgen gibi türevlerinin de askeri amaçlarla kimyasal savaş ajanları elde etmek için kullanıldığını belirtmekte fayda vardır.

Metal olmayanların parlak bir temsilcisi olarak klor

Metal olmayanlar, gazları ve sıvıları içeren basit maddelerdir. Çoğu durumda elektrik akımını metallerden daha kötü iletirler ve fiziksel ve mekanik özelliklerde önemli farklılıklar gösterirler. Yüksek düzeyde iyonlaşma sayesinde kovalent kimyasal bileşikler oluşturabilirler. Aşağıda klor örneği kullanılarak bir ametalin özelliği verilecektir.

Yukarıda bahsedildiği gibi, bu kimyasal element bir gazdır. Normal koşullar altında, metallerinkine benzer özelliklerden tamamen yoksundur. Dışarıdan yardım almadan oksijen, nitrojen, karbon vb. İle etkileşime giremez. Oksitleyici özelliklerini basit maddelerle ve bazı karmaşık maddelerle bağlarda gösterir. Kimyasal özelliklerine açıkça yansıyan halojenleri ifade eder. Diğer halojen temsilcilerine (brom, astatin, iyot) sahip bileşiklerde, bunların yerini alır. Gaz halinde, klor (karakteristik özelliği bunun doğrudan bir teyididir) iyi çözünür. Mükemmel bir dezenfektandır. Sadece canlı organizmaları öldürür, bu da onu vazgeçilmez kılar. tarım ve tıp.

zehir olarak kullan

Klor atomunun özelliği, zehirli bir madde olarak kullanılmasına izin verir. İlk kez Almanya tarafından 22 Nisan 1915'te Birinci Dünya Savaşı sırasında gaz kullanıldı ve bunun sonucunda yaklaşık 15 bin kişi öldü. Şu anda geçerli değil.

hadi verelim kısa açıklama boğucu olarak kimyasal element. Boğulma yoluyla insan vücudunu etkiler. İlk olarak, üst solunum yollarını ve gözlerin mukoza zarlarını tahriş eder. Güçlü bir öksürük boğulma nöbetleriyle başlar. Ayrıca, akciğerlere nüfuz eden gaz paslanır. Akciğer dokusu bu da şişmeye yol açar. Önemli! Klor hızlı hareket eden bir maddedir.

Havadaki konsantrasyona bağlı olarak semptomlar farklıdır. Bir kişide düşük içerikle, gözlerin mukoza zarında kızarıklık, hafif nefes darlığı görülür. Atmosferdeki 1.5-2 g / m3 içerik, göğüste ağırlık ve keskin hislere, üst kısımda keskin bir ağrıya neden olur. solunum sistemi. Ayrıca, duruma şiddetli lakrimasyon eşlik edebilir. Bu kadar klor konsantrasyonu olan bir odada 10-15 dakika kaldıktan sonra ciddi bir akciğer yanması ve ölüm meydana gelir. Daha yoğun konsantrasyonlarda, üst solunum yollarının felç edilmesinden bir dakika içinde ölüm mümkündür.

Organizmaların ve bitkilerin yaşamındaki klor

Klor hemen hemen tüm canlı organizmalarda bulunur. Özelliği, saf halde değil, bileşikler halinde bulunmasıdır.

Hayvan ve insan organizmalarında, klorür iyonları ozmotik eşitliği sağlar. Bunun nedeni, zar hücrelerine nüfuz etmek için en uygun yarıçapa sahip olmalarıdır. Potasyum iyonları ile birlikte Cl, su-tuz dengesini düzenler. Bağırsakta, klorür iyonları, mide suyunun proteolitik enzimlerinin etkisi için uygun bir ortam yaratır. Klor kanalları vücudumuzun birçok hücresinde sağlanır. Bunlar aracılığıyla hücreler arası sıvı değişimi gerçekleşir ve hücrenin pH'ı korunur. Bu elementin vücuttaki toplam hacminin yaklaşık %85'i hücreler arası boşlukta bulunur. Vücuttan üretra yoluyla atılır. Emzirme döneminde kadın vücudu tarafından üretilir.

Gelişimin bu aşamasında, klor ve bileşiklerinin hangi hastalıklara yol açtığını kesin olarak söylemek zordur. Bu, bu alanda araştırma eksikliğinden kaynaklanmaktadır.

Bitki hücrelerinde de klor iyonları bulunur. Enerji alışverişinde aktif olarak yer alır. Bu element olmadan fotosentez süreci imkansızdır. Yardımı ile kökler aktif olarak gerekli maddeleri emer. Ancak bitkilerde yüksek bir klor konsantrasyonu zararlı bir etkiye sahip olabilir (fotosentez sürecini yavaşlatır, gelişmeyi ve büyümeyi durdurur).

Bununla birlikte, floranın "arkadaş edinebilen" veya en azından bu unsurla iyi geçinebilen temsilcileri var. Metal olmayan bir maddenin (klor) özelliği, bir maddenin toprağı oksitleme yeteneği gibi bir madde içerir. Evrim sürecinde, halofitler adı verilen yukarıda belirtilen bitkiler, bu elementin aşırı bolluğu nedeniyle boş olan boş tuz bataklıklarını işgal etti. Klorür iyonlarını emerler ve ardından yaprak dökülmesinin yardımıyla onlardan kurtulurlar.

Klorun taşınması ve depolanması

Kloru taşımanın ve depolamanın birkaç yolu vardır. Elemanın özelliği, özel yüksek basınçlı silindirlere olan ihtiyacı ifade eder. Bu tür kapların bir tanımlama işareti vardır - dikey bir yeşil çizgi. Silindirler ayda bir iyice durulanmalıdır. Uzun süreli klor depolaması ile çok patlayıcı bir çökelti - nitrojen triklorür oluştururlar. Tüm güvenlik kurallarına uyulmazsa, kendiliğinden tutuşma ve patlama mümkündür.

Klor çalışması

Geleceğin kimyagerleri klorun özelliklerini bilmelidir. Plana göre 9. sınıflar disiplinin temel bilgilerine dayalı olarak bu madde ile laboratuvar deneyleri bile yapabilirler. Doğal olarak, öğretmen bir güvenlik brifingi yapmakla yükümlüdür.

İşin sırası şu şekildedir: Klorlu bir şişe alıp içine küçük metal talaşları dökmeniz gerekir. Uçuş sırasında, talaşlar parlak parlak kıvılcımlarla parlayacak ve aynı zamanda açık beyaz bir SbCl3 dumanı oluşacaktır. Kalay folyo, klor içeren bir kaba daldırıldığında, aynı zamanda kendiliğinden tutuşacak ve ateşli kar taneleri yavaşça şişenin dibine düşecektir. Bu reaksiyon sırasında dumanlı bir sıvı olan SnCl4 oluşur. Tavaya demir talaşı konulduğunda kırmızı “damlalar” oluşur ve kırmızı FeCl3 dumanı çıkar.

İle birlikte pratik iş teori tekrarlanır. Özellikle, klorun periyodik sistemdeki konumuna göre karakterizasyonu gibi bir soru (makalenin başında açıklanmıştır).

Deneyler sonucunda, elementin aktif olarak organik bileşiklere tepki gösterdiği ortaya çıktı. Terebentine batırılmış pamuğu bir klor kavanozuna koyarsanız, anında tutuşur ve is şişeden keskin bir şekilde düşer. Sodyum, sarımsı bir alevle etkili bir şekilde yanar ve kimyasal kapların duvarlarında tuz kristalleri belirir. Öğrenciler, henüz genç bir kimyager olan N. N. Semenov'un (daha sonra Nobel Ödülü sahibi) böyle bir deney yaptıktan sonra, şişenin duvarlarından tuz topladığını ve üzerine ekmek serperek yediğini bilmek isteyeceklerdir. Kimya doğru çıktı ve bilim adamını hayal kırıklığına uğratmadı. Kimyager tarafından yapılan deney sonucunda gerçekten sıradan sofra tuzu çıktı!

Flanders'ın batısında küçük bir kasaba yatıyor. Yine de adı tüm dünyaca biliniyor ve insanlığın hafızasında uzun süre bir sembol olarak kalacak. en büyük suçlar insanlığa karşı. Bu kasaba Ypres. Crécy (1346'da Crécy Muharebesi, Avrupa'da İngiliz birlikleri tarafından ateşli silahların ilk kullanımına tanık oldu.) Ypres Hiroşima, savaşı dev bir yıkım makinesine dönüştürme yolundaki kilometre taşları.

1915'in başında hatta batı Cephesi sözde Ypres çıkıntısını oluşturdu. Ypres'in kuzeydoğusundaki müttefik İngiliz-Fransız birlikleri, Alman ordusu tarafından işgal edilen bölgeye girdi. Alman komutanlığı bir karşı saldırı başlatmaya ve ön cepheyi düzleştirmeye karar verdi. 22 Nisan sabahı, düz bir kuzeydoğu rüzgarıyla, Almanlar saldırı için alışılmadık bir hazırlık başlattı - savaş tarihindeki ilk gaz saldırısını gerçekleştirdiler. Cephenin Ypres sektöründe aynı anda 6.000 silindir klor açıldı. Beş dakika içinde, yavaşça düşmanın siperlerine doğru hareket eden, 180 ton ağırlığında, zehirli sarı-yeşil bir bulut oluştu.

Bunu kimse beklemiyordu. Fransız ve İngiliz birlikleri, topçu bombardımanı için bir saldırıya hazırlanıyorlardı, askerler güvenli bir şekilde kazdılar, ancak yıkıcı klor bulutunun önünde kesinlikle silahsızdılar. Ölümcül gaz tüm çatlaklara, tüm sığınaklara nüfuz etti. İlk kimyasal saldırının sonuçları (ve Zehirli Maddelerin Kullanılmamasına İlişkin 1907 Lahey Sözleşmesinin ilk ihlali!) Çarpıcıydı - klor yaklaşık 15 bin kişiye çarptı ve yaklaşık 5 bin kişi öldü. Ve tüm bunlar, 6 km uzunluğundaki ön cepheyi düzleştirmek için! İki ay sonra Almanlar doğu cephesine de klor gazı saldırısı düzenledi. Ve iki yıl sonra Ypres ününü artırdı. 12 Temmuz 1917'deki ağır bir savaş sırasında, daha sonra hardal gazı olarak adlandırılan zehirli bir madde ilk kez bu şehrin bulunduğu bölgede kullanıldı. Hardal, bir klor türevi olan diklorodietil sülfürdür.

Bir küçük kasaba ve bir kasaba ile ilgili tarihin bu bölümleri hakkında kimyasal element, 17 numaralı elementin militan delilerin elinde ne kadar tehlikeli olabileceğini göstermek için hatırladık. Bu, klor tarihinin en karanlık sayfasıdır.

Ama kloru sadece zehirli bir madde ve diğer zehirli maddelerin üretimi için bir hammadde olarak görmek tamamen yanlış olur...

Klor tarihi

Elemental klorun tarihi nispeten kısadır ve 1774 yılına kadar uzanır. Klor bileşiklerinin tarihi dünya kadar eskidir. Sodyum klorürün sofra tuzu olduğunu hatırlamak yeterlidir. Ve görünüşe göre, tarih öncesi zamanlarda bile tuzun et ve balığı koruma yeteneği fark edildi.

İnsanların tuz kullandığına dair en eski arkeolojik buluntular, MÖ yaklaşık 3...4 bin yıl öncesine kadar uzanmaktadır. Ve kaya tuzu çıkarmanın en eski açıklaması, Yunan tarihçi Herodotus'un (MÖ V. yüzyıl) yazılarında bulunur. Herodot, Libya'da kaya tuzu madenciliğini anlatıyor. Libya çölünün ortasındaki Sina vahasında tanrı Ammon-Ra'nın ünlü tapınağı vardı. Bu nedenle Libya'ya "Amonyak", kaya tuzunun ilk adı "sal ammoniacum" idi. Daha sonra, on üçüncü yüzyıldan başlayarak. AD, bu isim amonyum klorüre verildi.

Pliny the Elder's Natural History, altının tuz ve kil ile kalsine edilerek adi metallerden ayrılmasına yönelik bir yöntemi anlatır. Ve sodyum klorürün saflaştırılmasına ilişkin ilk açıklamalardan biri, büyük Arap doktor ve simyacı Cabir ibn Hayyan'ın (Avrupa geber hecelemesiyle) yazılarında bulunur.

9. yüzyılda Doğu ülkelerinde ve 13. yüzyılda Avrupa'da olduğu için simyacıların da elemental klorla karşılaşmaları çok muhtemeldir. "kraliyet votkası" biliniyordu - hidroklorik ve nitrik asitlerin bir karışımı. Hollandalı Van Helmont'un 1668'de yayınlanan Hortus Medicinae adlı kitabı, amonyum klorür ve nitrik asit birlikte ısıtıldığında belirli bir gaz elde edildiğini söylüyor. Açıklamaya göre, bu gaz klora çok benzer.

Klor, ilk olarak İsveçli kimyager Scheele tarafından piroluzit üzerine yaptığı incelemede ayrıntılı olarak tanımlandı. Scheele mineral piroluziti hidroklorik asitle ısıtarak kral suyunun koku özelliğini fark etti, bu kokuya neden olan sarı-yeşil gazı topladı ve inceledi ve belirli maddelerle etkileşimini inceledi. Scheele, klorun altın ve zinober üzerindeki etkisini (ikinci durumda süblimasyon oluşur) ve klorun ağartma özelliklerini keşfeden ilk kişiydi.

Scheele, yeni keşfedilen gazı basit bir madde olarak görmedi ve ona "flojistondan arındırılmış hidroklorik asit" adını verdi. konuşmak modern dil, Scheele ve ondan sonra o zamanın diğer bilim adamları yeni gazın hidroklorik asit oksit olduğuna inanıyorlardı.

Bir süre sonra Bertholet ve Lavoisier, bu gazın yeni bir element olan murium'un oksiti olarak kabul edilmesini önerdiler. Otuz beş yıl boyunca kimyagerler bilinmeyen murium'u izole etmeye çalıştılar, başarısız oldular.

"Murium oksit"in bir destekçisi, ilk başta, 1807'de sofra tuzunu bir elektrik akımıyla alkali metal sodyum ve sarı-yeşil gaza ayrıştıran Davy idi. Bununla birlikte, üç yıl sonra, muria elde etmek için yapılan birçok sonuçsuz girişimden sonra, Davy, Scheele tarafından keşfedilen gazın basit bir madde, bir element olduğu sonucuna vardı ve ona klorik gaz veya klor adını verdi (Yunanca χλωροζ sarı-yeşilden). Ve üç yıl sonra, Gay-Lussac yeni elemente daha kısa bir isim olan klor verdi. Doğru, 1811'de Alman kimyager Schweiger, klor için başka bir isim önerdi - "halojen" (kelimenin tam anlamıyla tuz olarak tercüme edilir), ancak bu isim ilk başta kök salmadı ve daha sonra tüm bir element grubu için ortak oldu. klor.

Klor "kişisel kartı"

Klor nedir sorusuna en az bir düzine cevap verebilirsiniz. Birincisi, bir halojendir; ikincisi, en güçlü oksitleyici maddelerden biri; üçüncüsü, son derece zehirli bir gaz; dördüncüsü, ana kimya sanayinin en önemli ürünü; beşinci olarak, plastik ve böcek ilaçları, kauçuk ve suni lifler, boyalar ve ilaçların üretimi için hammaddeler; altıncısı titanyum ve silikon, gliserin ve floroplastın elde edildiği madde; yedincisi, içme suyunu arıtmak ve kumaşları ağartmak için bir araç ...

Bu liste devam ettirilebilir.

Normal koşullar altında, element klor, keskin karakteristik bir kokuya sahip oldukça ağır sarı-yeşil bir gazdır. Klorun atom ağırlığı 35.453 ve molekül ağırlığı 70.906'dır, çünkü klor molekülü iki atomludur. Normal koşullar altında (sıcaklık 0°C ve basınç 760 mmHg) bir litre klor gazı 3.214 g ağırlığındadır.34.05°C sıcaklığa soğutulduğunda, klor sarı bir sıvıya dönüşür (yoğunluk 1.56 g/cm 101.6°C'de sertleşir). -de yüksek tansiyon Klor ayrıca +144°C'ye kadar daha yüksek sıcaklıklarda sıvılaştırılabilir. Klor, dikloroetan ve diğer bazı klor içeren organik çözücülerde oldukça çözünür.

17 numaralı element çok aktiftir ve periyodik tablonun hemen hemen tüm elementleriyle doğrudan birleşir. Bu nedenle doğada sadece bileşikler halinde bulunur. Klor, halit NaCI, sylvinite KCl NaCl, bischofite MgCl2 6H20, carnallite KCl MgCl2 6H20, kainit KCl MgSO4 3H20 içeren en yaygın mineraller. Bu onların ilk "şarabı" (veya "liyakat") ”) yer kabuğundaki klor içeriğinin ağırlıkça %0,20 olduğu. Demir dışı metalurji için, nispeten nadir bulunan bazı klor içeren mineraller çok önemlidir, örneğin boynuz gümüşü AgCl.

Elektriksel iletkenlik açısından, sıvı klor en güçlü yalıtkanlar arasında yer alır: akımı damıtılmış sudan neredeyse bir milyar kat daha kötü ve gümüşten 10 22 kat daha kötü iletir.

Klordaki sesin hızı havadakinden yaklaşık bir buçuk kat daha azdır.

Ve son olarak, klor izotopları hakkında.

Şimdi bu elementin dokuz izotopu biliniyor, ancak doğada sadece iki klor-35 ve klor-37 bulunuyor. Birincisi, ikincisinden yaklaşık üç kat daha fazla.

Kalan yedi izotop yapay olarak elde edildi. Bunlardan en kısa ömürlüsü 32 Cl 0,306 saniye, en uzun ömürlüsü 36 Cl 310 bin yıl.

Klor nasıl elde edilir?

Klor tesisine vardığınızda ilk fark ettiğiniz şey çok sayıda elektrik hattı. Klor üretimi, doğal klor bileşiklerini ayrıştırmak için gerekli olan çok fazla elektrik tüketir.

Doğal olarak ana klor ham maddesi kaya tuzudur. Klor tesisi nehrin yakınında bulunuyorsa, tuz demiryolu ile değil, mavnalarla ithal edilir - daha ekonomiktir. Tuz ucuz bir üründür, ancak çoğu tüketilir: bir ton klor elde etmek için yaklaşık 1,7 ... 1,8 ton tuza ihtiyacınız vardır.

Tuz depolara gider. Üç adet altı aylık hammadde stoğu, kural olarak büyük tonajlı klor üretimi için burada depolanır.

Tuz ezilir ve ılık suda eritilir. Bu tuzlu su, boru hattından temizlik atölyesine pompalanır; burada, üç katlı bir evin yüksekliğindeki büyük tanklarda, tuzlu su kalsiyum ve magnezyum tuzlarının safsızlıklarından temizlenir ve berraklaştırılır (çökmeye bırakılır). Saf konsantre sodyum klorür çözeltisi, ana klor üretim atölyesinden elektroliz atölyesine pompalanır.

Sulu bir çözeltide, tuz molekülleri Na + ve Cl iyonlarına dönüştürülür. Cl iyonu, klor atomundan sadece fazladan bir elektrona sahip olmasıyla farklıdır. Bu, elemental klor elde etmek için bu ekstra elektronu koparmak gerektiği anlamına gelir. Bu, pozitif yüklü bir elektrot (anot) üzerindeki hücrede olur. Elektronlar ondan "emilmiş" gibi görünüyor: 2Cl → Cl2 + 2ē. Anotlar grafitten yapılmıştır, çünkü klor iyonlarından fazla elektron alan herhangi bir metal (platin ve analogları hariç), hızla aşınır ve çöker.

Klor üretimi için iki tür teknolojik tasarım vardır: diyafram ve cıva. İlk durumda, delikli bir demir sac katot görevi görür ve hücrenin katot ve anot boşlukları bir asbest diyaframı ile ayrılır. Demir katot üzerinde, hidrojen iyonları boşaltılır ve sulu bir kostik soda çözeltisi oluşur. Katot olarak cıva kullanılırsa, üzerine sodyum iyonları boşaltılır ve daha sonra su ile ayrıştırılan sodyum amalgamı oluşur. Hidrojen ve kostik soda elde edilir. Bu durumda, ayırıcı bir diyaframa gerek yoktur ve alkali, diyaframlı elektrolizörlere göre daha konsantredir.

Dolayısıyla, klor üretimi aynı anda kostik soda ve hidrojen üretimidir.

Hidrojen metal borulardan, klor ise cam veya seramik borulardan çıkarılır. Taze hazırlanmış klor, su buharı ile doyurulur ve bu nedenle özellikle agresiftir. Daha sonra önce soğutulur. soğuk su içeriden dizilmiş yüksek kulelerde seramik karolar ve seramik bir nozülle (Raschig halkaları olarak adlandırılır) doldurulur ve daha sonra konsantre sülfürik asitle kurutulur. Tek klor kurutucudur ve klorun etkileşime girmediği birkaç sıvıdan biridir.

Kuru klor artık o kadar agresif değil, örneğin çelik ekipmanı yok etmiyor.

Klor genellikle sıvı halde demiryolu tanklarında veya silindirlerinde 10 atm'ye kadar basınç altında taşınır.

Rusya'da, klor üretimi ilk olarak 1880 gibi erken bir tarihte Bondyuzhsky fabrikasında organize edildi. Daha sonra klor, Scheele'nin zamanında hidroklorik asidi piroluzit ile reaksiyona sokarak elde ettiği şekilde prensipte elde edildi. Üretilen klorun tamamı ağartıcı üretmek için kullanıldı. 1900 yılında, Rusya'da ilk kez, Donsoda fabrikasında elektrolitik klor üretimi için bir atölye faaliyete geçti. Bu atölyenin kapasitesi yılda sadece 6 bin ton idi. 1917'de Rusya'daki tüm klor fabrikaları 12.000 ton klor üretti. Ve 1965'te SSCB'de yaklaşık 1 milyon ton klor üretildi ...

birçoğundan biri

Klorun pratik uygulamalarının tüm çeşitliliği, fazla uzatmadan tek bir cümleyle ifade edilebilir: klor, klor ürünlerinin üretimi için gereklidir, yani; “bağlı” klor içeren maddeler. Ancak aynı klor ürünlerinden bahsetmişken, tek bir cümleyle kurtulamazsınız. Hem özellikler hem de amaç bakımından çok farklıdırlar.

Makalemizin sınırlı hacmi, klorun tüm bileşiklerinden bahsetmemize izin vermiyor, ancak klor gerektiren maddelerin en azından bir kısmı hakkında bir hikaye olmadan, 17 numaralı element "portremiz" eksik ve ikna edici olmayacaktı.

Örneğin, zararlı böcekleri öldüren ancak bitkiler için güvenli olan maddeler olan organoklorlu insektisitleri ele alalım. Üretilen klorun önemli bir kısmı bitki koruma ürünlerinin elde edilmesinde harcanmaktadır.

En önemli insektisitlerden biri hekzaklorosiklohekzandır (genellikle hekzakloran olarak anılır). Bu madde ilk olarak 1825'te Faraday tarafından sentezlendi, ancak ancak 100 yıldan fazla bir süre sonra, yüzyılımızın 30'larında pratik uygulama buldu.

Şimdi hekzakloran, benzenin klorlanmasıyla elde edilir. Hidrojen gibi benzen de karanlıkta (ve katalizörlerin yokluğunda) klor ile çok yavaş reaksiyona girer, ancak parlak ışıkta benzen klorlama reaksiyonu (C6H6 + 3Cl2 → C6H6Cl6) oldukça hızlı ilerler.

Hekzakloran, diğer birçok insektisit gibi, dolgu maddeleri (talk, kaolin) içeren tozlar veya süspansiyonlar ve emülsiyonlar veya son olarak aerosoller şeklinde kullanılır. Hekzakloran, özellikle sebze ve meyve mahsullerinin tohum işlemesinde ve haşere kontrolünde etkilidir. Hekzakloranın tüketimi hektar başına sadece 1...3 kg, kullanımının ekonomik etkisi maliyetinden 10...15 kat fazladır. Ne yazık ki, hekzakloran insanlar için zararsız değildir...

PVC

Herhangi bir öğrenciden bildiği plastikleri listelemesini isterseniz, polivinil klorür (aksi halde vinil plastik) adını ilk koyanlardan biri olacaktır. Bir kimyagerin bakış açısından, PVC (polivinil klorür olarak literatürde sıklıkla anılır), molekülünde hidrojen ve klor atomlarının bir karbon atomları zinciri üzerinde "dizildiği" bir polimerdir:

Bu zincirde birkaç bin halka olabilir.

Tüketici açısından ise PVC, teller ve yağmurluklar, linolyum ve gramofon plakları, koruyucu cilalar ve ambalaj malzemeleri, kimyasal ekipman ve köpük plastikler, oyuncaklar ve alet parçaları için yalıtımdır.

Polivinil klorür, çoğunlukla asetilenin hidrojen klorür ile işlenmesiyle elde edilen vinil klorürün polimerizasyonu sırasında oluşur: HC ≡ CH + HCI → CH2 = CHCl. Vinil klorür elde etmenin başka bir yolu var - dikloroetanın termal parçalanması.

CH2CI CH2CI → CH2 \u003d CHCl + HCI. Dikloroetanın parçalanması sırasında salınan asetilen yöntemiyle vinil klorür üretiminde HCI kullanıldığında bu iki yöntemin kombinasyonu ilgi çekicidir.

Vinil klorür, kolayca polimerize olan hoş, biraz baş döndürücü, eterik bir kokuya sahip renksiz bir gazdır. Bir polimer elde etmek için, sıvı vinil klorür basınç altında ılık suya enjekte edilir ve burada küçük damlacıklar halinde ezilir. Birleşmemeleri için suya bir miktar jelatin veya polivinil alkol eklenir ve polimerizasyon reaksiyonunun gelişmesi için buraya polimerizasyon başlatıcısı benzoil peroksit de verilir. Birkaç saat sonra damlacıklar sertleşir ve polimerin suda bir süspansiyonu oluşur. Polimer tozu bir filtre veya santrifüjde ayrılır.

Polimerizasyon genellikle 40 ila 60°C'lik bir sıcaklıkta meydana gelir ve polimerizasyon sıcaklığı ne kadar düşük olursa, ortaya çıkan polimer molekülleri o kadar uzun olur...

17 numaralı elementin gerekli olduğu sadece iki maddeden bahsettik. Yüzlerce kişiden sadece ikisi. Bunun gibi birçok örnek var. Ve hepsi klorun sadece zehirli ve tehlikeli bir gaz değil, aynı zamanda çok önemli, çok faydalı bir element olduğunu söylüyor.

Temel hesaplama

Bir sodyum klorür çözeltisinin elektrolizi ile klor elde edildiğinde, aynı anda hidrojen ve sodyum hidroksit elde edilir: 2NACl + 2H20 \u003d H2 + Cl2 + 2NaOH. Tabii ki, hidrojen çok önemli bir kimyasal üründür, ancak bu maddeyi üretmenin daha ucuz ve daha uygun yolları vardır, örneğin doğal gazın dönüştürülmesi gibi ... Ancak kostik soda, neredeyse yalnızca sodyum klorür çözeltilerinin elektrolizi ile elde edilir, diğer yöntemler hesaba katılır. %10'dan az için. Klor ve NaOH üretimi tamamen birbirine bağlı olduğundan (reaksiyon denkleminden aşağıdaki gibi, bir gram-molekül 71 g klor üretimine her zaman iki gram-molekül 80 g elektrolitik alkali üretimi eşlik eder), üretkenliği bilmek atölyenin (veya fabrikanın veya devletin) alkali cinsinden ne kadar klor ürettiğini kolayca hesaplayabilirsiniz. Her bir ton NaOH'a 890 kg klor "eşlik eder".

Oh, ve yağla!

Konsantre sülfürik asit, pratik olarak klor ile etkileşime girmeyen tek sıvıdır. Bu nedenle, kloru sıkıştırmak ve pompalamak için fabrikalar, sülfürik asidin çalışma sıvısı ve aynı zamanda bir yağlayıcı rolü oynadığı pompalar kullanır.

Friedrich Wöhler'in takma adı

Organik maddelerin klor ile etkileşimini araştıran XIX. yüzyılın Fransız kimyageri. Jean Dumas inanılmaz bir keşif yaptı: Klor, organik bileşiklerin moleküllerinde hidrojenin yerini alabilir. Örneğin, asetik asit klorlanırken, metil grubunun önce bir hidrojeni klor ile değiştirilir, sonra bir başkası, sonra üçüncüsü ... Ancak en çarpıcı şey, kloroasetik asitlerin kimyasal özelliklerinin asetik asidin kendisinden çok az farklı olmasıydı. Dumas tarafından keşfedilen reaksiyon sınıfı, o zamanlar geçerli olan elektrokimyasal hipotez ve Berzelius radikalleri teorisi tarafından tamamen açıklanamazdı (Fransız kimyager Laurent'in sözleriyle, kloroasetik asidin keşfi, tüm eski ekolü yok eden bir meteor gibiydi). Berzelius, öğrencileri ve takipçileri, Dumas'ın çalışmasının doğruluğuna şiddetle karşı çıktılar. Alman Annalen der Chemie und Pharmacie dergisinde ünlü Alman kimyager Friedrich Wöhler'den S.C.H. takma adıyla alaycı bir mektup çıktı. Windier (Almanca "Schwindler", "yalancı", "aldatıcı" anlamına gelir). Yazarın elyaf (C 6 H 10 O 5) ve tüm karbon atomlarını değiştirebildiğini bildirdi. hidrojen ve oksijen klora ve lifin özellikleri değişmedi. Ve şimdi Londra'da saf klordan oluşan pamuk yünden sıcak kuşaklar yapıyorlar.

Klor ve su

Klor suda görünür şekilde çözünür. 20°C'de 2,3 hacim klor, bir hacim suda çözünür. sulu çözeltiler klor (klorlu su) sarı. Ancak zamanla, özellikle ışıkta saklandığında yavaş yavaş renk değiştirirler. Bu, çözünmüş klorun kısmen su ile etkileşime girmesi, hidroklorik ve hipokloröz asitlerin oluşmasıyla açıklanır: Cl2 + H20 → HCI + HOCl. İkincisi kararsızdır ve kademeli olarak HCI ve oksijene ayrışır. Bu nedenle, sudaki bir klor çözeltisi yavaş yavaş bir hidroklorik asit çözeltisine dönüşür.

Ama şu anda Düşük sıcaklık klor ve su alışılmadık bir bileşim olan Cl2 · 5 3 / 4 H 2 O'nun kristalli bir hidratını oluşturur. Bu yeşilimsi sarı kristaller (yalnızca 10°C'nin altındaki sıcaklıklarda kararlıdır), klorun buzlu sudan geçirilmesiyle elde edilebilir. Olağandışı formül, kristalin hidratın yapısı ile açıklanır ve esas olarak buzun yapısı tarafından belirlenir. Buzun kristal kafesinde, H 2 O molekülleri, aralarında düzenli aralıklarla boşluklar görünecek şekilde düzenlenebilir. Temel kübik hücre, aralarında sekiz mikroskobik boşluk bulunan 46 su molekülü içerir. Bu boşluklarda klor molekülleri yerleşir. Klor hidratın tam formülü bu nedenle aşağıdaki gibi yazılmalıdır: 8Cl2 46H20.

Klor zehirlenmesi

Havada yaklaşık %0.0001 klor bulunması mukus zarlarını tahriş eder. Böyle bir atmosfere sürekli maruz kalmak bronşiyal hastalığa yol açabilir, iştahı keskin bir şekilde bozabilir ve cilde yeşilimsi bir renk verir. Havadaki klor içeriği 0,1 ° / o ise, o zaman akut zehirlenme, ilk belirtisi şiddetli öksürük nöbetleridir. Klor zehirlenmesi durumunda mutlak dinlenme gereklidir; oksijen veya amonyak (amonyak koklama) veya eter ile alkol buharlarını solumak yararlıdır. Mevcut sağlık standartlarına göre, endüstriyel tesislerin havasındaki klor içeriği 0,001 mg/l'yi geçmemelidir, yani; %0,00003.

Sadece zehir değil

"Kurtların açgözlü olduğunu herkes bilir." O klor da zehirlidir. Bununla birlikte, küçük dozlarda zehirli klor bazen panzehir görevi görebilir. Bu nedenle, hidrojen sülfit kurbanlarına kararsız ağartıcıyı koklamaları için verilir. Etkileşerek, iki zehir karşılıklı olarak etkisiz hale getirilir.

Klor analizi

Klor içeriğini belirlemek için, asitleştirilmiş bir potasyum iyodür çözeltisi ile bir hava numunesi emicilerden geçirilir. (Klor iyotun yerini alır, ikincisinin miktarı bir Na2S203 çözeltisi ile titrasyonla kolayca belirlenir). Havadaki klorun mikro miktarlarını belirlemek için, klor ile oksidasyonları sırasında belirli bileşiklerin (benzidin, ortoluidin, metil oranj) rengindeki keskin bir değişikliğe dayanan bir kolorimetrik yöntem sıklıkla kullanılır. Örneğin, renksiz asitlenmiş bir benzidin çözeltisi sararır ve nötr olan maviye döner. Renk yoğunluğu klor miktarı ile orantılıdır.

_____________________________________

Şu anda, başta rutenyum dioksit RuO2 olmak üzere platin metal oksitlerle modifiye edilmiş titanyum dioksitten yapılan anotlar, klor üretimi için anotların "altın standardı" olarak kabul edilmektedir. Rutenyum-titanyum oksit anotlar (ORTA), İngiliz literatüründe MMO (karışık metal oksit) veya DSA (boyutsal olarak kararlı anot) isimleriyle bilinmektedir. Katkılı bir titanyum dioksit filmi doğrudan bir titanyum metal substratın yüzeyi üzerinde üretilir. Yüksek maliyetine rağmen, ORTA'nın grafit anotlara göre yadsınamaz avantajları vardır:

Birkaç kat daha yüksek izin verilen akım yoğunluğu, ekipmanın boyutunu küçültmeyi mümkün kılar;
- elektrolit temizliğini büyük ölçüde basitleştiren anot korozyon ürünleri pratik olarak yoktur;
- anotlar mükemmel korozyon direncine sahiptir, çalışabilirler endüstriyel ortam değiştirmeden (onarım) bir yıldan fazla.

Anotların üretimi için klor üretim beklentileri ve diğer malzemeler. Ancak bu, ayrı (ve büyük) bir yayının konusu (- ed. notu).

Cıvanın toksisitesi ve yüksek maliyeti nedeniyle, elektrolizörlerin üçüncü çeşidi aktif olarak geliştirilmektedir - şu anda gelişmiş ülkelerde ana olan membran olan. Bu düzenlemede, katot ve anot boşlukları, sodyum iyonlarını geçiren ancak anyonların geçmesine izin vermeyen bir iyon değişim zarı ile ayrılmıştır. Bu durumda, cıva işleminde olduğu gibi, alkalin katolitin klorür ile kirlenmesi söz konusu değildir.

Klor üretimi için zarların üretimi için malzeme, aşılanmış perflorovinil sülfonik eter grupları ile politetrafloroetilen bazlı bir iyonomer olan Nafion'dur (Nafion). Geçen yüzyılın 60'larında DuPont tarafından geliştirilen bu malzeme, mükemmel kimyasal, termal ve mekanik direnç ve tatmin edici iletkenlik ile ayırt edilir. Şimdiye kadar, birçok elektrokimyasal tesisatın (- ed.) yapımında tercih edilen malzeme olmaya devam etti.