Байгальд хлор нь хийн төлөвт, зөвхөн бусад хийтэй нэгдэл хэлбэрээр л байдаг. Хэвийн ойролцоо нөхцөлд энэ нь ногоон өнгөтэй, хортой, идэмхий хий юм. Энэ нь агаараас илүү жинтэй байдаг. Сайхан үнэртэй. Хлорын молекул нь хоёр атом агуулдаг. Энэ нь тайван байдалд шатдаггүй, гэхдээ өндөр температурт устөрөгчтэй харилцан үйлчилдэг бөгөөд дараа нь дэлбэрэлт үүсэх боломжтой. Үүний үр дүнд фосгений хий ялгардаг. Маш хортой. Тиймээс агаарт бага концентрацитай байсан ч (1 дм 3 тутамд 0.001 мг) үхэлд хүргэж болзошгүй. Металл бус хлорын гол шинж чанар нь агаараас хүнд байдаг тул энэ нь үргэлж шалан дээр шаргал ногоон өнгийн манан хэлбэртэй байх болно.
Түүхэн баримт
Практикт анх удаа энэ бодисыг 1774 онд К. Шелее давсны хүчил, пиролизит хоёрыг хослуулан гаргаж авсан. Гэсэн хэдий ч зөвхөн 1810 онд П. Дэви хлорын шинж чанарыг тодорхойлж, үүнийг тогтоож чадсан юмтусдаа химийн элемент.
1772 онд Жозеф Пристли устөрөгчийн хлорид буюу хлорын устөрөгчтэй нэгдэл олж авч чадсан ч химич энэ хоёр элементийг салгаж чадаагүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Хлорын химийн шинж чанар
Хлор нь үелэх системийн VII бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн химийн элемент юм. Энэ нь гурав дахь үе бөгөөд атомын дугаар 17 (атомын цөмд 17 протон) байдаг. Реактив металл бус. Cl.
үсгээр тэмдэглэсэн
Галогенийн ердийн төлөөлөгч юм. Эдгээр нь өнгөгүй, гэхдээ хурц хурц үнэртэй хий юм. Ихэвчлэн хортой байдаг. Бүх галогенууд усанд маш сайн уусдаг. Тэд чийгтэй агаарт өртөх үед тамхи татаж эхэлдэг.
Атомын гадаад электрон тохиргоо Cl 3s2Зр5. Тиймээс нэгдлүүдэд химийн элемент нь -1, +1, +3, +4, +5, +6 ба +7 исэлдэлтийн түвшинг харуулдаг. Атомын ковалент радиус 0.96Å, Cl-ийн ионы радиус 1.83 Å, атомын электронтой ойртох чадвар 3.65 эВ, иончлолын түвшин 12.87 эВ.
Дээр дурьдсанчлан хлор нь нэлээд идэвхтэй металл бус бөгөөд бараг ямар ч металл (зарим тохиолдолд халаах, чийгийг ашиглах, бромды нүүлгэн шилжүүлэх замаар) болон металл бус бодисуудтай нэгдлүүдийг үүсгэх боломжийг олгодог. Нунтаг хэлбэрээр өндөр температурт л металлтай урвалд ордог.
Шаталтын дээд температур - 2250 °C. Хүчилтөрөгчөөр исэл, гипохлорит, хлорит, хлорат үүсгэж болно. Хүчилтөрөгч агуулсан бүх нэгдлүүд исэлдүүлэгчтэй харилцан үйлчлэхэд тэсрэх аюултай болдогбодисууд. Хлорын исэл нь санамсаргүй байдлаар дэлбэрч, харин хлорат нь зөвхөн аливаа үүсгэгчтэй харьцах үед л дэлбэрдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Хлорын үечилсэн хүснэгт дэх байрлалаар нь шинж чанар:
• энгийн бодис;
• үелэх системийн арван долдугаар бүлгийн элемент;
• гуравдугаар эгнээний гуравдугаар үе;
• үндсэн дэд бүлгийн долдугаар бүлэг;
• атомын дугаар 17;
• Cl тэмдгээр тэмдэглэгдсэн;
• реактив бус металл;
• галоген бүлэгт байна;
• хэвийн нөхцөлд ойрын нөхцөлд хурц үнэртэй шаргал ногоон өнгөтэй хортой хий;
• хлорын молекул нь 2 атомтай (томьёо Cl2).
Хлорын физик шинж чанар:
• Буцлах цэг: -34.04 °С;
• Хайлах цэг: -101.5 °С;
• Хийн нягт - 3.214 г/л;
• нягт шингэн хлор (буцалгах үед) - 1.537 г/см3;
• хатуу хлорын нягт - 1.9 г/см 3;
• тусгай хэмжээ – 1.745 x 10-3 л/жил.
Хлор: температурын өөрчлөлтийн шинж чанар
Хийн төлөвт амархан шингэрдэг. 8 атмосферийн даралт, 20 хэмийн температурт энэ нь ногоон шаргал шингэн шиг харагдаж байна. Энэ нь маш өндөр зэврэлтийн шинж чанартай байдаг. Практикаас харахад энэ химийн элемент нь даралт ихсэх үед эгзэгтэй температур (143 ° C) хүртэл шингэн төлөвийг хадгалж чаддаг.
Хэрэв -32 °C хүртэл хөргөвөл,энэ нь атмосферийн даралтаас үл хамааран хуримтлагдах төлөвөө шингэн болгон өөрчлөх болно. Температурыг цаашид бууруулснаар талсжилт үүсдэг (-101 ° C).
Байгаль дахь хлор
Дэлхийн царцдас ердөө 0,017% хлор агуулдаг. Ихэнх нь галт уулын хийд байдаг. Дээр дурдсанчлан бодис нь химийн өндөр идэвхжилтэй тул байгальд бусад элементүүдтэй нэгдлүүдэд үүсдэг. Гэсэн хэдий ч олон эрдэс бодис хлор агуулдаг. Элементийн шинж чанар нь зуу орчим төрлийн ашигт малтмал үүсгэх боломжийг олгодог. Дүрмээр бол эдгээр нь металл хлорид юм.
Мөн их хэмжээний нь далайд байдаг - бараг 2%. Энэ нь хлоридууд маш идэвхтэй уусч, гол мөрөн, далайгаар зөөгддөгтэй холбоотой юм. Урвуу үйл явц бас боломжтой. Хлорыг буцаан эрэг рүү угааж, дараа нь салхи түүнийг эргүүлнэ. Тийм ч учраас хамгийн их концентраци нь далайн эргийн бүсэд ажиглагддаг. Манай гаригийн хуурай бүс нутагт бидний авч үзэж буй хий нь усны ууршилтаар үүсдэг бөгөөд үүний үр дүнд давсны намаг үүсдэг. Дэлхий дээр жилд 100 сая тонн энэ бодисыг олборлодог. Гэхдээ энэ нь гайхмаар зүйл биш юм, учир нь хлор агуулсан олон орд байдаг. Гэхдээ түүний шинж чанар нь газарзүйн байршлаас ихээхэн хамаардаг.
Хлор авах арга
Өнөөдөр хлор авах хэд хэдэн арга байдгаас хамгийн түгээмэл нь:
1. диафрагм. Энэ нь хамгийн энгийн бөгөөд хамгийн бага зардалтай. давстайдиафрагмын электролиз дэх уусмал нь анодын орон зайд ордог. Цаашид ган катодын тор нь диафрагм руу урсдаг. Энэ нь бага хэмжээний полимер утас агуулдаг. Энэ төхөөрөмжийн чухал шинж чанар нь эсрэг урсгал юм. Энэ нь анодын зайнаас катодын орон зайд чиглэгддэг бөгөөд энэ нь хлор, шохойг тусад нь авах боломжтой.
2. Мембран. Хамгийн эрчим хүчний хэмнэлттэй, гэхдээ байгууллагад хэрэгжүүлэхэд хэцүү. Диафрагмтай төстэй. Үүний ялгаа нь анод ба катодын орон зай нь мембранаар бүрэн тусгаарлагдсан байдаг. Тиймээс гаралт нь хоёр тусдаа урсгал юм.
Химийн шинж чанар гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Эдгээр аргуудаар олж авсан элемент (хлор) өөр байх болно. Мембран аргыг илүү "цэвэр" гэж үздэг.
3. Шингэн катодтой мөнгөн усны арга. Бусад технологитой харьцуулахад энэ сонголт нь хамгийн цэвэр хлорыг авах боломжийг олгоно.
Суурилуулалтын үндсэн диаграмм нь электролизер болон хоорондоо холбогдсон насос болон амальгам задлагчаас бүрдэнэ. Шахуургаар шахдаг мөнгөн ус нь энгийн давсны уусмалын хамт катод, нүүрстөрөгч эсвэл бал чулуу электродууд нь анодын үүрэг гүйцэтгэдэг. Суурилуулалтын үйл ажиллагааны зарчим нь дараах байдалтай байна: хлор нь электролитээс ялгардаг бөгөөд энэ нь электролизероос анолиттой хамт арилдаг. Холимог болон хлорын үлдэгдлийг сүүлийнхээс нь салгаж, галитаар ханаж, дахин электролиз рүү буцаана.
Үйлдвэрлэлийн аюулгүй байдлын шаардлага, үйлдвэрлэлийн ашиггүй байдал нь шингэн катодыг хатуугаар солиход хүргэсэн.
Хлорыг үйлдвэрт ашиглахзорилго
Хлорын шинж чанар нь түүнийг үйлдвэрлэлд идэвхтэй ашиглах боломжийг олгодог. Энэхүү химийн элементийн тусламжтайгаар янз бүрийн хлорорганик нэгдлүүд (винил хлорид, хлор-резин гэх мэт), эм, ариутгагч бодисыг олж авдаг. Гэхдээ энэ салбарын хамгийн том салбар бол давсны хүчил, шохойн үйлдвэрлэл юм.
Ундны ус цэвэршүүлэх аргууд өргөн хэрэглэгддэг. Бидний авч үзэж буй бодис нь хүний биед сөргөөр нөлөөлж, хлоржуулсан ус дамжуулах хоолойг сүйтгэдэг тул өнөөдөр тэд энэ аргаас татгалзаж, озонжуулалтаар солихыг хичээж байна. Энэ нь чөлөөт төлөвт Cl нь полиолефинээр хийсэн хоолойд сөргөөр нөлөөлдөгтэй холбоотой юм. Гэхдээ ихэнх улс орнууд хлоржуулах аргыг илүүд үздэг.
Мөн хлорыг металлургийн салбарт ашигладаг. Түүний тусламжтайгаар хэд хэдэн ховор металл (ниоби, тантал, титан) олж авдаг. Химийн үйлдвэрт янз бүрийн хлорорганик нэгдлүүдийг хогийн ургамлыг устгах болон хөдөө аж ахуйн бусад зорилгоор идэвхтэй ашигладаг бөгөөд энэ элементийг цайруулагч болгон ашигладаг.
Хлор нь химийн бүтэцтэй учир ихэнх органик болон органик бус будагч бодисуудыг устгадаг. Энэ нь тэдгээрийг бүрэн будах замаар хүрдэг. Ийм үр дүн нь зөвхөн ус байгаа тохиолдолд л боломжтой, учир нь цайруулах процесс нь хлорын задралын дараа үүсдэг атомын хүчилтөрөгчийн улмаас үүсдэг: Cl2 + H2 O → HCl + HClO → 2HCl + O. Энэ аргыг хосууд ашигласан.олон зуун жилийн өмнө одоо ч алдартай хэвээр байна.
Энэ бодисыг хлорорганик шавьж устгах бодис үйлдвэрлэхэд маш их ашигладаг. Эдгээр хөдөө аж ахуйн бэлдмэлүүд нь хортой организмуудыг устгаж, ургамлыг бүрэн бүтэн үлдээдэг. Дэлхий дээр олборлож буй хлорын нэлээд хэсэг нь хөдөө аж ахуйн хэрэгцээнд зарцуулагддаг.
Мөн хуванцар нэгдэл, резин үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Тэдгээрийн тусламжтайгаар утсан дулаалга, бичгийн хэрэгсэл, тоног төхөөрөмж, гэр ахуйн цахилгаан хэрэгслийн бүрхүүл гэх мэт зүйлсийг хийдэг. Ингэж олж авсан резин нь хүнд хор хөнөөл учруулдаг гэсэн ойлголт байдаг ч үүнийг шинжлэх ухаан батлаагүй.
Хлор (бодисын шинж чанарыг бид өмнө нь дэлгэрэнгүй мэдээлсэн) болон гичийн хий, фосген зэрэг деривативуудыг мөн цэргийн зориулалтаар химийн дайны бодис олж авахад ашигладаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Хлор нь металл бусын тод төлөөлөгч
Металл бус гэдэг нь хий, шингэнийг агуулсан энгийн бодис юм. Ихэнх тохиолдолд тэдгээр нь цахилгаан гүйдлийг металлаас муу дамжуулдаг бөгөөд физик, механик шинж чанараараа ихээхэн ялгаатай байдаг. Өндөр түвшний иончлолын тусламжтайгаар тэд ковалент химийн нэгдлүүдийг үүсгэж чаддаг. Доорх нь хлорын жишээн дээр металл бус шинж чанарыг өгөх болно.
Дээр дурдсанчлан энэ химийн элемент нь хий юм. Хэвийн нөхцөлд энэ нь металлын шинж чанартай төстэй шинж чанартай байдаггүй. Гадны тусламжгүйгээр хүчилтөрөгч, азот, нүүрстөрөгч гэх мэт бодисуудтай харьцаж чадахгүй.энгийн бодис болон зарим нарийн төвөгтэй бодисуудтай холбоо тогтооход исэлдүүлэх шинж чанарыг харуулдаг. Химийн шинж чанарт тодорхой тусгагдсан галогенийг хэлдэг. Галогенийн бусад төлөөлөгчид (бром, астатин, иод) -тай нэгдлүүдэд тэдгээрийг нүүлгэн шилжүүлдэг. Хийн төлөвт хлор (түүний шинж чанар нь үүнийг шууд баталгаажуулдаг) сайн уусдаг. Энэ нь маш сайн ариутгагч бодис юм. Зөвхөн амьд организмыг устгадаг тул үүнийг хөдөө аж ахуй, анагаах ухаанд зайлшгүй шаардлагатай болгодог.
Хортой бодис болгон ашиглах
Хлорын атомын шинж чанар нь түүнийг хортой бодис болгон ашиглах боломжийг олгодог. Дэлхийн нэгдүгээр дайны үеэр 1915 оны 4-р сарын 22-нд Герман улс анх удаа хий хэрэглэж, улмаар 15 мянга орчим хүн нас баржээ. Одоогоор хорт бодис болгон ашиглаагүй байна.
Химийн элементийн амьсгал боогдуулагчийн талаар товч тайлбар өгье. Амьсгалах замаар хүний биед нөлөөлдөг. Нэгдүгээрт, амьсгалын дээд зам, нүдний салст бүрхэвчийг цочроодог. Хүчтэй ханиалга нь амьсгал боогдох довтолгооноос эхэлдэг. Цаашилбал, уушгинд нэвтэрч, хий нь уушигны эдийг зэврүүлж, хаван үүсгэдэг. Чухал! Хлор нь хурдан үйлчилдэг бодис юм.
Агаар дахь концентрацаас хамааран шинж тэмдэг нь өөр өөр байдаг. Хүний биед бага агууламжтай бол нүдний салст бүрхэвч улайх, бага зэрэг амьсгал давчдах шинж тэмдэг илэрдэг. Агаар мандалд агуулагдах 1.5-2 г/м3 нь цээжинд хүндрэх, цочроох, амьсгалын дээд замын хурц өвдөлтийг үүсгэдэг. Түүнчлэн, нөхцөл байдал нь хүчтэй лакримацтай хамт байж болно. Өрөөнд 10-15 минутын дараахлорын ийм концентрацитай бол уушгины хүнд түлэгдэлт, үхэл тохиолддог. Илүү их концентрацитай үед амьсгалын дээд замын саажилтаас нэг минутын дотор үхэх боломжтой.
Энэ бодистой ажиллахдаа комбинзон, хийн маск, бээлий хэрэглэхийг зөвлөж байна.
Организм, ургамлын амьдрал дахь хлор
Хлор нь бараг бүх амьд организмын нэг хэсэг юм. Онцлог нь энэ нь цэвэр хэлбэрээр биш, харин нэгдэл хэлбэрээр байдаг.
Амьтан ба хүний организмд хлоридын ионууд нь осмосын тэгш байдлыг хангадаг. Энэ нь мембраны эсүүдэд нэвтрэх хамгийн тохиромжтой радиустай байдагтай холбоотой юм. Калийн ионуудтай хамт Cl нь ус давсны тэнцвэрийг зохицуулдаг. Гэдэсний дотор хлоридын ионууд нь ходоодны шүүсний уураг задлах ферментийн үйл ажиллагааны таатай орчинг бүрдүүлдэг. Хлорын суваг нь бидний биеийн олон эсүүдэд байдаг. Тэдгээрээр дамжуулан эс хоорондын шингэний солилцоо явагдаж, эсийн рН-ийг хадгалж байдаг. Бие дэх энэ элементийн нийт эзэлхүүний 85 орчим хувь нь эс хоорондын зайд оршдог. Энэ нь шээсний сүвээр дамжин биеэс гадагшилдаг. Хөхөөр хооллох үед эмэгтэй хүний биед үүсдэг.
Хөгжлийн энэ үе шатанд хлор болон түүний нэгдлүүд ямар өвчин үүсгэдэг болохыг хоёрдмол утгагүй хэлэхэд хэцүү байдаг. Энэ нь энэ талын судалгаа дутмаг байгаатай холбоотой.
Мөн хлоридын ионууд ургамлын эсэд байдаг. Тэрээр эрчим хүчний солилцоонд идэвхтэй оролцдог. Энэ элементгүйгээр фотосинтезийн үйл явц боломжгүй юм. Түүний тусламжтайгаарүндэс нь шаардлагатай бодисыг идэвхтэй шингээдэг. Харин ургамал дахь хлорын өндөр концентраци нь хортой нөлөө үзүүлдэг (фотосинтезийн үйл явцыг удаашруулж, хөгжил, өсөлтийг зогсоодог).
Гэсэн хэдий ч "найз нөхөдтэй болох" эсвэл ядаж энэ элементтэй зохицож чаддаг ийм ургамлын төлөөлөгчид байдаг. Металл бус (хлор) шинж чанар нь бодисыг хөрсийг исэлдүүлэх чадвар гэх мэт зүйлийг агуулдаг. Хувьслын явцад дээр дурьдсан галофит гэж нэрлэгддэг ургамлууд нь энэ элементийн хэт их байдлаас болж хоосон байсан хоосон давслаг намаг эзэлдэг байв. Тэд хлоридын ионыг шингээж аваад дараа нь навч унахын тусламжтайгаар тэдгээрийг арилгадаг.
Хлор тээвэрлэх, хадгалах
Хлорыг зөөх, хадгалах хэд хэдэн арга байдаг. Элементийн шинж чанар нь тусгай өндөр даралтын цилиндр хэрэгтэй гэсэн үг юм. Ийм савнууд нь таних тэмдэгтэй байдаг - босоо ногоон шугам. Цилиндрийг сар бүр сайтар зайлж байх ёстой. Хлорыг удаан хугацаагаар хадгалахад тэдгээрийн дотор маш их тэсрэх тунадас үүсдэг - азотын трихлорид. Аюулгүй байдлын бүх дүрмийг дагаж мөрдөөгүй тохиолдолд аяндаа гал авалцаж, дэлбэрч болно.
Хлор судлах
Ирээдүйн химич нар хлорын шинж чанарыг мэддэг байх ёстой. Төлөвлөгөөний дагуу 9-р ангийн сурагчид уг хичээлийн анхан шатны мэдлэг дээр үндэслэн энэ бодисоор лабораторийн туршилт хийх боломжтой. Мэдээжийн хэрэг, багш аюулгүй ажиллагааны зааварчилгаа өгөх үүрэгтэй.
Ажлын дараалал дараах байдалтай байна: та колбо авах хэрэгтэйхлор ба жижиг металл үртэс хийнэ. Нислэгийн үед чипс нь тод гялалзсан очоор асч, SbCl3 цайвар цагаан утаа үүснэ. Цагаан тугалган цаасыг хлортой саванд дүрэх үед энэ нь аяндаа дүрэлзэж, галт цасан ширхгүүд аажмаар колбоны ёроолд унах болно. Энэ урвалын явцад утаатай шингэн үүсдэг - SnCl4. Саванд төмрийн үртэс хийх үед улаан "дусал" үүсч, улаан утаа гарч ирнэ FeCl3.
Практик ажлын хажуугаар онол давтагдана. Ялангуяа, хлорыг үечилсэн систем дэх байрлалаар нь тодорхойлох зэрэг асуулт (өгүүллийн эхэнд тайлбарласан болно).
Туршилтын үр дүнд элемент нь органик нэгдлүүдтэй идэвхтэй урвалд ордог нь тогтоогджээ. Хэрэв та турпентинд дэвтээсэн хөвөн ноосыг хлортой саванд хийвэл тэр даруй гал авалцаж, колбоноос хөө тортог огцом унах болно. Натри нь шаргал өнгөтэй дөлөөр үр дүнтэй шатаж, химийн аяга тавагны ханан дээр давсны талстууд гарч ирдэг. Оюутнууд залуу химич Н. Н. Семенов (хожим Нобелийн шагналт) байхдаа ийм туршилт хийснийхээ дараа колбоны хананаас давс цуглуулж, талх цацаж идсэнийг мэдэх сонирхолтой байх болно. Хими нь зөв болж, эрдэмтнийг урам хугалсангүй. Химийн эмчийн хийсэн туршилтын үр дүнд энгийн хоолны давс үнэхээр гарч ирэв!
