Хлорыг жишээ болгон үндсэн дэд бүлгийн VII бүлгийн элементүүдийн шинж чанар
ерөнхий шинж чанардэд бүлгүүд
Хүснэгт 1. VIIA дэд бүлгийн элементүүдийн нэршил
P-элементүүд, ердийн, металл бус (астатин бол хагас металл), галоген.
Hal элементийн электрон диаграмм (Hal ≠ F):
VIIA дэд бүлгийн элементүүд нь дараах валентаар тодорхойлогддог.
Хүснэгт 2. Валент
3. VIIA дэд бүлгийн элементүүд нь дараах исэлдэлтийн төлөвөөр тодорхойлогддог.
Хүснэгт 3. Элементүүдийн исэлдэлтийн төлөв
Химийн элементийн шинж чанар
Хлор нь VII А бүлгийн элемент юм. Серийн дугаар 17
Харьцангуй атомын масс: 35.4527 a. э.м (г/моль)
Протон, нейтрон, электроны тоо: 17,18,17
Атомын бүтэц:
Цахим томъёо:
Ердийн исэлдэлтийн төлөв: -1, 0, +1, +3, +4, +5, +7
Иончлолын энерги: 1254.9(13.01) кЖ/моль (эВ)
Электрон хамаарал: 349 (кЖ/моль)
Полингийн дагуу электрон сөрөг чанар: 3.20
Энгийн бодисын шинж чанар
Бондын төрөл: ковалент туйлшралгүй
Хоёр атомт молекул
Изотопууд: 35 Cl (75.78%) ба 37 Cl (24.22%)
Кристал торны төрөл: молекул
Термодинамик параметрүүд
Хүснэгт 4
Физик шинж чанар
Хүснэгт 5
Хлорын усан уусмал нь их хэмжээний дисмутацитай байдаг ("хлорын ус")
1-р шат: Cl 2 + H 2 O = HCl + HOCl
2-р шат: HOCl = HCl + [O] – атомын хүчилтөрөгч
Дэд бүлгийн исэлдүүлэх чадвар нь фтороос иод хүртэл буурдаг = ˃
Хлор нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм:
1. Энгийн бодисуудтай харилцах
а) устөрөгчтэй:
Cl 2 + H 2 = 2HCl
б) металлаар:
Cl 2 + 2Na = 2NaCl
3Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3
в) зарим бага цахилгаан сөрөг металл бусуудтай:
3Cl 2 + 2P = 2PCl 3
Cl 2 + S = SCl 2
Хүчилтөрөгч, нүүрстөрөгч, азот, хлортой шууд хариу үйлдэл үзүүлэхгүй!
2. Нарийн төвөгтэй бодисуудтай харилцан үйлчлэх
a) усаар: дээрээс харна уу
б) хүчилтэй: хариу үйлдэл үзүүлэхгүй!
в) шүлтийн уусмалаар:
хүйтэнд: Cl 2 +2 NaOH = NaCl + NaClO + H 2 O
халах үед: 3Cl 2 + 6 KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O
д) олон органик бодисуудтай:
Cl 2 + CH 4 = CH 3 Cl + HCl
C 6 H 6 + Cl 2 = C 6 H 5 Cl + HCl
Хамгийн чухал хлорын нэгдлүүд
Устөрөгчийн хлорид, устөрөгчийн хлорид(HCl) нь өнгөгүй, дулааны тогтвортой (хэвийн нөхцөлд) хурц үнэртэй, чийглэг агаарт утаа ялгаруулдаг, усанд амархан уусдаг (усны эзэлхүүн дэх 500 хүртэл хэмжээний хий) давсны (давсны) хүчил үүсгэдэг. -114.22 ° C-д HCl нь хатуу төлөвт шилждэг. Хатуу төлөвт устөрөгчийн хлорид нь хоёр талст хэлбэрийн өөрчлөлттэй байдаг: орторомб, доор тогтвортой, куб.
Устөрөгчийн хлоридын усан уусмалыг давсны хүчил гэж нэрлэдэг. Усанд ууссан үед дараах үйл явц явагдана.
HCl g + H 2 O l = H 3 O + l + Cl - l
Уусах процесс нь маш экзотермик шинж чанартай байдаг. Устай хамт HCl нь азеотроп хольц үүсгэдэг. Энэ нь хүчтэй монопротик хүчил юм. Устөрөгчийн зүүн талд байгаа хүчдэлийн цуваа дахь бүх металлуудтай эрч хүчтэй харилцан үйлчилж, үндсэн ба амфотерийн исэл, суурь, давстай давс үүсгэдэг. хлоридууд:
Mg + 2 HCl → MgCl 2 + H 2
FeO + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 O
Хүчтэй исэлдүүлэгч бодисуудад өртөх эсвэл электролизийн үед устөрөгчийн хлорид нь дараах шинж чанарыг харуулдаг.
MnO 2 + 4 HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2 H 2 O
Халах үед устөрөгчийн хлорид нь хүчилтөрөгчөөр исэлддэг (катализатор - зэс (II) хлорид CuCl 2):
4 HCl + O 2 → 2 H 2 O +2 Cl 2
Гэсэн хэдий ч төвлөрсөн давсны хүчил нь зэстэй урвалд орж нэг валент зэсийн цогцолбор үүсгэдэг.
2 Cu + 4 HCl → 2 H + H 2
3 эзэлхүүнтэй концентрацитай давсны хүчил ба 1 эзэлхүүнтэй концентрацитай азотын хүчлийн хольцыг "aqua regia" гэж нэрлэдэг. Aqua regia нь алт, цагаан алт уусгах чадвартай. Aqua regia-ийн исэлдэлтийн өндөр идэвхжил нь түүний найрлагад нитрозил хлорид ба хлор агуулагдаж байгаатай холбоотой бөгөөд эдгээр нь эхлэлийн бодисуудтай тэнцвэртэй байдаг.
4 H 3 O + + 3 Cl − + NO 3 − = NOCl + Cl 2 + 6 H 2 O
Уусмал дахь хлоридын ионы өндөр концентрациас шалтгаалан метал нь хлоридын нэгдэлд холбогддог бөгөөд энэ нь түүний уусалтыг дэмждэг.
3 Pt + 4 HNO 3 + 18 HCl → 3 H 2 + 4 NO + 8 H 2 O
Устөрөгчийн хлорид нь олон төрлийн холбоонд (электрофилийн нэмэлт) нэмэлт урвалаар тодорхойлогддог.
R-CH=CH 2 + HCl → R-CHCl-CH 3
R-C≡CH + 2 HCl → R-CCl 2 -CH 3
Хлорын исэл- хлор ба хүчилтөрөгчийн органик бус химийн нэгдлүүд, ерөнхий томъёо: Cl x O y.
Хлор нь дараах исэлүүдийг үүсгэдэг: Cl 2 O, Cl 2 O 3, ClO 2, Cl 2 O 4, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Үүнээс гадна дараахь зүйлийг мэддэг: богино хугацааны радикал ClO, хлорын хэт ислийн радикал ClOO, хлорын тетроксидын радикал ClO 4.
Тогтвортой хлорын ислийн шинж чанарыг доорх хүснэгтэд үзүүлэв.
Хүснэгт 6
| Өмч | Cl2O | ClO2 | ClOClO 3 | Cl 2 O 6 (л)↔2ClO 3 (г) | Cl2O7 |
| Өрөөний өнгө, нөхцөл байдал. температур | Шар хүрэн хий | Шар ногоон хий | Цайвар шар шингэн | Хар улаан шингэн | Өнгөгүй шингэн |
| Хлорын исэлдэлтийн төлөв | (+1) | (+4) | (+1), (+7) | (+6) | (+7) |
| T. pl., ° C | −120,6 | −59 | −117 | 3,5 | −91,5 |
| Буцалгах температур, ° C | 2,0 | 44,5 | |||
| г(f, 0°C), г*см -3 | - | 1,64 | 1,806 | - | 2,02 |
| ΔH° дээж (хий, 298 К), кЖ*моль -1 | 80,3 | 102,6 | ~180 | (155) | |
| ΔG° дээж (хий, 298 К), кЖ*моль -1 | 97,9 | 120,6 | - | - | - |
| S° дээж (хий, 298 К), J*K -1 *моль -1 | 265,9 | 256,7 | 327,2 | - | - |
| Диполь момент μ, D | 0.78 ± 0.08 | 1.78 ± 0.01 | - | - | 0.72 ± 0.02 |
хлорын исэл (I),Дихлор исэл, гипохлорт хүчил ангидрид - хүчилтөрөгчтэй +1 исэлдэлтийн төлөвт хлорын нэгдэл.
Хэвийн нөхцөлд энэ нь хлорыг санагдуулам өвөрмөц үнэртэй бор шаргал хий юм. 2 хэмээс доош температурт шингэн нь алтан улаан өнгөтэй байна. Хортой: нөлөөлдөг Агаарын зам. Аажмаар аажмаар задардаг:
Өндөр концентрацид тэсрэх аюултай. Хэвийн нөхцөлд нягтрал нь 3.22 кг / м³ байна. Нүүрстөрөгчийн тетрахлорид уусдаг. Усанд уусдаг, сул гипохлорт хүчил үүсгэдэг:
Шүлттэй хурдан урвалд ордог:
Cl 2 O + 2NaOH (дил.) = 2NaClO + H 2 O
Хлорын давхар исэл- хүчиллэг исэл. Усанд ууссан үед хлорт ба перхлорт хүчил үүсдэг (диспропорциональ урвал). Шингэрүүлсэн уусмал нь харанхуйд тогтвортой бөгөөд гэрэлд удаан задардаг.
Хлорын давхар исэл- хлорын исэл ( IV), хлор ба хүчилтөрөгчийн нэгдэл, томъёо: ClO 2.
Хэвийн нөхцөлд ClO 2 нь өвөрмөц үнэртэй улаан шаргал хий юм. 10 ° C-аас доош температурт ClO 2 нь улаан хүрэн шингэн юм. Тогтвортой байдал багатай, гэрэлд, исэлдүүлэгч бодистой харьцах, халах үед дэлбэрдэг. Усанд сайн уусгацгаая. Тэсрэх аюултай тул хлорын давхар ислийг шингэн хэлбэрээр хадгалах боломжгүй.
Хүчиллэг исэл. Усанд ууссан үед хлорт ба перхлорт хүчил үүсдэг (диспропорциональ урвал). Шингэрүүлсэн уусмал нь харанхуйд тогтвортой бөгөөд гэрэлд удаан задардаг.
Үүссэн хлорт хүчил нь маш тогтворгүй бөгөөд задардаг.
Редокс шинж чанарыг харуулдаг.
2ClO 2 + 5H 2 SO 4 (шингэрүүлсэн) + 10FeSO 4 = 5Fe 2 (SO 4) 3 + 2HCl + 4H 2 O
ClO 2 + 2NaOH хүйтэн. = NaClO 2 + NaClO 3 + H 2 O
ClO 2 + O 3 = ClO 3 + O 2
ClO 2 нь олон тооны органик нэгдлүүдтэй урвалд орж, дунд зэргийн хүчтэй исэлдүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
Гипохлорийн хүчил- HClO, хлор нь +1 исэлдэлтийн төлөвтэй маш сул монопротик хүчил. Зөвхөн шийдэлд л байдаг.
Усан уусмалд гипохлорт хүчил нь протон болон гипохлорит анион ClO - болж хэсэгчлэн задардаг.
Тогтворгүй. Гипохлорт хүчил ба түүний давсууд гипохлорит- хүчтэй исэлдүүлэгч бодисууд. Давсны хүчил HCl-тэй урвалд орж молекул хлор үүсгэдэг.
HClO + NaOH (шингэрүүлсэн) = NaClO + H 2 O 
Хлорт хүчил- HClO 2, дунд зэргийн хүчтэй нэг суурьт хүчил.
Чөлөөт хэлбэрийн хлорт хүчил HClO 2 нь тогтворгүй, шингэрүүлсэн усан уусмалд ч хурдан задардаг.
Шүлтлэгээр саармагжуулсан.
HClO 2 + NaOH (дил. хүйтэн) = NaClO 2 + H 2 O
Энэ хүчлийн ангидрид нь тодорхойгүй байна.
Давснаас нь хүчиллэг уусмал бэлтгэдэг - хлоритууд ClO 2-ийн шүлттэй харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүссэн:
Редокс шинж чанарыг харуулдаг.
5HClO2 + 3H2SO4 (шингэрүүлсэн) + 2KMnO4 = 5HClO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
Хлорын хүчил- HClO 3, хлор нь +5 исэлдэлтийн төлөвтэй хүчтэй нэг суурьт хүчил. Үнэгүй хэлбэрээр хүлээн аваагүй; хүйтэнд 30% -иас бага концентрацитай усан уусмалд нэлээд тогтвортой байдаг; илүү төвлөрсөн уусмалд задардаг:
Гипохлорийн хүчил нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм; исэлдүүлэх чадвар нь концентраци, температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. HClO 3 нь давсны хүчил болж амархан буурдаг.
HClO 3 + 5HCl (конц.) = 3Cl 2 + 3H 2 O
HClO 3 + NaOH (шингэрүүлсэн) = NaClO 3 + H 2 O
Хүчтэй хүчиллэг уусмалаар SO 2 ба агаарын холимогийг нэвтрүүлэхэд хлорын давхар исэл үүснэ.
Жишээлбэл, 40% перхлорын хүчилд шүүлтүүрийн цаас гал авалцдаг.
8. Байгальд байх нь:
Дэлхийн царцдас дахь хлор нь хамгийн түгээмэл галоген юм. Хлор нь маш идэвхтэй байдаг тул байгальд зөвхөн ашигт малтмал дахь нэгдлүүдийн хэлбэрээр байдаг.
Хүснэгт 7. Байгальд олдох
Хүснэгт 7. Ашигт малтмалын хэлбэр
Хлорын хамгийн том нөөц нь далай, далай тэнгисийн усны давсанд агуулагддаг.
Баримт
Хлор үйлдвэрлэх химийн арга нь үр дүнгүй, үнэтэй байдаг. Өнөөдөр тэд түүхэн чухал ач холбогдолтой юм. Калийн перманганатыг давсны хүчилтэй урвалд оруулах замаар олж авч болно.
Шейлийн арга
Эхэндээ хлор үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн арга нь Scheele арга, өөрөөр хэлбэл пиролузитын давсны хүчилтэй урвалд суурилсан байв.
Дикон арга
Устөрөгчийн хлоридыг агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй каталитик исэлдүүлэх замаар хлор үйлдвэрлэх арга.
Цахилгаан химийн аргууд
Өнөөдөр хлорыг натрийн гидроксид, устөрөгчийн хамт үйлдвэрлэлийн хэмжээнд ширээний давсны уусмалын электролизээр үйлдвэрлэдэг бөгөөд үндсэн процессыг хураангуй томъёогоор илэрхийлж болно.
Өргөдөл
· Хлор агуулсан полимерээр хийсэн цонхны профиль
· Цайруулагчийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь Лабаррако ус (натрийн гипохлорит) юм.
· Поливинилхлорид, хуванцар нэгдэл, нийлэг каучук үйлдвэрлэхэд .
· Органик хлорын үйлдвэрлэл. Үйлдвэрлэсэн хлорын нэлээд хэсгийг ургамал хамгааллын бүтээгдэхүүн авахад зарцуулдаг. Хамгийн чухал шавьж устгах бодисуудын нэг бол гексахлорциклогексан (ихэвчлэн гексахлоран гэж нэрлэдэг) юм.
· Химийн дайны бодис болгон, түүнчлэн бусад химийн бодисуудыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг: гичийн хий, фосген.
· Усны халдваргүйжүүлэлт - "хлоржуулах".
· Хүнсний үйлдвэрт бүртгэлтэй хүнсний нэмэлтүүд E925.
· Химийн үйлдвэрлэлд давсны хүчил, цайруулагч, бертоллет давс, металл хлорид, хор, эм, бордоо.
· Металлургид цэвэр металл үйлдвэрлэхэд: титан, цагаан тугалга, тантал, ниоби .
· Хлор-аргон мэдрэгч дэх нарны нейтриногийн үзүүлэлт болгон .
Хөгжингүй олон орнууд хлор агуулсан хог хаягдлыг шатаахад их хэмжээний диоксин ялгаруулдаг тул өдөр тутмын амьдралдаа хлорын хэрэглээг хязгаарлахыг хичээж байна.
Хлорыг алхимичид олж авсан байж магадгүй ч түүний нээлт, анхны судалгаа нь Шведийн алдарт химич Карл Вильгельм Шеелегийн нэртэй салшгүй холбоотой юм. Scheele тавыг нээсэн химийн элементүүд- бари ба марганец (Иохан Хантай хамт), молибден, вольфрам, хлор, бусад химичээс үл хамааран (хожим нь ч гэсэн) - хүчилтөрөгч, устөрөгч, азот гурав. Энэ амжилтыг дараа нь ямар ч химич давтаж чадаагүй. Үүний зэрэгцээ Шведийн Хааны Шинжлэх Ухааны Академийн гишүүнээр аль хэдийн сонгогдсон Шееле илүү нэр хүндтэй, нэр хүндтэй албан тушаал хашиж болох байсан ч Кепингийн энгийн эм зүйч байсан. Агуу Фредерик II өөрөө Пруссын хаан түүнд Берлиний их сургуулийн химийн профессорын албан тушаалыг санал болгов. Ийм сонирхол татахуйц саналаас татгалзсан Шееле: "Би өөрт хэрэгтэйгээсээ илүү идэж чадахгүй, энд Кепинг хотод олсон зүйл надад идэхэд хангалттай" гэж хэлэв.
Мэдээжийн хэрэг, олон тооны хлорын нэгдлүүдийг Scheele-ээс өмнө мэддэг байсан. Энэ элемент нь олон давсны нэг хэсэг бөгөөд хамгийн алдартай нь ширээний давс юм. 1774 онд Шееле хар эрдэс пиролузитыг төвлөрсөн давсны хүчилээр халааж хлорыг чөлөөт хэлбэрээр ялгаж авчээ: MnO 2 + 4HCl ® Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O.
Эхлээд химичүүд хлорыг элемент биш, харин үл мэдэгдэх элементийн муриа (Латин муриа - давсны уусмал) -ын хүчилтөрөгчтэй химийн нэгдэл гэж үздэг байв. Давсны хүчил (үүнийг мурин хүчил гэж нэрлэдэг) нь химийн холбоотой хүчилтөрөгч агуулдаг гэж үздэг байв. Үүнийг "гэрчилсэн", тухайлбал, хлорын уусмал гэрэлд зогсоход хүчилтөрөгч ялгарч, давсны хүчил уусмалд үлджээ. Гэсэн хэдий ч хлороос хүчилтөрөгчийг "урах" олон оролдлого үр дүнд хүрсэнгүй. Тиймээс хлорыг нүүрсээр халааж (өндөр температурт түүнийг агуулсан олон нэгдлээс хүчилтөрөгчийг "зайж авдаг") нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хэн ч гаргаж чадаагүй байна. Хамфри Дэви, Жозеф Луис Гэй-Люссак, Луи Жак Тенард нарын хийсэн ижил төстэй туршилтуудын үр дүнд хлор нь хүчилтөрөгч агуулаагүй, энгийн бодис болох нь тодорхой болсон. Хлор болон устөрөгчийн урвалын хийн тоон харьцаанд дүн шинжилгээ хийсэн Гей-Люссакийн туршилтууд ижил дүгнэлтэд хүргэсэн.
1811 онд Дэви шинэ элемент болох Грек хэлнээс "хлор" гэсэн нэрийг санал болгов. "Хлорос" - шар-ногоон. Энэ бол яг хлорын өнгө юм. Үүнтэй ижил үндэс нь "хлорофилл" (Грекийн "хлорос" ба "филлон" - навч гэсэн үгнээс гаралтай). Жилийн дараа Гэй-Люссак энэ нэрийг "хлор" болгон "богиносгосон". Гэсэн хэдий ч Британичууд (мөн америкчууд) энэ элементийг "хлор" гэж нэрлэдэг бол францчууд үүнийг хлор гэж нэрлэдэг. Бараг 19-р зууны туршид химийн "хууль тогтоогчид" Германчууд мөн энэ товчилсон нэрийг ашигласан. (Герман хэлээр хлорыг хлор гэдэг). 1811 онд Германы физикч Иоганн Швайгер хлорыг "галоген" гэж нэрлэхийг санал болгов (Грек хэлнээс "халс" - давс, "геннао" - хүүхэд төрүүлдэг). Дараа нь энэ нэр томъёог зөвхөн хлорт төдийгүй долдугаар бүлгийн бүх аналогууд болох фтор, бром, иод, астатин зэрэгт зааж өгсөн.
Хлорын агаар мандалд устөрөгчийн шаталтыг үзүүлэх нь сонирхолтой юм: заримдаа туршилтын явцад ер бусын үзэгдэл тохиолддог. дагалдах нөлөө: Дуу чимээ гарч байна. Ихэнхдээ устөрөгчийг нийлүүлдэг нимгэн хоолойг хлороор дүүргэсэн конус хэлбэртэй саванд буулгахад дөл дуугардаг; Бөмбөрцөг колбонд мөн адил байдаг боловч цилиндрт дөл ихэвчлэн дуугардаггүй. Энэ үзэгдлийг "дуулах дөл" гэж нэрлэдэг байв.
Усан уусмалд хлор нь устай хэсэгчлэн, нэлээд удаан урвалд ордог; 25°С-т тэнцвэрт байдал: Cl 2 + H 2 O HClO + HCl хоёр өдрийн дотор тогтоогдоно. Гипохлорт хүчил нь гэрэлд задардаг: HClO ® HCl + O. Энэ нь цайруулах нөлөөтэй гэж үздэг атомын хүчилтөрөгч (туйлын хуурай хлорт энэ чадвар байхгүй).
Түүний нэгдэл дэх хлор нь бүх исэлдэлтийн төлөвийг харуулж чаддаг -1-ээс +7 хүртэл. Хүчилтөрөгчтэй хамт хлор нь олон тооны исэл үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь бүгд цэвэр хэлбэрээр тогтворгүй, тэсрэх чадвартай байдаг: Cl 2 O - шар-улбар шар хий, ClO 2 - шар хий (9.7 хэмээс доош - тод улаан шингэн), хлорын перхлорат Cl. 2 O 4 (ClO –ClO 3, цайвар шар шингэн), Cl 2 O 6 (O 2 Cl–O–ClO 3, тод улаан шингэн), Cl 2 O 7 – өнгөгүй, маш тэсрэх шингэн. Бага температурт тогтворгүй исэл Cl 2 O 3 ба ClO 3-ийг олж авсан. ClO 2 ислийг үйлдвэрийн хэмжээнд үйлдвэрлэдэг бөгөөд целлюлозыг цайруулах, ундны болон бохир усыг ариутгахад хлорын оронд ашигладаг. Бусад галогентэй хамт хлор нь хэд хэдэн интергалоген гэж нэрлэгддэг нэгдлүүдийг үүсгэдэг, жишээлбэл, ClF, ClF 3, ClF 5, BrCl, ICl, ICl 3.
Хлор ба түүний исэлдэлтийн эерэг төлөвтэй нэгдлүүд нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм. 1822 онд Германы химич Леопольд Гмелин хлортой исэлдүүлэн шар цусны давсаас улаан давс гаргаж авсан: 2K 4 + Cl 2 ® K 3 + 2KCl. Хлор нь бромид, хлоридыг амархан исэлдүүлж, бром, иодыг чөлөөт хэлбэрээр ялгаруулдаг.
Янз бүрийн исэлдэлтийн төлөвт байгаа хлор нь хэд хэдэн хүчил үүсгэдэг: HCl - давсны хүчил (давс, давс - хлорид), HClO - гипохлорт (давс - гипохлорит), HClO 2 - хлорт (давс - хлорит), HClO 3 - гипохлорт (давс) , HClO 4 – хлор (давс – перхлорат). Хүчилтөрөгчийн хүчлүүдээс зөвхөн перхлорт хүчил нь цэвэр хэлбэрээр тогтвортой байдаг. Хүчилтөрөгчийн хүчлүүдийн давснаас гипохлоритыг практикт ашигладаг, натрийн хлорит NaClO 2 - даавууг цайруулах, хүчилтөрөгчийн авсаархан пиротехникийн эх үүсвэр ("хүчилтөрөгчийн лаа"), калийн хлорат (Бертоломета давс), кальци, магни (фор) үйлдвэрлэхэд ашигладаг. шүдэнзний үйлдвэрлэлд пиротехникийн найрлага, тэсрэх бодисын бүрэлдэхүүн хэсэг болох хөдөө аж ахуйн хортон шавьжтай тэмцэх), перхлоратууд - тэсрэх бодис, пиротехникийн найрлагын бүрэлдэхүүн хэсэг; Аммонийн перхлорат нь пуужингийн хатуу түлшний бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Хлор нь олон органик нэгдлүүдтэй урвалд ордог. Энэ нь давхар ба гурвалсан нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн холбоо бүхий ханаагүй нэгдлүүдэд хурдан наалддаг (ацетилентэй урвалд орох нь тэсрэлттэй явагддаг), гэрэлд бензол руу ордог. Тодорхой нөхцөлд хлор нь органик нэгдлүүд дэх устөрөгчийн атомыг орлуулж чаддаг: R–H + Cl 2 ® RCl + HCl. Энэхүү урвал нь органик химийн түүхэнд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн. 1840-өөд онд Францын химич Жан Батист Дюма хлорын үйлчлэлийг олж илрүүлжээ. Цууны хүчилурвал нь гайхалтай амархан явагддаг
CH 3 COOH + Cl 2 ® CH 2 ClCOOH + HCl. Илүүдэл хлортой бол гурван хлорт цууны хүчил CCl 3 COOH үүсдэг. Гэсэн хэдий ч олон химич Дюмагийн ажилд итгэдэггүй байв. Үнэхээр ч Берзелиусын нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн онолын дагуу эерэг цэнэгтэй устөрөгчийн атомыг сөрөг цэнэгтэй хлорын атомаар сольж болохгүй. Тухайн үед Фридрих Вёлер, Юстус Либиг, мэдээж Берзелиус өөрөө ч байсан олон шилдэг химич нар ийм үзэл бодолтой байсан.
Вёлер Дюмасын шоолохын тулд найз Либигдээ нэгэн С.Виндлер (Швиндлер - германаар луйварчин)-ын нэрийн өмнөөс Дюмагийн олж илрүүлсэн гэх урвалын шинэ амжилттай хэрэглүүрийн тухай өгүүллийг гардуулав. Уг нийтлэлд Вёлер манганы ацетат Mn(CH 3 COO) 2-д валентийнх нь дагуу бүх элементүүдийг хлороор сольж, зөвхөн хлороос бүрдэх шар талст бодис үүссэн талаар илт элэглэн бичжээ. Улмаар Англид органик нэгдлүүдийн бүх атомыг хлорын атомаар дараалан орлуулснаар энгийн даавуу хлор болж хувирдаг ба тэр үед юмс өнгө төрхөө хадгалдаг гэж хэлсэн. Зүүлт тайлбарт Лондонгийн дэлгүүрүүд зөвхөн хлороос бүрдсэн материалыг маш хурдан зарж байна, учир нь энэ материал нь шөнийн малгай, дулаан дотуур өмд хийхэд маш сайн байдаг.
Хлорын органик нэгдлүүдтэй урвалд орсноор хлорорганик олон бүтээгдэхүүн үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд үүнд метилен хлорид CH 2 Cl 2, хлороформ CHCl 3, нүүрстөрөгчийн тетрахлорид CCl 4, трихлорэтилен CHCl = CCl 2, тетрахлорэтилен зэрэг өргөн хэрэглэгддэг уусгагчид байдаг. . Чийг байгаа тохиолдолд хлор нь ургамлын ногоон навч, олон будагч бодисыг өнгөөр буддаг. Үүнийг 18-р зуунд ашиглаж байсан. даавууг цайруулах зориулалттай.
Хлор нь хортой хий.
Хлорыг хүлээн авсан Шееле маш тааламжгүй хүчтэй үнэр, амьсгалахад хэцүү, ханиалгаж байгааг тэмдэглэжээ. Хожим нь бидний олж мэдсэнээр нэг литр агаарт ердөө 0.005 мг энэ хий агуулагдаж байсан ч хүн хлор үнэртэж, амьсгалын замд цочроох нөлөө үзүүлж, амьсгалын замын салст бүрхэвчийн эсийг устгадаг. зам ба уушиг. 0.012 мг/л-ийн концентрацийг тэсвэрлэхэд хэцүү; хэрэв хлорын концентраци 0.1 мг / л-ээс их байвал амь насанд аюултай: амьсгал түргэсч, таталт үүсч, улмаар улам бүр ховор болж, 5-25 минутын дараа амьсгал зогсдог. Аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжийн агаар дахь зөвшөөрөгдөх дээд агууламж нь 0.001 мг / л, орон сууцны хорооллын агаарт - 0.00003 мг / л байна.
Санкт-Петербургийн академич Товий Егорович Ловиц 1790 онд Шеелегийн туршилтыг давтаж, санамсаргүй байдлаар агаарт үлэмж хэмжээний хлор гаргажээ. Амьсгалсны дараа тэрээр ухаан алдан унаж, дараа нь найман өдрийн турш цээж нь тэсэхийн аргагүй өвдсөн. Аз болоход тэр эдгэрсэн. Английн алдарт химич Дэви хлорын хордлогын улмаас үхэх шахсан. Бага хэмжээний хлортой ч гэсэн туршилт хийх нь уушгинд ноцтой гэмтэл учруулж болзошгүй тул аюултай. Германы химич Эгон Виберг хлорын тухай лекцийнхээ нэгийг "Хлор бол хортой хий" гэсэн үгээр эхэлсэн гэж тэд хэлэв. Дараагийн жагсаалын үеэр хордвол намайг цэвэр агаарт гаргана уу. Гэвч харамсалтай нь лекц тасалдахаас аргагүйд хүрнэ” гэв. Агаарт их хэмжээний хлор гаргавал жинхэнэ гамшиг болно. Үүнийг Дэлхийн нэгдүгээр дайны үед Англи-Францын цэргүүд амссан. 1915 оны 4-р сарын 22-ны өглөө Германы командлал дайны түүхэн дэх анхны хийн довтолгоог хийхээр шийдэв: салхи дайсны зүг үлээхэд Бельгийн Ипрес хотын ойролцоох фронтын зургаан километрийн жижиг хэсэгт. , тус бүр нь 30 кг шингэн хлор агуулсан 5730 цилиндрийн хавхлагыг нэгэн зэрэг онгойлгов. 5 минутын дотор асар том шар-ногоон үүл үүсч, Германы шуудуунаас холбоотнууд руу аажим аажмаар хөдөлөв. Англи, Францын цэргүүд бүрэн хамгаалалтгүй байв. Хий нь хагарлаар дамжин бүх хоргодох байр руу нэвтэрч, үүнээс зугтах арга байсангүй: хийн маск хараахан зохион бүтээгдээгүй байсан. Үүний улмаас 15 мянган хүн хордож, тэдний таван мянга нь нас баржээ. Сарын дараа буюу 5-р сарын 31-нд Германчууд зүүн фронтод Оросын цэргүүдийн эсрэг хийн дайралтыг давтав. Энэ явдал Польшид Болимова хотын ойролцоо болсон байна. 12 км-ийн фронтод 12 мянган цилиндрээс 264 тонн хлорын холимог ба илүү хортой фосген (нүүрстөрөгчийн хүчил хлорид COCl 2) ялгарчээ. Ипрэд юу болсныг хаадын командлал мэддэг байсан ч Оросын цэргүүд хамгаалах хэрэгсэлгүй байв! Хийн довтолгооны үр дүнд 9146 хүн хохирол амссан бөгөөд үүнээс зөвхөн 108 нь винтов, их бууны суманд өртөж, бусад нь хордлогод орсон байна. Үүний зэрэгцээ 1183 хүн бараг тэр даруй нас баржээ.
Удалгүй химич нар хлороос хэрхэн яаж зугтахыг харуулсан: натрийн тиосульфатын уусмалд дэвтээсэн самбай боолтоор амьсгалах хэрэгтэй (энэ бодисыг гэрэл зурагт ашигладаг, үүнийг ихэвчлэн гипосульфит гэж нэрлэдэг). Хлор нь тиосульфатын уусмалтай маш хурдан урвалд орж, исэлдүүлдэг.
Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O ® 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl. Мэдээжийн хэрэг, хүхрийн хүчил нь бас хоргүй бодис биш боловч түүний шингэрүүлсэн усан уусмал нь хортой хлороос хамаагүй бага аюултай. Тиймээс тэр жилүүдэд тиосульфат нь "антихлор" гэсэн өөр нэртэй байсан боловч анхны тиосульфатын хийн маск тийм ч үр дүнтэй байгаагүй.
1916 онд Оросын химич, ирээдүйн академич Николай Дмитриевич Зелинский идэвхтэй нүүрстөрөгчийн давхаргад хортой бодисыг хадгалдаг жинхэнэ үр дүнтэй хийн маск зохион бүтээжээ. Маш боловсронгуй гадаргуутай ийм нүүрс нь гипосульфитэд дэвтээсэн самбайгаас хамаагүй их хлорыг хадгалж чаддаг. Аз болоход "хлорын халдлага" түүхэнд эмгэнэлт явдал болон үлджээ. Дэлхийн дайны дараа хлор нь зөвхөн тайван мэргэжлүүд л үлдсэн.
Хлорын хэрэглээ.
Жил бүр дэлхий даяар асар их хэмжээний хлор үйлдвэрлэдэг - хэдэн арван сая тонн. Зөвхөн АНУ-д 20-р зууны эцэс гэхэд. Жилд электролизийн аргаар 12 сая тонн хлор үйлдвэрлэдэг (химийн үйлдвэрлэлийн 10-р байр). Үүний дийлэнх хэсгийг (50% хүртэл) органик нэгдлүүдийг хлоржуулахад зарцуулдаг - уусгагч, синтетик резин, поливинил хлорид болон бусад хуванцар, хлоропрен резин, пестицид, эм болон бусад олон хэрэгцээтэй, ашигтай бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх. Үлдсэн хэсэг нь органик бус хлоридын нийлэгжилт, целлюлоз, цаасны үйлдвэрт модны нухашыг цайруулах, ус цэвэршүүлэхэд зарцуулагддаг. Металлургийн үйлдвэрт хлорыг харьцангуй бага хэмжээгээр хэрэглэдэг. Түүний тусламжтайгаар маш цэвэр металлуудыг олж авдаг - титан, цагаан тугалга, тантал, ниобий. Хлорт устөрөгчийг шатаах замаар устөрөгчийн хлорид, үүнээс давсны хүчил гаргаж авдаг. Хлорыг мөн цайруулах бодис (гипохлорит, цайруулагч) үйлдвэрлэх, хлоржуулах замаар усыг халдваргүйжүүлэхэд ашигладаг.
Илья Линсон
ОХУ-ын Боловсрол, шинжлэх ухааны яам
Дээд мэргэжлийн боловсролын холбооны улсын төсвийн боловсролын байгууллага
ИВАНОВСК УЛСЫН ХИМИ-ТЕХНОЛОГИЙН ИХ СУРГУУЛЬ
TP ба MET-ийн тэнхим
Эссэ
Хлор: шинж чанар, хэрэглээ, үйлдвэрлэл
Дарга: Ефремов A.M.
Иваново 2015 он
Оршил
Ерөнхий мэдээлэлхлорын хувьд
Хлорын хэрэглээ
Хлор үйлдвэрлэх химийн аргууд
Электролиз. Үйл явцын үзэл баримтлал ба мөн чанар
Аж үйлдвэрийн хлорын үйлдвэрлэл
Хлор үйлдвэрлэх, хүрээлэн буй орчныг хамгаалах аюулгүй байдлын арга хэмжээ
Дүгнэлт
Оршил
хлорын химийн элементийн электролиз
Шинжлэх ухаан, аж үйлдвэр, анагаах ухаан, өдөр тутмын амьдралд хлорыг өргөн хэмжээгээр ашиглаж байгаа тул сүүлийн үед түүний эрэлт хэрэгцээ гамшгийн хэмжээгээр нэмэгдэж байна. Лабораторийн болон үйлдвэрийн аргаар хлор үйлдвэрлэх олон арга байдаг ч бүгд давуу талаасаа илүү сул талтай. Жишээлбэл, химийн болон бусад олон үйлдвэрийн дайвар бүтээгдэхүүн, хаягдал болох давсны хүчил, давсны ордод олборлосон хоолны давснаас хлор авах нь нэлээд эрчим хүч зарцуулдаг, байгаль орчинд хортой, маш их хортой үйл явц юм. амь нас, эрүүл мэндэд аюултай.
Одоогийн байдлаар дээрх бүх сул талуудыг арилгах, хлорын өндөр гарцтай хлор үйлдвэрлэх технологийг хөгжүүлэх асуудал маш чухал юм.
.Хлорын талаархи ерөнхий мэдээлэл
Хлорыг анх удаа 1774 онд К.Шээле давсны хүчлийг пиролузит MnO2-тэй урвалд оруулах замаар гаргаж авсан. Гэсэн хэдий ч зөвхөн 1810 онд Г.Дэви хлор нь элемент гэдгийг тогтоож, хлор гэж нэрлэсэн (Грекийн хлорос - шар-ногоон). 1813 онд Ж.Л.Гей-Люссак энэ элементийг "Хлор" гэж нэрлэхийг санал болгов.
Хлор нь Д.И.Менделеевийн элементүүдийн үелэх системийн VII бүлгийн элемент юм. Молекулын жин 70.906, атомын жин 35.453, атомын дугаар 17 нь галоген гэр бүлд хамаардаг. Хэвийн нөхцөлд хоёр атомт молекулуудаас бүрдэх чөлөөт хлор нь хурц, цочромтгой үнэртэй, ногоон шаргал өнгөтэй, шатамхай бус хий юм. Энэ нь хортой бөгөөд амьсгал боогдоход хүргэдэг. Агаар мандлын даралтад шахсан хлорын хий нь -34.05 ° C температурт хув шингэн болж, -101.6 ° C, 1 атм даралттай хатуурдаг. Ихэвчлэн хлор нь 75.53% 35Cl ба 24.47% 37Cl-ийн холимог юм. Ердийн нөхцөлд хлорын хийн нягт нь 3.214 кг / м3, өөрөөр хэлбэл агаараас 2.5 дахин хүнд байдаг.
Химийн хувьд хлор нь маш идэвхтэй бөгөөд бараг бүх металлтай (зарим нь зөвхөн чийгтэй эсвэл халсан үед) болон металл бус (нүүрстөрөгч, азот, хүчилтөрөгч, идэвхгүй хийнээс бусад) шууд нэгдэж, харгалзах хлоридыг үүсгэдэг. олон нэгдлүүд, ханасан нүүрсустөрөгчид устөрөгчийг орлуулж, ханаагүй нэгдлүүдийг нэгтгэдэг. Энэ нь түүний өргөн хэрэглээний програмуудтай холбоотой юм. Хлор нь бром, иодыг устөрөгч, металлын нэгдлээс нь зайлуулдаг. Шүлтлэг металлууд чийгийн ул мөр байгаа тохиолдолд гал асаах үед хлортой урвалд ордог; ихэнх металлууд зөвхөн халах үед л хуурай хлортой урвалд ордог. Ган, түүнчлэн зарим металлууд нь бага температурт хуурай хлорын уур амьсгалд тэсвэртэй байдаг тул хуурай хлорыг хадгалах төхөөрөмж, хадгалах байгууламж үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Фосфор нь хлорын агаар мандалд гал авалцаж, PCl3, цаашлаад хлоржуулах үед PCl5 үүсгэдэг. Хлортой хүхэр нь халах үед S2Cl2, SCl2 болон бусад SnClm-ийг өгдөг. Хүнцэл, сурьма, висмут, стронций, теллур нь хлортой хүчтэй урвалд ордог. Хлор ба устөрөгчийн холимог нь өнгөгүй эсвэл шар-ногоон дөлөөр шатаж, устөрөгчийн хлорид үүсгэдэг (энэ нь гинжин урвал юм). Устөрөгч-хлорын дөлний хамгийн их температур нь 2200 ° C байна. 5.8-88.5% H2 агуулсан устөрөгчтэй хлорын холимог нь тэсрэх аюултай бөгөөд гэрэл, цахилгаан оч, дулаан эсвэл төмрийн исэл гэх мэт зарим бодис агуулагдах үед дэлбэрч болно.
Хүчилтөрөгчтэй хамт хлор нь исэл үүсгэдэг: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7, Cl2O8, түүнчлэн гипохлорит (гипохлорт хүчлийн давс), хлорит, хлорат, перхлорат. Хлорын бүх хүчилтөрөгчийн нэгдлүүд нь амархан исэлддэг бодисуудтай тэсрэх хольц үүсгэдэг. Хлорын исэл нь тогтворгүй бөгөөд аяндаа дэлбэрч, гипохлорит нь хадгалах явцад аажмаар задардаг, хлорат ба перхлорат нь үүсгэгчийн нөлөөн дор дэлбэрч болно. Усанд агуулагдах хлор нь гидролиз болж, гипохлор ба давсны хүчил үүсгэдэг: Cl2 + H2O? HClO + HCl. Үүссэн шаргал уусмалыг ихэвчлэн хлорын ус гэж нэрлэдэг. Шүлтүүдийн усан уусмалыг хүйтэнд хлоржуулахад гипохлорит, хлорид: 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O, халаахад хлоратууд үүсдэг. Хуурай кальцийн гидроксидыг хлоржуулах нь цайруулагч бодис үүсгэдэг. Аммиак нь хлортой урвалд ороход азотын трихлорид үүсдэг. Органик нэгдлүүдийг хлоржуулах үед хлор нь устөрөгчийг сольж эсвэл олон төрлийн холбоог нэгтгэж, янз бүрийн хлор агуулсан органик нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Хлор нь бусад галогентэй интергалоген нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Хлор фторидууд ClF, ClF3, ClF3 нь маш идэвхтэй байдаг; жишээлбэл, ClF3 агаар мандалд шилэн хөвөн аяндаа гал авалцдаг. Хүчилтөрөгч ба фтортой хлорын мэдэгдэж буй нэгдлүүд нь хлорын оксифторидууд юм: ClO3F, ClO2F3, ClOF, ClOF3 ба фторын перхлорат FClO4.
Хлор нь байгальд зөвхөн нэгдлийн хэлбэрээр байдаг. Түүний дэлхийн царцдас дахь дундаж агууламж нь массын 1.7·10-2% байна. Усны нүүдэл нь дэлхийн царцдас дахь хлорын түүхэнд томоохон үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ нь дэлхийн далай (1.93%), газар доорх давсны уусмал, давстай нууруудад Cl-ийн хэлбэрээр олддог. Өөрийн ашигт малтмалын тоо (гол төлөв байгалийн хлорид) 97, гол нь галит NaCl (чулууны давс) юм. Кали, магнийн хлорид, холимог хлоридын томоохон ордууд бас мэдэгдэж байна: сильвинит KCl, силвинит (Na, K)Cl, карналит KCl MgCl2 6H2O, кайнит KCl MgSO4 3H2O, бисофит MgCl26H. Дэлхийн түүхэнд галт уулын хийд агуулагдах HCl-ийг дэлхийн царцдасын дээд хэсэгт нийлүүлэх нь маш чухал байсан.
Хлорын чанарын стандартууд
Заагчийн нэр ГОСТ 6718-93 Хамгийн дээд зэрэглэл Нэгдүгээр зэрэглэлийн Хлорын эзлэхүүний хувь, багагүй, % 99.899.6 Усны массын хувь, %-аас ихгүй 0.010.04 Азотын трихлоридын массын хувь, %-аас ихгүй 0.0020.004 Масс дэгдэмхий үлдэгдлийн хэсэг, 0%-аас ихгүй .0150.10
Хлорыг хадгалах, тээвэрлэх
Төрөл бүрийн аргаар гаргаж авсан хлорыг тусгай “цавханд” хадгалах буюу ган цилиндр (10-250 м3 эзэлхүүнтэй), бөмбөрцөг хэлбэртэй (600-2000 м3 эзэлхүүнтэй) цилиндрт 18 кгс/см2 уурын даралтаар шахдаг. Хамгийн их хадгалах хэмжээ нь 150 тонн. Даралтын дор шингэн хлор агуулсан цилиндр нь тусгай өнгөтэй байдаг - хамгаалалтын өнгө. Хэрэв хлорын цилиндрийн даралтыг бууруулбал үхлийн агууламжаас хэд дахин их концентрацитай хий гэнэт ялгардаг. Хлорын цилиндрийг удаан хугацаагаар ашиглах үед тэдгээрийн дотор маш их тэсрэх аюултай азотын трихлорид хуримтлагддаг тул хлорын цилиндрийг үе үе угааж, азотын хлоридыг цэвэрлэж байх ёстой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хлорыг чингэлэг, төмөр замын цистерн, цилиндрт тээвэрлэж, түр хадгалах үүрэг гүйцэтгэдэг.
2.Хлорын хэрэглээ
Хлорыг химийн үйлдвэрүүд хуванцар, синтетик резин, химийн утас, уусгагч, шавьж устгах бодис гэх мэт төрөл бүрийн органик хлорын дериватив үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Одоогийн байдлаар дэлхийн хлорын үйлдвэрлэлийн 60 гаруй хувийг органик нийлэгжилтэд ашиглаж байна. Үүнээс гадна хлорыг давсны хүчил, цайруулагч, хлорат болон бусад бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Их хэмжээний хлорыг металлургийн салбарт полиметалл хүдэр боловсруулах, хүдрээс алт олборлох явцад хлоржуулах, мөн газрын тос боловсруулах үйлдвэр, хөдөө аж ахуй, анагаах ухаан, ариун цэврийн байгууламжид ундны болон бохир усыг саармагжуулахад ашигладаг. , пиротехникийн болон үндэсний эдийн засгийн бусад хэд хэдэн салбарт. Органик синтезийн амжилтын ачаар хлорын ашиглалтын талбайг хөгжүүлсний үр дүнд дэлхийн хлорын үйлдвэрлэл жилд 20 сая тонноос дээш байна.
Шинжлэх ухаан, үйлдвэрлэл, дотоодын хэрэгцээний янз бүрийн салбарт хлорыг хэрэглэх, ашиглах үндсэн жишээнүүд:
1.поливинил хлорид, хуванцар нэгдлүүд, синтетик резин үйлдвэрлэхэд: утас тусгаарлагч, цонхны профиль, сав баглаа боодлын материал, хувцас, гутал, хулдаас болон граммофон пянз, лак, тоног төхөөрөмж, хөөсөн хуванцар, тоглоом, багаж хэрэгслийн эд анги, Барилгын материал. Поливинил хлоридыг винил хлоридыг полимержуулах замаар үйлдвэрлэдэг бөгөөд өнөөдөр ихэвчлэн этиленээс хлорын тэнцвэржүүлсэн аргаар завсрын 1,2-дихлорэтанаар гаргаж авдаг.
CH2=CH2+Cl2=>CH2Cl-CH2ClCl-CH2Cl=> CH2=CHCl+HCl
1)цайруулагч бодис болгон (хэдийгээр "цайруулдаг" нь хлор өөрөө биш, харин гипохлорт хүчлийн задралын явцад үүсдэг атомын хүчилтөрөгч: Cl2 + H2O ? HCl + HClO ? 2HCl + O*).
2)хлорорганик шавьж устгах бодис үйлдвэрлэхэд - газар тариаланд хортой шавжийг устгадаг бодисууд, гэхдээ ургамалд аюулгүй байдаг (алдрин, ДДТ, гексахлоран). Хамгийн чухал шавьж устгах бодисуудын нэг бол гексахлорциклогексан (C6H6Cl6) юм.
)химийн дайны бодис болгон ашигладаг, түүнчлэн бусад химийн бодисуудыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг: гичийн хий (C4H8Cl2S), фосген (CCl2O).
)усыг халдваргүйжүүлэхэд - "хлоржуулах". Ундны усыг ариутгах хамгийн түгээмэл арга нь чөлөөт хлор ба түүний нэгдлүүд нь исэлдэлтийн процессыг хурдасгадаг бичил биетний ферментийн системийг дарангуйлах чадварт суурилдаг. Ундны усыг халдваргүйжүүлэхийн тулд хлор (Cl2), хлорын давхар исэл (ClO2), хлорамин (NH2Cl), цайруулагч (Ca(Cl)OCl) зэргийг ашигладаг.
)хүнсний үйлдвэрт E925 хүнсний нэмэлт гэж бүртгэгдсэн.
)идэмхий натри (NaOH) (район үйлдвэрлэл, савангийн үйлдвэрлэлд ашигладаг), давсны хүчил (HCl), цайруулагч, бертолитын давс (KClO3), металл хлорид, хор, эм, бордооны химийн үйлдвэрлэлд.
)металлургийн салбарт цэвэр металл үйлдвэрлэхэд: титан, цагаан тугалга, тантал, ниобий.
TiO2 + 2C + 2Cl2 => TiCl4 + 2CO;
TiCl4 + 2Mg => 2MgCl2 + Ti (T=850°C)
)хлор-аргон детектор дахь нарны нейтриногийн үзүүлэлт болгон (Нарны нейтриноыг бүртгэх “хлор илрүүлэгч”-ийн санааг Зөвлөлтийн нэрт физикч Академич Б.Понтекорво дэвшүүлж, Америкийн физикч Р.Дэвис болон түүний хамтран зүтгэгчид хэрэгжүүлсэн. 37 атомын жинтэй хлорын изотопын нейтрино цөмийг барьж авсны дараа аргон-37 изотопын цөм болж хувирдаг бөгөөд энэ нь бүртгэгдэх боломжтой нэг электрон үүсгэдэг.).
Олон хөгжингүй орнууд хлор агуулсан хог хаягдлыг шатаахад их хэмжээний диоксин (хүчирхэг мутаген шинж чанартай дэлхийн экотоксин) ялгаруулдаг тул хлорын хэрэглээг хязгаарлахыг эрмэлздэг.
3.Хлор үйлдвэрлэх химийн арга
Өмнө нь Уэлдон ба Диконы аргыг ашиглан хлорыг химийн аргаар үйлдвэрлэх нь өргөн тархсан байв. Эдгээр процессуудад хүхрийн хүчлийн нөлөөгөөр хүхрийн давснаас натрийн сульфат үйлдвэрлэхэд дагалдах бүтээгдэхүүн болгон үүссэн устөрөгчийн хлоридыг исэлдүүлэх замаар хлорыг гаргаж авсан.
Вэлдоны аргыг ашиглан үүсэх урвал:
4HCl + MnO2 =>MnCl2+ 2H2O + Cl2
Диконы аргыг ашиглан гарах урвал:
HCl + O2 =>2H2O + 2Cl2
Диконовскийн процесст зэс хлоридыг катализатор болгон ашигласан бөгөөд 50% -ийн уусмалыг (заримдаа NaCl нэмсэн) сүвэрхэг керамик зөөгчөөр шингээсэн байв. Ийм катализатор дээрх хамгийн оновчтой урвалын температур нь ихэвчлэн 430-490 ° -ийн хүрээнд байдаг. Энэхүү катализатор нь хүнцлийн нэгдлээр амархан хорддог бөгөөд үүнтэй хамт идэвхгүй зэсийн арсенат, мөн хүхрийн давхар исэл, хүхрийн триоксид үүсгэдэг. Хийнд бага хэмжээний хүхрийн хүчлийн уур байгаа нь дараалсан урвалын үр дүнд хлорын гарц огцом буурахад хүргэдэг.
H2SO4 => SO2 + 1/2O2 + H2O+ C12 + 2H2O => 2НCl + H2SO4
C12 + H2O => 1/2O2 + 2HCl
Тиймээс хүхрийн хүчил нь Cl2-ийг HCl болгон урвуу хувиргахад хүргэдэг катализатор юм. Тиймээс зэсийн катализатор дээр исэлдэхээс өмнө гидрохлоридын хий нь хлорын гарцыг бууруулдаг хольцоос сайтар цэвэрлэгдэх ёстой.
Диконын суурилуулалт нь хийн халаагуур, хийн шүүлтүүр, ган цилиндр бүрхүүлийн контакт аппаратаас бүрдэх бөгөөд дотор нь нүхтэй хоёр төвлөрсөн керамик цилиндр байв; тэдгээрийн хоорондох цагираг хэлбэрийн орон зайг катализатороор дүүргэдэг. Устөрөгчийн хлорид нь агаарт исэлдсэн тул хлорыг шингэлсэн. 25 эзэлхүүн% HCl, 75 эзлэхүүн% агаар (~16% O2) агуулсан хольцыг контактын аппаратанд оруулсан бөгөөд төхөөрөмжөөс гарч буй хий нь ойролцоогоор 8% C12, 9% HCl, 8% усны уур, 75% агуулсан байна. агаар. Ийм хий нь HCl-ээр угааж, хүхрийн хүчлээр хатаасны дараа ихэвчлэн цайруулагч үйлдвэрлэхэд ашигладаг байв.
Дикон процессыг сэргээх нь одоогоор устөрөгчийн хлоридыг агаараар биш, харин хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэхэд үндэслэсэн бөгөөд энэ нь өндөр идэвхтэй катализатор ашиглан төвлөрсөн хлор авах боломжтой болгодог. Үүссэн хлор-хүчилтөрөгчийн хольцыг HC1 үлдэгдэлээс 36 ба 20% давсны хүчлээр дараалан угааж, хүхрийн хүчлээр хатаана. Дараа нь хлорыг шингэрүүлж, хүчилтөрөгчийг процесс руу буцаана. Мөн хлорыг хүхрийн хлоридоор 8 атм даралтаар шингээх замаар хүчилтөрөгчөөс салгаж, дараа нь 100% хлор үүсгэдэг.
Сl2 + S2CI2
Бага температурт катализаторыг, жишээлбэл, газрын ховор металлын давсаар идэвхжүүлсэн зэсийн дихлорид ашигладаг бөгөөд энэ нь процессыг 100 хэмд ч явуулах боломжтой болгодог тул HCl-ийг Cl2 болгон хувиргах түвшинг эрс нэмэгдүүлдэг. Хромын ислийн катализатор дээр HCl нь хүчилтөрөгчөөр 340-480 ° C-т шатдаг. V2O5-ийн шүлтлэг металлын пиросульфат ба идэвхжүүлэгчтэй холилдсон катализаторыг 250-20 хэмд цахиурт гель дээр ашиглах талаар тайлбарласан болно. Энэ үйл явцын механизм, кинетикийг судалж, түүнийг хэрэгжүүлэх оновчтой нөхцлийг бүрдүүлсэн, ялангуяа шингэн давхаргад.
Устөрөгчийн хлоридыг хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэх нь FeCl3 + KCl-ийн хайлсан хольцыг хоёр үе шаттайгаар тус тусад нь реакторт хийдэг. Эхний реакторт төмрийн хлорид нь исэлдэж, хлор үүсгэдэг.
2FeCl3 + 1
Хоёр дахь реакторт төмрийн хлорид нь төмрийн исэлээс устөрөгчийн хлоридоор сэргээгддэг.
O3 + 6HCI = 2FeCl3 + 3H20
Төмрийн хлоридын уурын даралтыг бууруулахын тулд калийн хлорид нэмнэ. Мөн Fe2O3, KC1, зэс, кобальт эсвэл никель хлоридоос бүрдэх контактын масс нь идэвхгүй зөөгч дээр тогтсон аппаратын дээрээс доош хөдөлдөг нэг аппаратад энэ процессыг явуулахыг санал болгож байна. Төхөөрөмжийн дээд хэсэгт халуун хлоржуулах бүсээр дамжин Fe2O3 нь FeCl3 болж хувирч, доороос дээш чиглэсэн хийн урсгалд байрлах HCl-тэй харилцан үйлчилдэг. Дараа нь контактын массыг хөргөх бүсэд буулгаж, хүчилтөрөгчийн нөлөөн дор элементийн хлор үүсч, FeCl3 нь Fe2O3 болж хувирдаг. Исэлдсэн контактын массыг хлоржуулах бүс рүү буцаана.
HCl-ийн Cl2-д ижил төстэй шууд бус исэлдэлтийг дараах схемийн дагуу гүйцэтгэнэ.
2HC1 + MgO = MgCl2 + H2O
HCl, O2, их хэмжээний SO2 агуулсан хийг ванадийн катализатороор 400600°С-т дамжуулж хлор, хүхрийн хүчлийг нэгэн зэрэг гаргаж авахыг санал болгож байна. Дараа нь хийнээс H2SO4 ба HSO3Cl конденсац болж, SO3 нь хүхрийн хүчлээр шингэж, хлор нь хийн шатанд үлдэнэ. HSO3Cl нь гидролиз болж, ялгарсан HC1 нь процесс руу буцдаг.
Исэлдэлтийг PbO2, KMnO4, KClO3, K2Cr2O7 зэрэг исэлдүүлэгч бодисууд илүү үр дүнтэй гүйцэтгэдэг.
2KMnO4 + 16HCl => 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2^ +8H2O
Мөн хлоридыг исэлдүүлэх замаар хлор авч болно. Жишээлбэл, NaCl ба SO3 харилцан үйлчлэхэд дараах урвал явагдана.
NaCl + 2SO3 = 2NaSO3Cl
NaSO3Cl = Cl2 + SO2 + Na2SO4
NaSO3Cl 275°С-т задардаг. SO2 ба C12 хийн хольцыг хлор SO2Cl2 эсвэл CCl4-ийг шингээх эсвэл ректифицид оруулах замаар салгаж болох бөгөөд үүний үр дүнд 88 моль агуулсан азеотроп хольц үүсдэг. % Cl2 ба 12 моль. %SO2. SO2-ийг SO2C12 болгон хувиргаж, илүүдэл хлор, SO2Cl2-ыг 200°-т задлах замаар SO2, Cl2 болгон задлах замаар азеотроп хольцыг цааш нь ялгаж авч болно.
Хлорыг хлорид эсвэл устөрөгчийн хлоридыг азотын хүчил, түүнчлэн азотын давхар ислээр исэлдүүлэх замаар гаргаж авч болно.
ZHCl + HNO3 => Сl2 + NOCl + 2Н2O
Хлор авах өөр нэг арга бол нитрозил хлоридын задрал бөгөөд үүнийг исэлдүүлэх замаар олж авах боломжтой.
NOCl + O2 = 2NO2 + Cl2
Жишээлбэл, хлорыг авахын тулд NOCl-ийг 75% азотын хүчлээр исэлдүүлэхийг санал болгож байна.
2NOCl + 4HNO3 = Cl2 + 6NO2 + 2H2O
Хлор ба азотын давхар ислийн хольцыг салгаж, NO2-ийг сул азотын хүчил болгон хувиргаж, дараа нь процессын эхний шатанд HCl-ийг исэлдүүлэн Cl2 ба NOCl-ийг үүсгэдэг. Энэ процессыг үйлдвэрлэлийн хэмжээнд явуулахад тулгардаг гол бэрхшээл бол зэврэлтийг арилгах явдал юм. Керамик, шил, хар тугалга, никель, хуванцарыг тоног төхөөрөмжийн материал болгон ашигладаг. Энэ аргыг 1952-1953 онд АНУ-д ашигласан. Уг байгууламж нь хоногт 75 тонн хлор үйлдвэрлэх хүчин чадалтай ажиллаж байсан.
Урвалын дагуу нитрозил хлорид үүсэхгүйгээр азотын хүчилтэй устөрөгчийн хлоридыг исэлдүүлэх замаар хлор үйлдвэрлэх циклийн аргыг боловсруулсан.
2HCl + 2HNO3 = Cl2 + 2NO2 + 2H2O
Уг процесс нь шингэн үе шатанд 80 ° C температурт явагддаг, хлорын гарц 100% хүрч, NO2 шингэн хэлбэрээр авдаг.
Дараа нь эдгээр аргуудыг цахилгаан химийн аргаар бүрэн сольсон боловч одоогоор хлор үйлдвэрлэх химийн аргыг техникийн шинэ үндэслэлээр дахин сэргээж байна. Эдгээр нь бүгд HCl (эсвэл хлоридын) шууд ба шууд бус исэлдэлт дээр суурилдаг бөгөөд хамгийн түгээмэл исэлдүүлэгч бодис нь агаар мандлын хүчилтөрөгч юм.
Электролиз. Үйл явцын үзэл баримтлал ба мөн чанар
Электролиз гэдэг нь хайлмал эсвэл уусмалд дүрсэн электродуудаар шууд цахилгаан гүйдэл дамжих явцад электродууд дээр үүсдэг цахилгаан химийн исэлдэлтийн процессуудын цогц юм.
Цагаан будаа. 4.1. Электролизийн явцад үүсэх процессууд. Электролизийн ванны диаграм: 1 - банн, 2 - электролит, 3 - анод, 4 - катод, 5 - тэжээлийн эх үүсвэр
Электродууд нь цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг аливаа материал байж болно. Металл ба хайлшийг ихэвчлэн ашигладаг бөгөөд металл бус электродууд нь жишээлбэл, бал чулуу (эсвэл нүүрстөрөгч) байж болно. Ихэнхдээ шингэнийг электрод болгон ашигладаг. Эерэг цэнэглэгдсэн электрод нь анод юм. Сөрөг цэнэгтэй электрод бол катод юм. Электролизийн үед анод исэлддэг (энэ нь уусдаг), катод нь багасдаг. Ийм учраас анодыг уусгах нь уусмал эсвэл хайлмал дахь химийн процесст нөлөөлөхгүй байхаар авах ёстой. Ийм анодыг идэвхгүй электрод гэж нэрлэдэг. Та графит (нүүрстөрөгч) эсвэл цагаан алтыг идэвхгүй анод болгон ашиглаж болно. Та металл хавтанг катод болгон ашиглаж болно (энэ нь уусахгүй). Зэс, гууль, нүүрстөрөгч (эсвэл бал чулуу), цайр, төмөр, хөнгөн цагаан, зэвэрдэггүй ган тохиромжтой.
Хайлмал электролизийн жишээ:
Давсны уусмалын электролизийн жишээ:
(Хлорын электрон сөрөг чанар нь хүчилтөрөгчөөс бага байдаг тул хлор нь хүчилтөрөгчөөс илүү амархан электронуудыг өгдөг тул хүчилтөрөгчийн O? II усны молекулууд биш харин Cl? анионууд нь анод дээр исэлддэг)
Усны электролиз нь идэвхгүй электролитийн дэргэд үргэлж явагддаг (маш сул электролитийн цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд - ус):
Идэвхгүй электролитээс хамааран электролиз нь төвийг сахисан, хүчиллэг эсвэл шүлтлэг орчинд явагддаг. Идэвхгүй электролитийг сонгохдоо ердийн ангижруулагч бодис болох металлын катионууд (жишээлбэл, Li+, Cs+, K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+) нь усан дахь катод дээр хэзээ ч буурдаггүй гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Оксо хүчлийн уусмал ба хүчилтөрөгчийн O?II анионууд нь исэлдэлтийн хамгийн дээд зэрэглэлийн элемент бүхий анод дээр хэзээ ч исэлддэггүй (жишээлбэл, ClO4?, SO42?, NO3?, PO43?, CO32?, SiO44?, MnO4?), оронд нь ус исэлддэг.
Электролиз нь хоёр процессыг хамардаг: цахилгаан талбайн нөлөөн дор урвалд орж буй хэсгүүдийг электродын гадаргуу руу шилжүүлэх, цэнэгийг бөөмсөөс электрод руу эсвэл электродоос бөөмс рүү шилжүүлэх. Ионы шилжилт хөдөлгөөн нь тэдгээрийн хөдөлгөөн, тээвэрлэлтийн тоогоор тодорхойлогддог. Хэд хэдэн цахилгаан цэнэгийг шилжүүлэх үйл явц нь дүрмээр бол нэг электрон урвалын дараалал хэлбэрээр явагддаг, өөрөөр хэлбэл завсрын хэсгүүд (ионууд эсвэл радикалууд) үүсэх үе шаттайгаар явагддаг. шингэсэн төлөвт электрод дээр хэсэг хугацаанд .
Электродын урвалын хурд нь дараахь зүйлээс хамаарна.
электролитийн найрлага
электролитийн концентраци
электродын материал
электродын потенциал
температур
гидродинамик нөхцөл.
Одоогийн нягт нь урвалын хурдны хэмжүүр юм. Энэ бол вектор физик бөгөөд модуль нь дамжуулагч дахь гүйдлийн хүчийг (нэгж цаг тутамд шилжүүлсэн цахилгаан цэнэгийн тоо) хөндлөн огтлолын харьцаагаар тодорхойлдог.
Фарадейгийн электролизийн хуулиуд нь электрохимийн судалгаанд үндэслэсэн тоон харьцаа бөгөөд электролизийн явцад үүссэн бүтээгдэхүүний массыг тодорхойлоход тусалдаг. Хамгийн ерөнхий хэлбэрээр хуулиудыг дараах байдлаар томъёолсон болно.
)Фарадейгийн электролизийн анхны хууль: электролизийн явцад электрод дээр хуримтлагдсан бодисын масс нь энэ электрод руу шилжсэн цахилгааны хэмжээтэй шууд пропорциональ байна. Цахилгаан эрчим хүчний тоо хэмжээгээр бид ихэвчлэн кулоноор хэмжигддэг цахилгаан цэнэгийг хэлнэ.
2)Фарадейгийн электролизийн хоёр дахь хууль: өгөгдсөн хэмжээний цахилгаан (цахилгаан цэнэг) -ийн хувьд электрод дээр хуримтлагдсан химийн элементийн масс нь тухайн элементийн эквивалент масстай шууд пропорциональ байна. Бодисын эквивалент масс нь түүний молийн масс, тухайн бодис оролцох химийн урвалаас хамааран бүхэл тоонд хуваагдана.
Математик хэлбэрээр Фарадейгийн хуулиудыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.
Энд m нь электрод дээр тогтсон бодисын массыг граммаар илэрхийлнэ, бодисоор дамжин өнгөрөх нийт цахилгаан цэнэг = 96,485.33(83) С моль?1 нь Фарадей тогтмол, бодисын молийн масс (Жишээ нь, моляр) Усны масс H2O = 18 г/моль) нь бодисын ионуудын валентын тоо (ион дахь электроны тоо) юм.
M/z нь хуримтлагдсан бодисын эквивалент масс гэдгийг анхаарна уу.
Фарадейгийн анхны хуулийн хувьд M, F, z нь тогтмол тул Q-ийн утга их байх тусам m-ийн утга их байх болно.
Фарадейгийн 2-р хуулийн хувьд Q, F, z нь тогтмол тул M/z утга (эквивалент масс) их байх тусам m утга их байх болно.
Хамгийн энгийн тохиолдолд шууд гүйдлийн электролиз нь дараахь зүйлд хүргэдэг.
Хувьсах цахилгаан гүйдлийн илүү төвөгтэй тохиолдолд гүйдлийн нийт цэнэгийн Q нь I( ?) цаг хугацааны явцад дүгнэж байна уу? :
энд t нийт электролизийн хугацаа.
Аж үйлдвэрт электролизийн процессыг тусгай төхөөрөмж - электролизерт хийдэг.
Аж үйлдвэрийн хлорын үйлдвэрлэл
Одоогийн байдлаар хлорыг голчлон усан уусмалын электролиз, тухайлбал нэг нь үйлдвэрлэдэг
Хлорыг электролитийн аргаар үйлдвэрлэх түүхий эд нь хатуу давс уусгах замаар олж авсан NaCl давсны уусмал эсвэл байгалийн давсны уусмал юм. Гурван төрлийн давсны орд байдаг: чулуужсан давс (нөөцийн 99% орчим); өөрөө тунамал давсны ёроолын хурдастай давстай нуурууд (0.77%); үлдсэн хэсэг нь газар доорх хагарал юм. Хүснэгтийн давсны уусмал нь тэдгээрийг бэлтгэх замаас үл хамааран электролизийн процессыг алдагдуулдаг хольцыг агуулдаг. Хатуу катодын электролизийн үед кальцийн катионууд Ca2+, Mg2+, SO42- анионууд, шингэн катодтой электролизийн үед хром, ванади, германи, молибден зэрэг хүнд металл агуулсан нэгдлүүдийн хольцууд онцгой сөрөг нөлөө үзүүлдэг.
Хлорын электролизийн талст давс нь дараахь найрлагатай байх ёстой (%): натрийн хлорид 97.5-аас багагүй; Mg2+ 0.05-аас ихгүй; уусдаггүй тунадас 0.5-аас ихгүй; Ca2+ 0.4-ээс ихгүй; K+ 0.02-аас ихгүй; SO42 - 0.84-ээс ихгүй; чийгшил 5-аас ихгүй; хүнд металлын хольц (амалгамын туршилтаар тодорхойлно см3 Н2) 0.3-аас ихгүй байна. Давсны уусмалд хадгалсан цэвэршүүлэлтийг сод (Na2CO3) ба шохойн сүү (усан дахь Ca (OH) 2-ийн суспенз) уусмалаар гүйцэтгэдэг. Химийн цэвэршүүлэхээс гадна уусмалыг тунгаах, шүүх замаар механик хольцоос чөлөөлдөг.
Хүснэгтийн давсны уусмалын электролизийг хатуу төмөр (эсвэл ган) катод, диафрагм ба мембран бүхий ваннд, шингэн мөнгөн усны катодтой ваннд хийдэг. Орчин үеийн томоохон хлорын цехүүдийг тоноглоход ашигладаг үйлдвэрийн электролизер нь өндөр үзүүлэлттэй, энгийн хийцтэй, авсаархан, найдвартай, тогтвортой ажиллах ёстой.
Электролиз нь дараахь схемийн дагуу явагдана.
MeCl + H2O => MeOH + Cl2 + H2,
Би бол шүлтлэг металл юм.
Хүснэгтийн давсыг хатуу электрод бүхий электролизерт электрохимийн задралын явцад дараах үндсэн, буцах, эргэлт буцалтгүй ионы урвалууд явагдана.
хоолны давс ба усны молекулуудын задрал (электролитэд тохиолддог)
NaCl-Na++Cl-
Хлорын ионы исэлдэлт (анод дээр)
C1- - 2e- => C12
устөрөгчийн ион ба усны молекулуудын бууралт (катод дээр)
Н+ - 2е- => Н2
Н2O - 2е - => Н2 + 2ОН-
Натрийн гидроксидын молекул дахь ионуудын холбоо (электролит дэх)
Na+ + OH- - NaOH
Хэрэгтэй бүтээгдэхүүнЭдгээр нь натрийн гидроксид, хлор, устөрөгч юм. Тэдгээрийг бүгдийг нь электролизерээс тусад нь гаргаж авдаг.
Цагаан будаа. 5.1. Диафрагмын электролизерийн схем
Хатуу катодтой электролизерийн хөндий (зураг 3) нь сүвэрхэгээр хуваагдана.
Үйлдвэрийн анхны электролизерууд багц горимд ажилладаг байв. Тэдгээрийн электролизийн бүтээгдэхүүнийг цементийн диафрагмаар тусгаарласан. Дараа нь электролизийн бүтээгдэхүүнийг салгахын тулд хонх хэлбэртэй хуваалтыг ашигласан электролизер бүтээжээ. Дараагийн шатанд урсгалын диафрагм бүхий электролизерууд гарч ирэв. Тэд эсрэг урсгалын зарчмыг асбест картоноор хийсэн тусгаарлах диафрагмтай хослуулсан. Дараа нь цаасны үйлдвэрлэлийн технологиос зээлсэн асбестын целлюлозоос диафрагм үйлдвэрлэх аргыг нээсэн. Энэ арга нь зөөврийн бус авсаархан хурууны катод бүхий өндөр гүйдлийн ачаалалд зориулсан электролизерийн загварыг боловсруулах боломжтой болсон. Асбестын диафрагмын ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлэхийн тулд түүний найрлагад зарим нийлэг материалыг бүрэх эсвэл холбогч болгон оруулахыг санал болгож байна. Мөн диафрагмуудыг бүхэлд нь шинэ синтетик материалаар хийхийг санал болгож байна. Ийм хосолсон асбест-синтетик эсвэл тусгайлан үйлдвэрлэсэн синтетик диафрагмуудын ашиглалтын хугацаа 500 хүртэл хоног байдаг гэсэн нотолгоо байдаг. Мөн маш бага натрийн хлоридын агууламжтай цэвэр идэмхий натри авах боломжтой тусгай ион солилцооны диафрагмуудыг боловсруулж байна. Ийм диафрагмын үйлдэл нь янз бүрийн ионуудыг нэвтрүүлэхэд тэдгээрийн сонгомол шинж чанарыг ашиглахад суурилдаг.
Эрт үеийн загварт графит анод руу чиглэсэн гүйдлийн холбоо барих цэгүүдийг электролизерын хөндийгөөс гадагш гаргаж авдаг байв. Дараа нь электролитэд дүрсэн анодын контакт хэсгүүдийг хамгаалах аргуудыг боловсруулсан. Эдгээр техникийг ашиглан анодын контактууд нь электролизерын хөндийд байрладаг доод гүйдлийн хангамж бүхий үйлдвэрлэлийн электролизеруудыг бүтээсэн. Тэдгээрийг өнөөдөр хаа сайгүй хатуу катод дээр хлор, идэмхий натри үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Хүснэгтийн давсны ханасан уусмалын урсгал (цэвэршүүлсэн давсны уусмал) нь диафрагмын электролизерын анодын орон зайд тасралтгүй урсдаг. Цахилгаан химийн процессын үр дүнд давсны задралын улмаас анод дахь хлор, ус задралын улмаас катодын устөрөгч ялгардаг. Хлор ба устөрөгчийг холихгүйгээр электролизерээс тусад нь гаргаж авдаг. Энэ тохиолдолд катодын ойролцоох бүсийг натрийн гидроксидоор баяжуулна. Катодын ойролцоох бүсийн электролитийн уусмал гэж нэрлэгддэг уусмалыг задлаагүй хоолны давс (давсны уусмалаар нийлүүлсэн хэмжээний тал орчим хувь) болон натрийн гидроксид агуулсан уусмалыг электролизерээс тасралтгүй зайлуулдаг. Дараагийн шатанд электролитийн шингэнийг ууршуулж, доторх NaOH-ийн хэмжээг стандартын дагуу 42-50% хүртэл тохируулна. Хүснэгтийн давс, натрийн сульфат нь натрийн гидроксидын агууламж нэмэгдэхэд тунадас үүсгэдэг.
NaOH-ийн уусмалыг талстаас гаргаж аваад эцсийн бүтээгдэхүүн болгон агуулах эсвэл идэмхий хайлуулах шат руу шилжүүлж, хатуу бүтээгдэхүүн гаргаж авдаг. Талст ширээний давс (урвуу давс) электролиз руу буцаж, урвуу давсны уусмал гэж нэрлэгддэг давсны уусмал бэлтгэнэ. Уусмал дахь сульфат хуримтлагдахаас зайлсхийхийн тулд урвуу давсны уусмал бэлтгэхээс өмнө сульфатыг зайлуулна. Хүснэгтийн давсны алдагдлыг давсны давхаргыг газар доор уусгах замаар олж авсан шинэ давсны уусмалд оруулах эсвэл хатуу хоолны давсыг уусгах замаар нөхдөг. Шинэ давсны уусмалыг буцах давсны уусмалд холихын өмнө механик суспенз, кальци, магнийн ионуудын ихээхэн хэсгийг цэвэрлэнэ. Үүссэн хлорыг усны уураас салгаж, шахаж, шууд хэрэглэгчдэд эсвэл хлор шингэрүүлэх зорилгоор шилжүүлдэг. Устөрөгчийг уснаас ялгаж, шахаж, хэрэглэгчдэд шилжүүлдэг.
Мембран электролизерт диафрагмын электролизертэй адил химийн урвал явагддаг. Сүвэрхэг диафрагмын оронд катион мембраныг ашигладаг (Зураг 5).
Цагаан будаа. 5.2. Мембран электролизерийн диаграмм
Мембран нь хлорын ионыг католит руу (катодын орон зайд электролит) нэвтрүүлэхээс сэргийлдэг тул идэмхий натри нь 30-35% -ийн агууламжтай бараг давсгүй электролизерт шууд авах боломжтой. Давсыг салгах шаардлагагүй тул ууршилт нь 50% арилжааны идэмхий натри үйлдвэрлэхэд илүү хялбар бөгөөд хөрөнгө, эрчим хүчний зардал багатай болгодог. Мембраны процесс дахь идэмхий натри нь илүү өндөр агууламжтай байдаг тул катод болгон үнэтэй никель ашигладаг.
Цагаан будаа. 5.3. Мөнгөн усны электролизерийн схем
Мөнгөн усны электролизер дахь давсны задралын нийт урвал нь диафрагмын электролизертэй адил байна.
NaCl+H2O => NaOH + 1/2Сl2+ 1/2Н2
Гэсэн хэдий ч энд энэ нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг бөгөөд тус бүр нь тусдаа төхөөрөмжид байдаг: электролизер ба задлагч. Тэдгээр нь бүтцийн хувьд бие биетэйгээ нийлдэг бөгөөд тэдгээрийг электролитийн банн, заримдаа мөнгөн усны электролизер гэж нэрлэдэг.
Үйл явцын эхний үе шатанд - электролизерт - хоолны давсны электролитийн задрал (түүний ханасан уусмалыг электролизерт нийлүүлдэг) дараах урвалын дагуу анод дээр хлор, мөнгөн усны катод дээр натрийн амальгам үүсгэдэг. :
NaCl + nHg => l/2Cl2 + NaHgn
Задаргаа нь усны нөлөөн дор натрийн амальгамыг натрийн гидроксид ба мөнгөн ус болгон хувиргах үйл явцын хоёр дахь үе шатыг явуулдаг.
NaHgn + H2O => NaOH +1/2H2+nHg
Давсны уусмалаар электролизерт оруулсан бүх давсны зөвхөн 15-20% нь урвалд ордог (2), үлдсэн давс нь устай хамт электролизерийг хлоранолит хэлбэрээр үлдээдэг. хлороор ханасан 250-270 кг/м3 NaCl агуулсан усанд хоолны давс. Электролизер болон уснаас гарч буй "хүчтэй амальгам" нь задлагч руу ордог.
Боломжтой бүх загварт электролизер нь урт, харьцангуй нарийхан, бага зэрэг налуу ган суваг хэлбэрээр хийгдсэн бөгөөд ёроолд нь катод болох таталцлын нөлөөгөөр амальгам нимгэн давхарга урсаж, дээр нь анолит урсдаг. Давсны уусмал ба сул амальгам нь электролизерын дээд өргөгдсөн ирмэгээс "оролтын халаас" -аар тэжээгддэг.
Хүчтэй амальгам нь электролизерын доод төгсгөлөөс "гаралтын халаас" -аар урсдаг. Хлор ба хлоранолит нь электролизерын доод төгсгөлд байрлах хоолойгоор дамжин гарч ирдэг. Анодууд нь бүхэл бүтэн амальгам урсгалын толин тусгал эсвэл катодын дээгүүр катодоос 3-5 мм зайд түдгэлздэг. Электролизерийн дээд хэсэг нь таглаагаар хучигдсан байдаг.
Хэвтээ ба босоо гэсэн хоёр төрлийн задлагч нийтлэг байдаг. Эхнийх нь электролизертэй ижил урттай ган налуу суваг хэлбэрээр хийгдсэн. Бага зэрэг өнцгөөр суурилуулсан задлагчийн ёроолын дагуу амалгамын урсгал урсдаг. Бал чулуугаар хийсэн задлагч хушууг энэ урсгалд дүрнэ. Ус нь эсрэг урсгалаар хөдөлдөг. Амльгамын задралын үр дүнд ус нь идэмхий бодисоор ханасан байна. Устөрөгчийн хамт идэмхий уусмал нь задлагчийг ёроолд нь хоолойгоор орхиж, муу амальгам буюу мөнгөн усыг эсийн халаасанд шахдаг.
Электролизийн ванны иж бүрдэлд электролиз, задлагч, халаас, дамжуулах хоолойноос гадна мөнгөн усны шахуурга орно. Хоёр төрлийн шахуургыг ашигладаг. Баннууд нь босоо задлагчаар тоноглогдсон эсвэл задлагчийг электролизерийн доор суурилуулсан тохиолдолд задлагч руу буулгасан ердийн гүний төвөөс зугтах насосыг ашигладаг. Электролизерийн хажууд задлагчийг суурилуулсан баннуудын хувьд амальгамыг анхны төрлийн конус хэлбэрийн эргэлтэт насосоор шахдаг.
Хлор эсвэл хлоранолиттой харьцдаг электролизерийн бүх ган хэсгүүд нь тусгай ангийн вулканжуулсан резинэн бүрхүүлээр хамгаалагдсан байдаг. Хамгаалалтын резинэн давхарга нь бүрэн тэсвэртэй биш юм. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам хлоржуулж, температурын нөлөөгөөр хэврэг болж, хагардаг. Үе үе хамгаалалтын давхарга шинэчлэгддэг. Электролизийн ванны бусад бүх хэсгүүд: задлагч, шахуурга, халих нь хамгаалалтгүй гангаар хийгдсэн байдаг, учир нь устөрөгч, идэмхий уусмал нь зэврүүлдэггүй.
Одоогийн байдлаар графит анодууд нь мөнгөн усны электролизерт хамгийн түгээмэл байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг ОРТА сольж байна.
6.Хлор үйлдвэрлэх аюулгүй байдлын арга хэмжээ
болон байгаль орчныг хамгаалах
Хлорын үйлдвэрлэлийн ажилтнуудад үзүүлэх аюул нь хлор, мөнгөн усны өндөр хоруу чанар, хлор ба устөрөгч, устөрөгч, агаарын тэсрэх хийн хольц, түүнчлэн шингэн хлор дахь азотын трихлоридын уусмал үүсэх боломжоор тодорхойлогддог. , электролизерийн үйлдвэрлэлд ашиглах - дэлхийтэй харьцуулахад цахилгаан потенциал нэмэгдэж байгаа төхөөрөмжүүд, энэ үйлдвэрлэлд үйлдвэрлэсэн идэмхий шүлтийн шинж чанарууд.
0.1 мг/л хлор агуулсан агаараар 30-60 минут амьсгалах нь амь насанд аюултай. 0.001 мг/л-ээс дээш хлор агуулсан агаараар амьсгалах нь амьсгалын замыг цочроодог. Хүн ам суурьшсан газрын агаар дахь хлорын зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ (MPC): өдөрт дунджаар 0.03 мг/м3, нэг удаагийн дээд тал нь 0.1 мг/м3, үйлдвэрийн байрны ажлын хэсгийн агаарт 1 мг/м3, үнэр ойлголтын босго 2 мг/м3. 3-6 мг/м3 концентрацитай үед тодорхой үнэр мэдрэгдэж, нүд, хамрын салст бүрхэвч цочрох (улайлт), 15 мг / м3 - хамар залгиурын цочрол, 90 мг / м3 - хүчтэй ханиалгах шинж тэмдэг илэрдэг. . 120 - 180 мг/м3-т 30-60 минутын турш өртөх нь амь насанд аюултай, 300 мг/м3-д үхэх боломжтой, 2500 мг/м3 концентраци нь 5 минутын дотор үхэлд хүргэдэг, 3000 мг/м3 концентрацитай бол үхэлд хүргэдэг. хэд хэдэн амьсгал авсны дараа үүсдэг. Үйлдвэрийн болон иргэний хийн маскыг шүүх хлорын зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь 2500 мг / м3 байна.
Агаар дахь хлор байгаа эсэхийг химийн хайгуулын төхөөрөмжөөр тодорхойлно: VPKhR, PPKhR, PKhR-MV заагч хоолой IT-44 (ягаан өнгө, мэдрэмжийн босго 5 мг/м3), IT-45 (улбар шар өнгө), аспиратор AM- 5, AM- 0055, AM-0059, хлорын заагч хоолойтой NP-3M, 0-80 мг/м3 хэмжилт бүхий универсал хийн анализатор УГ-2, 0-ын мужид "Колон-701" хийн мэдрэгч. 20 мг/м3. Нээлттэй орон зайд - SIP "KORSAR-X" төхөөрөмжтэй. Дотор - SIP "VEGA-M" төхөөрөмжтэй. Ашиглалтын доголдол, онцгой байдлын үед хлороос хамгаалахын тулд цехийн бүх хүмүүс "B" эсвэл "BKF" маркийн хийн маск (мөнгөн усны электролизийн цехээс бусад), түүнчлэн хамгаалалтын хувцастай байх ёстой: даавуу эсвэл резинэн костюм, резинэн гутал, бээлий. Хлорын эсрэг хийн маскны хайрцгийг шараар будсан байх ёстой.
Мөнгөн ус нь хлороос илүү хортой. Агаар дахь уурын зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь 0.00001 мг/л байна. Энэ нь хүний биед амьсгалах, арьсанд хүрэх, түүнчлэн нэгдмэл биеттэй харьцах замаар нөлөөлдөг. Түүний уур, шүрших нь хувцас, арьс, шүдэнд шингэдэг (шингэдэг). Үүний зэрэгцээ мөнгөн ус температурт амархан ууршдаг; электролизийн цехэд байгаа бөгөөд агаар дахь уурын агууламж нь зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс хол давсан байна. Тиймээс шингэн катодын электролизийн цехүүд нь хэвийн үйл ажиллагааны явцад хангадаг хүчирхэг агааржуулалтаар тоноглогдсон байдаг зөвшөөрөгдөх түвшинмөнгөн усны уурын концентраци. Гэсэн хэдий ч энэ нь аюулгүй ажиллагааг хангахад хангалтгүй юм. Мөнгөн усны сахилга бат гэж нэрлэгддэг зүйлийг ажиглах шаардлагатай: мөнгөн устай харьцах дүрмийг дагаж мөрдөнө. Тэдний араас ажил эхлэхийн өмнө ажилтнууд ариун цэврийн хяналтын цэгээр орж, цэвэрхэн хэсэгт нь гэрийн хувцсаа орхиж, шинэхэн угаасан цагаан хэрэглэл буюу тусгай хувцас өмсдөг. Ээлж дууссаны дараа ариун цэврийн хяналтын өрөөний бохир хэсэгт гадуур хувцас, бохир даавууг үлдээж, ариун цэврийн хяналтын өрөөний цэвэрхэн тасагт ажилчид шүршүүрт орж, шүдээ угааж, гэр ахуйн эд зүйлсийг өмсдөг.
Хлор, мөнгөн устай ажилладаг цехүүдэд та "G" маркийн хийн маск ашиглах хэрэгтэй (хийн маскны хайрцаг нь хар өнгөтэй, шар өнгө) ба резинэн бээлий "Мөнгөн усны сахилга бат"-ын дүрэмд мөнгөн ус болон нэгдмэл гадаргуутай ажиллах ажлыг зөвхөн усны давхарга дор хийх ёстой гэж заасан; Асгарсан мөнгөн усыг нэн даруй мөнгөн усны урхи байгаа газарт зайлуулах шаардлагатай.
Агаар мандалд хлор, мөнгөн усны уур ялгарах, мөнгөн усны давс, мөнгөн усны дусал хаягдах, бохир усанд идэвхтэй хлор агуулсан нэгдлүүд, мөнгөн усны лаганд хөрсний хордлого зэргээс байгаль орчинд заналхийлж байна. Хлор нь ослын үед агаар мандалд орж, агааржуулалтын ялгаралт, янз бүрийн төхөөрөмжөөс ялгардаг хий юм. Мөнгөн усны уурыг агааржуулалтын системээс агаараар гүйцэтгэдэг. Агаар мандалд ялгарах үед агаар дахь хлорын агууламжийн норм нь 0.03 мг/м3 байна. Шүлтлэг олон үе шаттай яндангийн хийг угаах аргыг хэрэглэвэл энэ концентрацид хүрч болно. Агаар мандалд ороход агаар дахь мөнгөн усны агууламжийн норм нь 0.0003 мг/м3, усан сан руу цутгахад бохир усанд 4 мг/м3 байна.
Хлорыг дараах уусмалаар саармагжуулна.
шохойн сүү, үүний тулд 1 жингийн 1 хэсгийг унтраасан шохойг 3 хэсэг усанд хийж, сайтар хольж, дараа нь шохойн уусмалыг дээрээс нь асгаж (жишээлбэл, 10 кг унтраасан шохой + 30 литр ус);
Содын үнсний 5% усан уусмал, үүнд жингийн 2 хэсэг нь содын үнсийг 18 хэсэг усаар хольж уусгана (жишээлбэл, 5 кг сод үнс + 95 литр ус);
Идэмхий натри 5% усан уусмал, үүнд жингийн 2 хэсэг идэмхий натри 18 хэсэг усаар (жишээлбэл, 5 кг идэмхий натри + 95 литр ус) холих замаар уусгана.
Хэрэв хлорын хий алдагдсан бол уурыг унтраахын тулд ус цацдаг. Усны хэрэглээний норм стандартчилагдаагүй байна.
Шингэн хлор асгарсан үед асгарсан газрыг шороон ханаар хашаалж, шохойн сүү, содын үнс, идэмхий натри эсвэл усаар дүүргэнэ. 1 тонн шингэн хлорыг саармагжуулахын тулд 0.6-0.9 тонн ус буюу 0.5-0.8 тонн уусмал шаардлагатай. 1 тонн шингэн хлорыг саармагжуулахад 22-25 тонн уусмал буюу 333-500 тонн ус шаардлагатай.
Ус эсвэл уусмалыг шүршихийн тулд услах, гал унтраах машин, автомат цэнэглэх станц (ATs, PM-130, ARS-14, ARS-15), түүнчлэн химийн аюултай байгууламжид байдаг цорго, тусгай системийг ашигладаг.
Дүгнэлт
Лабораторийн аргаар олж авсан хлорын хэмжээ нь энэ бүтээгдэхүүний байнга өсөн нэмэгдэж буй эрэлт хэрэгцээтэй харьцуулахад маш бага байдаг тул тэдгээрийн харьцуулсан дүн шинжилгээ хийх нь утгагүй юм.
Цахилгаан химийн үйлдвэрлэлийн аргуудаас хамгийн хялбар бөгөөд хамгийн тохиромжтой нь шингэн (мөнгөн ус) катодын электролиз боловч энэ арга нь сул тал биш юм. Энэ нь металл мөнгөн ус, хлорын хийн ууршилт, алдагдлын улмаас байгаль орчинд ихээхэн хохирол учруулдаг.
Хатуу катод бүхий электролизерууд нь хүрээлэн буй орчныг мөнгөн усаар бохирдуулах эрсдэлийг арилгадаг. Шинэ үйлдвэрлэлийн байгууламжид диафрагм ба мембран электролизерийг сонгохдоо илүү хэмнэлттэй бөгөөд өндөр чанартай эцсийн бүтээгдэхүүн авах боломжийг олгодог тул сүүлийнхийг ашиглах нь зүйтэй.
Ном зүй
1.Зарецкий С.А., Сучков В.Н., Животинский П.Б. Органик бус бодис ба химийн гүйдлийн эх үүсвэрийн цахилгаан химийн технологи: Техникийн сургуулийн оюутнуудад зориулсан сурах бичиг. М..: Илүү өндөр. Сургууль, 1980. 423 х.
2.Мазанко А.Ф., Камарян Г.М., Ромашин О.П.. Үйлдвэрийн мембраны электролиз. М.: "Хими" хэвлэлийн газар, 1989. 240 х.
.Pozin M.E. Ашигт малтмалын давсны технологи (бордоо, пестицид, үйлдвэрлэлийн давс, исэл ба хүчил), 1-р хэсэг, хэвлэл. 4, илч. Л., "Хими" хэвлэлийн газар, 1974. 792 х.
.Фиошин М.Я., Павлов В.Н. Органик бус химийн электролиз. М.: "Наука" хэвлэлийн газар, 1976. 106 х.
.Якименко L. M. Хлор, идэмхий натри, органик бус хлорын бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх. М.: "Хими" хэвлэлийн газар, 1974. 600 х.
Интернет эх сурвалжууд
6.Хлор үйлдвэрлэх, хадгалах, тээвэрлэх, ашиглах аюулгүй ажиллагааны дүрэм // URL: #"justify">7. Онцгой байдлын химийн аюултай бодис // URL: #"justify">. Хлор: програм // URL: #"justify">.
(Паулингийн хэлснээр)
/см³
Хлор (χλωρός - ногоон) - долдугаар бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элемент, Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн системийн гурав дахь үе, атомын дугаар 17. Cl (лат. Chlorum) тэмдгээр тэмдэглэгдсэн. Химийн идэвхтэй металл бус . Энэ нь галогенийн бүлгийн нэг хэсэг юм (анх "галоген" нэрийг Германы химич Швайгер хлорын хувьд ашигласан [шууд утгаараа "галоген" гэдэг нь давс гэж орчуулагддаг), гэхдээ энэ нь түүнийг барьж аваагүй бөгөөд дараа нь VII бүлэгт түгээмэл болсон. хлор агуулсан элементүүд).
Хлор энгийн бодис (CAS дугаар: 7782-50-5) хэвийн нөхцөлд шаргал ногоон өнгөтэй, хурц үнэртэй хортой хий юм. Хоёр атомт хлорын молекул (томьёо Cl2).
Хлорын атомын диаграм
Хлорыг анх 1772 онд Шееле олж авсан бөгөөд пиролюзит нь давсны хүчилтэй харилцан үйлчлэх үед түүний ялгаралтыг пиролюзитийн тухай өгүүлэлдээ дүрсэлсэн байдаг.
4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O
Scheele хлорын үнэртэй төстэй, аква региа, алт, циннабартай урвалд орох чадвар, цайруулах шинж чанарыг тэмдэглэв.
Гэсэн хэдий ч Шееле тэр үед химийн салбарт давамгайлж байсан флогистоны онолын дагуу хлорыг давсны хүчил, өөрөөр хэлбэл давсны хүчлийн исэл гэж үздэг. Бертолле, Лавуазье нар хлорыг муриа элементийн исэл гэж үзсэн боловч давсны давсыг электролизээр натри, хлор болгон задалж чадсан Дэвигийн ажил хүртэл түүнийг тусгаарлах оролдлого амжилтгүй болсон.
Байгаль дахь тархалт
Байгальд хлорын хоёр изотоп байдаг: 35 Кл ба 37 Кл. Дэлхийн царцдас дахь хлор нь хамгийн түгээмэл галоген юм. Хлор нь маш идэвхтэй байдаг - энэ нь тогтмол системийн бараг бүх элементүүдтэй шууд нийлдэг. Тиймээс байгальд энэ нь зөвхөн эрдэст нэгдлүүдийн хэлбэрээр байдаг: галит NaCl, sylvite KCl, sylvinite KCl NaCl, бисофит MgCl 2 6H2O, карналлит KCl MgCl 2 6H 2 O, кайнит KCl MgSO 4 3H2. хлорын нөөц нь далай, далай тэнгисийн усны давсанд агуулагддаг.
Хлор нь дэлхийн царцдасын нийт атомын 0.025%, хлорын кларкийн тоо 0.19%, мөн Хүний биежингийн 0.25% хлорын ион агуулдаг. Хүн, амьтны биед хлор нь голчлон эс хоорондын шингэнд (цусыг оруулаад) агуулагддаг бөгөөд осмосын процессыг зохицуулах, түүнчлэн мэдрэлийн эсийн үйл ажиллагаатай холбоотой үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Изотопын найрлага
Байгальд хлорын 2 тогтвортой изотоп байдаг: массын тоо нь 35 ба 37. Тэдний агууламжийн эзлэх хувь 75.78% ба 24.22% байна.
| Изотоп | Харьцангуй масс, a.m.u. | Хагас амьдрал | Эвдрэлийн төрөл | Цөмийн эргэлт |
|---|---|---|---|---|
| 35 Кл | 34.968852721 | Тогтвортой | — | 3/2 |
| 36 Кл | 35.9683069 | 301000 жил | 36 Ar дахь β задрал | 0 |
| 37 Кл | 36.96590262 | Тогтвортой | — | 3/2 |
| 38 Кл | 37.9680106 | 37.2 минут | 38 Ar дахь β задрал | 2 |
| 39 Кл | 38.968009 | 55.6 минут | β задрал нь 39 Ar | 3/2 |
| 40Cl | 39.97042 | 1.38 минут | 40 Ar-д β задрал | 2 |
| 41Кл | 40.9707 | 34 с | 41 Ar дахь β задрал | |
| 42 Кл | 41.9732 | 46.8 сек | 42 Ar дахь β задрал | |
| 43 Кл | 42.9742 | 3.3 сек | 43 Ар дахь β задрал |
Физик ба физик-химийн шинж чанарууд
Ердийн нөхцөлд хлор нь амьсгал боогдох үнэртэй шар-ногоон хий юм. Түүний зарим физик шинж чанарыг хүснэгтэд үзүүлэв.
Хлорын зарим физик шинж чанарууд
| Өмч | Утга |
|---|---|
| Буцалж буй температур | -34 ° C |
| Хайлах температур | -101 ° C |
| Задрах температур (атомуудад задрах) |
~1400°C |
| Нягт (хий, N.s.) | 3.214 г/л |
| Атомын электрон хамаарал | 3.65 эВ |
| Эхний иончлолын энерги | 12.97 эВ |
| Дулааны багтаамж (298 К, хий) | 34.94 (Ж/моль К) |
| Чухал температур | 144 ° C |
| Чухал дарамт | 76 атм |
| Стандарт формацийн энтальпи (298 К, хий) | 0 (кЖ/моль) |
| Стандарт формацийн энтропи (298 К, хий) | 222.9 (Ж/моль К) |
| Хайлах энтальпи | 6.406 (кЖ/моль) |
| Буцалгах энтальпи | 20.41 (кЖ/моль) |
Хөргөх үед хлор нь ойролцоогоор 239 К-ийн температурт шингэн болж хувирдаг бөгөөд дараа нь 113 К-ээс доош температурт энэ нь орон зайн бүлэгтэй орторомб тор болж талсждаг. Cmcaба параметрүүд a=6.29 b=4.50, c=8.21. 100 К-ээс доош бол талст хлорын орторомбын өөрчлөлт нь орон зайн бүлэгтэй тетрагональ болж хувирдаг. P4 2/ncmба торны параметрүүд a=8.56 ба c=6.12.
Уусах чадвар
| Уусгагч | Уусах чадвар г/100 гр |
|---|---|
| Бензол | Уусъя |
| Ус (0 °C) | 1,48 |
| Ус (20 ° C) | 0,96 |
| Ус (25 °C) | 0,65 |
| Ус (40 ° C) | 0,46 |
| Ус (60°C) | 0,38 |
| Ус (80 °C) | 0,22 |
| Нүүрстөрөгчийн дөрвөн хлорид (0 ° C) | 31,4 |
| Нүүрстөрөгчийн дөрвөн хлорид (19 ° C) | 17,61 |
| Нүүрстөрөгчийн дөрвөн хлорид (40 ° C) | 11 |
| Хлороформ | Сайн уусдаг |
| TiCl 4, SiCl 4, SnCl 4 | Уусъя |
Гэрэлд эсвэл халах үед энэ нь радикал механизмын дагуу устөрөгчтэй идэвхтэй (заримдаа дэлбэрэлт) урвалд ордог. 5.8-88.3% устөрөгч агуулсан хлор, устөрөгчийн холимог нь цацраг туяагаар дэлбэрч, устөрөгчийн хлорид үүсгэдэг. Бага хэмжээний концентрацитай хлор ба устөрөгчийн холимог нь өнгөгүй эсвэл шар-ногоон дөлөөр шатдаг. Устөрөгч-хлорын дөл хамгийн их температур 2200 ° C:
Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2 Cl 2 + 3F 2 (жишээ нь) → 2ClF 3
Бусад шинж чанарууд
Cl 2 + CO → COCl 2Ус эсвэл шүлтлэгт ууссан үед хлор нь дисмутацид орж, гипохлорт (мөн халах үед перхлорт) ба давсны хүчил, эсвэл тэдгээрийн давс үүсгэдэг.
Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O 4NH 3 + 3Cl 2 → NCl + 3NH 3 4Cl
Хлорын исэлдүүлэх шинж чанар
Cl 2 + H 2 S → 2HCl + SОрганик бодисуудтай урвал
CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 6-x Cl x + HClОлон төрлийн холбоогоор ханаагүй нэгдлүүдтэй холбогддог.
CH 2 =CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl
Үнэрт нэгдлүүд нь катализаторын дэргэд устөрөгчийн атомыг хлороор сольдог (жишээлбэл, AlCl 3 эсвэл FeCl 3):
C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl
Хлор үйлдвэрлэх хлорын аргууд
Аж үйлдвэрийн арга
Эхэндээ хлор үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн арга нь Scheele арга, өөрөөр хэлбэл пиролузитын давсны хүчилтэй урвалд суурилсан байв.
MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O 2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Анод: 2Cl - - 2е - → Cl 2 0 Катод: 2H 2 O + 2e - 2OH-
Усны электролиз нь натрийн хлоридын электролизтэй зэрэгцээ явагддаг тул ерөнхий тэгшитгэлийг дараах байдлаар илэрхийлж болно.
1.80 NaCl + 0.50 H 2 O → 1.00 Cl 2 + 1.10 NaOH + 0.03 H 2
Хлор үйлдвэрлэх цахилгаан химийн аргын гурван хувилбарыг ашигладаг. Тэдгээрийн хоёр нь хатуу катодын электролиз юм: диафрагм ба мембран арга, гурав дахь нь шингэн катодын электролиз (мөнгөн ус үйлдвэрлэх арга). Цахилгаан химийн үйлдвэрлэлийн аргуудын дотроос хамгийн хялбар бөгөөд хамгийн тохиромжтой арга бол мөнгөн усны катодоор электролиз хийх боловч энэ арга нь металл мөнгөн усны ууршилт, алдагдлын үр дүнд байгаль орчинд ихээхэн хор хөнөөл учруулдаг.
Хатуу катодтой диафрагмын арга
Электролизерийн хөндий нь сүвэрхэг асбестын хуваалт - диафрагмаар хуваагддаг катод ба анодын зайд электролизерийн катод ба анод тус тус байрладаг. Тиймээс ийм электролизерийг ихэвчлэн диафрагм гэж нэрлэдэг бөгөөд үйлдвэрлэлийн арга нь диафрагмын электролиз юм. Диафрагмын электролизерын анодын орон зайд ханасан анолитын урсгал (NaCl уусмал) тасралтгүй урсдаг. Цахилгаан химийн процессын үр дүнд галитын задралын улмаас анод дээр хлор, усны задралын улмаас катодын устөрөгч ялгардаг. Энэ тохиолдолд катодын ойролцоох бүсийг натрийн гидроксидоор баяжуулна.
Хатуу катодтой мембран арга
Мембраны арга нь үндсэндээ диафрагмын аргатай төстэй боловч анод ба катодын зайг катион солилцооны полимер мембранаар тусгаарладаг. Мембран үйлдвэрлэх арга нь диафрагмын аргаас илүү үр дүнтэй боловч хэрэглэхэд илүү төвөгтэй байдаг.
Шингэн катодтой мөнгөн усны арга
Уг процесс нь харилцан холболтоор холбогдсон электролизер, задлагч, мөнгөн усны шахуургаас бүрдэх электролитийн ваннд явагддаг. Электролитийн ваннд мөнгөн ус нь мөнгөн усны шахуургын нөлөөн дор эргэлдэж, электролизер болон задлагчаар дамждаг. Электролизерийн катод нь мөнгөн усны урсгал юм. Анодууд - бал чулуу эсвэл элэгдэл багатай. Мөнгөн устай хамт анолитын урсгал - натрийн хлоридын уусмал электролизероор тасралтгүй урсдаг. Хлоридын цахилгаан химийн задралын үр дүнд анод дээр хлорын молекулууд үүсдэг ба катод дээр ялгарсан натри мөнгөн усанд уусч амальгам үүсгэдэг.
Лабораторийн аргууд
Лабораторид хлорыг үйлдвэрлэхийн тулд устөрөгчийн хлоридыг хүчтэй исэлдүүлэгч бодисоор (жишээлбэл, манганы (IV) исэл, калийн перманганат, калийн бихромат) исэлдүүлэхэд үндэслэсэн процессыг ихэвчлэн ашигладаг.
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
Хлор хадгалах
Үйлдвэрлэсэн хлорыг тусгай "цистернд" хадгалдаг эсвэл ган цилиндрт шахдаг өндөр даралт. Даралтын дор шингэн хлор агуулсан цилиндр нь тусгай өнгөтэй байдаг - намаг өнгөтэй. Хлорын цилиндрийг удаан хугацаагаар ашиглах үед тэдгээрийн дотор маш их тэсрэх аюултай азотын трихлорид хуримтлагддаг тул хлорын цилиндрийг үе үе угааж, азотын хлоридыг цэвэрлэж байх ёстой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Хлорын чанарын стандартууд
ГОСТ 6718-93 стандартын дагуу “Шингэн хлор. Техникийн үзүүлэлтүүд"-ийн дагуу дараах төрлийн хлорыг үйлдвэрлэдэг
Өргөдөл
Хлорыг олон салбар, шинжлэх ухаан, ахуйн хэрэгцээнд ашигладаг.
- Поливинил хлорид, хуванцар нэгдлүүд, синтетик резин үйлдвэрлэхэд: утас тусгаарлагч, цонхны профиль, сав баглаа боодлын материал, хувцас, гутал, хулдаас болон пянз, лак, тоног төхөөрөмж, хөөс хуванцар, тоглоом, багаж хэрэгслийн эд анги, барилгын материал. Поливинил хлорид нь винил хлоридын полимержих замаар үйлдвэрлэгддэг бөгөөд өнөөдөр ихэвчлэн этиленээс хлорын тэнцвэржүүлсэн аргаар завсрын 1,2-дихлорэтанаар гаргаж авдаг.
- Хлорын цайруулах шинж чанар нь удаан хугацааны туршид мэдэгдэж байсан боловч хлор өөрөө "цайруулдаг" биш, харин гипохлорт хүчил задрах явцад үүсдэг атомын хүчилтөрөгч: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl. + О.. Даавуу, цаас, картон зэргийг цайруулах энэ аргыг хэдэн зууны турш хэрэглэж ирсэн.
- Органик хлорын шавьж устгах бодис үйлдвэрлэх - газар тариаланд хортой шавьж устгах бодис, гэхдээ ургамалд аюулгүй байдаг. Үйлдвэрлэсэн хлорын нэлээд хэсгийг ургамал хамгааллын бүтээгдэхүүн авахад зарцуулдаг. Хамгийн чухал шавьж устгах бодисуудын нэг бол гексахлорциклогексан (ихэвчлэн гексахлоран гэж нэрлэдэг) юм. Энэ бодисыг анх 1825 онд Фарадей нийлэгжүүлсэн боловч 100 гаруй жилийн дараа буюу манай зууны 30-аад оны үед практик хэрэглээгээ олсон байна.
- Үүнийг химийн дайны бодис болгон ашиглаж байсан бөгөөд бусад химийн дайны бодисуудыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг байсан: гичийн хий, фосген.
- Усыг халдваргүйжүүлэх - "хлоржуулах". Ундны усыг ариутгах хамгийн түгээмэл арга; Энэ нь чөлөөт хлор ба түүний нэгдлүүдийн исэлдэлтийн процессыг идэвхжүүлдэг бичил биетний ферментийн системийг дарангуйлах чадварт суурилдаг. Ундны усыг халдваргүйжүүлэхийн тулд дараахь зүйлийг ашигладаг: хлор, хлорын давхар исэл, хлорамин, цайруулагч. SanPiN 2.1.4.1074-01 төвлөрсөн усан хангамжийн ундны усан дахь чөлөөт үлдэгдэл хлорын зөвшөөрөгдөх агууламжийн дараах хязгаарыг (коридор) тогтооно 0.3 - 0.5 мг / л. ОХУ-ын хэд хэдэн эрдэмтэд, тэр байтугай улс төрчид цоргоны усыг хлоржуулах үзэл баримтлалыг шүүмжилдэг боловч хлорын нэгдлүүдийг халдваргүйжүүлэхээс өөр хувилбар санал болгож чадахгүй байна. Ус дамжуулах хоолойг хийсэн материал нь хлоржуулсан цоргоны устай харилцан адилгүй байдаг. Цоргоны усанд агуулагдах чөлөөт хлор нь полиолефин дээр суурилсан дамжуулах хоолойн ашиглалтын хугацааг эрс багасгадаг: янз бүрийн төрлийн полиэтилен хоолой, түүний дотор хөндлөн холбоос бүхий полиэтилен, PEX (PE-X) гэж нэрлэгддэг том хэмжээтэй хоолой. АНУ-д хлоржуулсан устай усан хангамжийн системд ашиглах полимер материалаар хийсэн дамжуулах хоолойг нэвтрүүлэхийг хянахын тулд хоолой, мембран, араг ясны булчинтай холбоотой ASTM F2023 гэсэн 3 стандартыг нэвтрүүлэх шаардлагатай болсон. Эдгээр сувгууд нь шингэний хэмжээ, трансепителийн ионы тээвэрлэлт, мембраны потенциалыг тогтворжуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд эсийн рН-ийг хадгалахад оролцдог. Хлор нь дотоод эрхтний эд, арьс, араг ясны булчинд хуримтлагддаг. Хлор нь ихэвчлэн бүдүүн гэдсэнд шингэдэг. Хлорын шингээлт, ялгаралт нь натрийн ион ба бикарбонатуудтай нягт холбоотой бөгөөд бага хэмжээгээр минералокортикоидууд ба Na + / K + -ATPase-ийн үйл ажиллагаатай холбоотой байдаг. Бүх хлорын 10-15% нь эсэд хуримтлагддаг бөгөөд үүний 1/3-аас 1/2 нь цусны улаан эсэд байдаг. Хлорын 85 орчим хувь нь эсийн гаднах орон зайд байдаг. Хлор нь биеэс гол төлөв шээс (90-95%), ялгадас (4-8%), арьсаар (2% хүртэл) ялгардаг. Хлорын ялгаралт нь натри, калийн ионуудтай холбоотой бөгөөд HCO 3 - (хүчил-суурь тэнцвэр) -тэй харилцан адилгүй байдаг.
Хүн өдөрт 5-10 г NaCl хэрэглэдэг.Хүний хамгийн бага хлорын хэрэгцээ өдөрт 800 мг байна. Хүүхэд 11 ммоль/л хлор агуулсан эхийн сүүгээр дамжуулан шаардлагатай хэмжээний хлорыг авдаг. NaCl нь ходоодонд давсны хүчил үүсгэхэд зайлшгүй шаардлагатай бөгөөд энэ нь хоол боловсруулалтыг дэмжиж, эмгэг төрүүлэгч бактерийг устгадаг. Одоогийн байдлаар хүний тодорхой өвчин үүсэхэд хлорын оролцоо сайн судлагдаагүй байгаа нь гол төлөв цөөн тооны судалгаатай холбоотой юм. Хлорын өдөр тутмын хэрэглээний талаархи зөвлөмжийг ч боловсруулаагүй гэж хэлэхэд хангалттай. Хүний булчингийн эдэд 0.20-0.52% хлор, ясны эд - 0.09%; цусан дахь - 2.89 г/л. Дундаж хүний биед (биеийн жин 70 кг) 95 гр хлор агуулагддаг. Өдөр бүр хүн хоол хүнснээс 3-6 г хлор хүлээн авдаг бөгөөд энэ нь энэ элементийн хэрэгцээг нөхдөг.
Хлорын ионууд нь ургамлын хувьд амин чухал юм. Хлор нь исэлдэлтийн фосфоржилтыг идэвхжүүлснээр ургамлын энергийн солилцоонд оролцдог. Энэ нь тусгаарлагдсан хлоропластуудын фотосинтезийн явцад хүчилтөрөгч үүсэхэд шаардлагатай бөгөөд фотосинтезийн туслах үйл явцыг, ялангуяа энерги хуримтлуулахтай холбоотой үйл явцыг өдөөдөг. Хлор нь хүчилтөрөгч, кали, кальци, магнийн нэгдлүүдийг үндэсээр шингээхэд эерэг нөлөө үзүүлдэг. Ургамал дахь хлорын ионуудын хэт их концентраци нь сөрөг талтай байж болно, жишээлбэл, хлорофилийн агууламжийг бууруулж, фотосинтезийн идэвхийг бууруулж, ургамлын өсөлт, хөгжлийг удаашруулдаг Баскунчак хлор). Хлор бол хамгийн анхны химийн бодисуудын нэг юм
— Аналитик лабораторийн тоног төхөөрөмж, лабораторийн болон үйлдвэрлэлийн электродуудыг ашиглах, тухайлбал: Cl- ба K+-ийн агууламжийг шинжилдэг ESR-10101 лавлагаа электродууд.
Хлорын асуулгууд, бид хлорын асуулгаар олддог
Хлорын харилцан үйлчлэл, хордлого, ус, урвал, үйлдвэрлэл
- исэл
- шийдэл
- хүчил
- холболтууд
- шинж чанарууд
- тодорхойлолт
- давхар исэл
- томъёо
- жин
- идэвхтэй
- шингэн
- бодис
- програм
- үйлдэл
- исэлдэлтийн төлөв
- гидроксид
Хлорын физик шинж чанарыг харгалзан үздэг: хлорын нягт, түүний дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, хувийн дулаан, янз бүрийн температурт динамик зуурамтгай чанар. Cl 2-ийн физик шинж чанарыг энэ галогенийн шингэн, хатуу, хийн төлөвт зориулсан хүснэгт хэлбэрээр үзүүлэв.
Хлорын үндсэн физик шинж чанарууд
Хлор нь элементүүдийн үелэх системийн 3-р үеийн VII бүлгийн 17 дугаарт багтдаг. Галогенийн дэд бүлэгт багтдаг, харьцангуй атом ба молекулын масс нь 35.453 ба 70.906 байна. -30 хэмээс дээш температурт хлор нь хурц, цочромтгой үнэртэй, ногоон шаргал өнгөтэй хий юм. Энэ нь хэвийн даралтаар (1.013·10 5 Па) -34°С хүртэл хөргөхөд амархан шингэрч, -101°С-т хатуурдаг тунгалаг шар шингэнийг үүсгэдэг.
Химийн өндөр идэвхжилтэй тул чөлөөт хлор нь байгальд байдаггүй, зөвхөн нэгдлүүд хэлбэрээр байдаг. Энэ нь голчлон галит () эрдэсээс олддог бөгөөд сильвит (KCl), карналлит (KCl MgCl 2 6H 2 O), сильвинит (KCl NaCl) зэрэг эрдсийн нэг хэсэг юм. Дэлхийн царцдас дахь хлорын агууламж дэлхийн царцдасын нийт атомын 0.02% -д ойртдог бөгөөд энэ нь 35 Cl ба 37 Cl гэсэн хоёр изотоп хэлбэрээр 75.77% 35 Cl ба 24.23% 37 Cl харьцаатай байдаг. .
| Өмч | Утга |
|---|---|
| Хайлах цэг, ° C | -100,5 |
| Буцлах цэг, ° C | -30,04 |
| Чухал температур, ° C | 144 |
| Чухал даралт, Па | 77.1 10 5 |
| Критик нягт, кг/м 3 | 573 |
| Хийн нягт (0°С ба 1.013 10 5 Па), кг/м 3 | 3,214 |
| Уурын ханасан нягт (0°С ба 3.664 10 5 Па), кг/м 3 | 12,08 |
| Шингэн хлорын нягт (0°С ба 3.664 10 5 Па), кг/м 3 | 1468 |
| Шингэн хлорын нягт (15.6°С ба 6.08 10 5 Па) кг/м 3 | 1422 |
| Хатуу хлорын нягт (-102°С), кг/м 3 | 1900 |
| Агаар дахь хийн харьцангуй нягт (0°С ба 1.013 10 5 Па) | 2,482 |
| Агаар дахь ханасан уурын харьцангуй нягт (0°С ба 3.664 10 5 Па) | 9,337 |
| Шингэн хлорын 0°С-ийн харьцангуй нягт (4°С-ийн устай харьцуулахад) | 1,468 |
| Хийн хувийн эзэлхүүн (0°С ба 1.013 10 5 Па), м 3 / кг | 0,3116 |
| Ханасан уурын хувийн эзэлхүүн (0°С ба 3.664 10 5 Па), м 3 / кг | 0,0828 |
| Шингэн хлорын хувийн эзэлхүүн (0°С ба 3.664 10 5 Па), м 3 /кг | 0,00068 |
| Хлорын уурын даралт 0°С, Па | 3.664 10 5 |
| 20°С температурт хийн динамик зуурамтгай чанар, 10 -3 Па с | 0,013 |
| Шингэн хлорын динамик зуурамтгай чанар 20°С, 10 -3 Па с. | 0,345 |
| Хатуу хлорын хайлуулах дулаан (хайлах цэгт), кЖ/кг | 90,3 |
| Ууршилтын дулаан (буцлах цэг дээр), кЖ/кг | 288 |
| Сублимацын дулаан (хайлах цэг дээр), кЖ/моль | 29,16 |
| Молийн дулаан багтаамж C p хийн (-73…5727°C-д), Ж/(моль К) | 31,7…40,6 |
| Шингэн хлорын молийн дулаан багтаамж C p (-101…-34°C), Ж/(моль К) | 67,1…65,7 |
| Хийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр 0°С, Вт/(м К) | 0,008 |
| Шингэн хлорын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр 30°С, Вт/(м К) | 0,62 |
| Хийн энтальпи, кЖ/кг | 1,377 |
| Ханасан уурын энтальпи, кЖ/кг | 1,306 |
| Шингэн хлорын энтальпи, кЖ/кг | 0,879 |
| 14°С-ийн хугарлын илтгэгч | 1,367 |
| -70°С, С/м-ийн хувийн цахилгаан дамжуулах чадвар | 10 -18 |
| Электрон хамаарал, кЖ/моль | 357 |
| Иончлолын энерги, кЖ/моль | 1260 |
Хлорын нягт
Ердийн нөхцөлд хлор нь ойролцоогоор 2.5 дахин их нягттай хүнд хий юм. Хийн болон шингэн хлорын нягт хэвийн нөхцөлд (0°С-д) 3.214 ба 1468 кг/м3-тай тэнцүү байна.. Шингэн эсвэл хийн хлорыг халаах үед дулааны тэлэлтийн улмаас эзлэхүүн ихэссэний улмаас нягтрал нь буурдаг.
Хлорын хийн нягт
Хүснэгтэнд янз бүрийн температур (-30-аас 140 ° C хүртэл) болон хэвийн атмосферийн даралт (1.013·10 5 Па) дахь хийн төлөвт хлорын нягтыг харуулав. Хлорын нягт нь температурын дагуу өөрчлөгддөг - халах үед буурдаг. Жишээлбэл, 20°С-т хлорын нягт 2.985 кг/м3 байна, мөн энэ хийн температур 100 ° C хүртэл нэмэгдэхэд нягтын утга 2.328 кг / м 3 хүртэл буурдаг.
| t, °С | ρ, кг/м 3 | t, °С | ρ, кг/м 3 |
|---|---|---|---|
| -30 | 3,722 | 60 | 2,616 |
| -20 | 3,502 | 70 | 2,538 |
| -10 | 3,347 | 80 | 2,464 |
| 0 | 3,214 | 90 | 2,394 |
| 10 | 3,095 | 100 | 2,328 |
| 20 | 2,985 | 110 | 2,266 |
| 30 | 2,884 | 120 | 2,207 |
| 40 | 2,789 | 130 | 2,15 |
| 50 | 2,7 | 140 | 2,097 |
Даралт ихсэх тусам хлорын нягт нэмэгддэг. Доорх хүснэгтэд хлорын хийн нягтыг -40-аас 1400С-ийн температурт, 26.6·10 5-аас 213·10 5 Па хүртэлх даралтыг харуулав. Даралт нэмэгдэхийн хэрээр хийн төлөвт хлорын нягт пропорциональ хэмжээгээр нэмэгддэг. Жишээлбэл, 100С-ийн температурт хлорын даралтыг 53.2·10 5-аас 106.4·10 5 Па хүртэл нэмэгдүүлэх нь энэ хийн нягтыг хоёр дахин нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.
| ↓ т, °С | P, кПа → | 26,6 | 53,2 | 79,8 | 101,3 |
|---|---|---|---|---|
| -40 | 0,9819 | 1,996 | — | — |
| -30 | 0,9402 | 1,896 | 2,885 | 3,722 |
| -20 | 0,9024 | 1,815 | 2,743 | 3,502 |
| -10 | 0,8678 | 1,743 | 2,629 | 3,347 |
| 0 | 0,8358 | 1,678 | 2,528 | 3,214 |
| 10 | 0,8061 | 1,618 | 2,435 | 3,095 |
| 20 | 0,7783 | 1,563 | 2,35 | 2,985 |
| 30 | 0,7524 | 1,509 | 2,271 | 2,884 |
| 40 | 0,7282 | 1,46 | 2,197 | 2,789 |
| 50 | 0,7055 | 1,415 | 2,127 | 2,7 |
| 60 | 0,6842 | 1,371 | 2,062 | 2,616 |
| 70 | 0,6641 | 1,331 | 2 | 2,538 |
| 80 | 0,6451 | 1,292 | 1,942 | 2,464 |
| 90 | 0,6272 | 1,256 | 1,888 | 2,394 |
| 100 | 0,6103 | 1,222 | 1,836 | 2,328 |
| 110 | 0,5943 | 1,19 | 1,787 | 2,266 |
| 120 | 0,579 | 1,159 | 1,741 | 2,207 |
| 130 | 0,5646 | 1,13 | 1,697 | 2,15 |
| 140 | 0,5508 | 1,102 | 1,655 | 2,097 |
| ↓ т, °С | P, кПа → | 133 | 160 | 186 | 213 |
|---|---|---|---|---|
| -20 | 4,695 | 5,768 | — | — |
| -10 | 4,446 | 5,389 | 6,366 | 7,389 |
| 0 | 4,255 | 5,138 | 6,036 | 6,954 |
| 10 | 4,092 | 4,933 | 5,783 | 6,645 |
| 20 | 3,945 | 4,751 | 5,565 | 6,385 |
| 30 | 3,809 | 4,585 | 5,367 | 6,154 |
| 40 | 3,682 | 4,431 | 5,184 | 5,942 |
| 50 | 3,563 | 4,287 | 5,014 | 5,745 |
| 60 | 3,452 | 4,151 | 4,855 | 5,561 |
| 70 | 3,347 | 4,025 | 4,705 | 5,388 |
| 80 | 3,248 | 3,905 | 4,564 | 5,225 |
| 90 | 3,156 | 3,793 | 4,432 | 5,073 |
| 100 | 3,068 | 3,687 | 4,307 | 4,929 |
| 110 | 2,985 | 3,587 | 4,189 | 4,793 |
| 120 | 2,907 | 3,492 | 4,078 | 4,665 |
| 130 | 2,832 | 3,397 | 3,972 | 4,543 |
| 140 | 2,761 | 3,319 | 3,87 | 4,426 |
Шингэн хлорын нягт
Шингэн хлор нь харьцангуй нарийн температурын хязгаарт байж болох бөгөөд хил хязгаар нь хасах 100.5-аас 144 хэм хүртэл (өөрөөр хэлбэл хайлах цэгээс эгзэгтэй температур хүртэл) оршдог. 144 хэмээс дээш температурт хлор нь ямар ч даралтын дор шингэн төлөвт хувирдаггүй. Энэ температурын хязгаарт шингэн хлорын нягт 1717-573 кг/м3 хооронд хэлбэлздэг.
| t, °С | ρ, кг/м 3 | t, °С | ρ, кг/м 3 |
|---|---|---|---|
| -100 | 1717 | 30 | 1377 |
| -90 | 1694 | 40 | 1344 |
| -80 | 1673 | 50 | 1310 |
| -70 | 1646 | 60 | 1275 |
| -60 | 1622 | 70 | 1240 |
| -50 | 1598 | 80 | 1199 |
| -40 | 1574 | 90 | 1156 |
| -30 | 1550 | 100 | 1109 |
| -20 | 1524 | 110 | 1059 |
| -10 | 1496 | 120 | 998 |
| 0 | 1468 | 130 | 920 |
| 10 | 1438 | 140 | 750 |
| 20 | 1408 | 144 | 573 |
Хлорын хувийн дулаан багтаамж
0-ээс 1200°С хүртэлх температурын хязгаарт хлорын хийн C p-ийн хувийн дулааны багтаамжийг кЖ/(кг К) ба хэвийн атмосферийн даралтыг дараах томъёогоор тооцоолж болно.
Энд T нь хлорын үнэмлэхүй температурыг Кельвин градусаар илэрхийлнэ.
Ердийн нөхцөлд хлорын хувийн дулаан багтаамж нь 471 Ж/(кг К) бөгөөд халах үед нэмэгддэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. 500 ° C-аас дээш температурт дулааны багтаамжийн өсөлт нь ач холбогдолгүй болж, өндөр температурт хлорын хувийн дулаан бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
Дээрх томъёог ашиглан хлорын хувийн дулааныг тооцоолох үр дүнг хүснэгтэд үзүүлэв (тооцооны алдаа нь ойролцоогоор 1%).
| t, °С | C p , J/(кг К) | t, °С | C p , J/(кг К) |
|---|---|---|---|
| 0 | 471 | 250 | 506 |
| 10 | 474 | 300 | 508 |
| 20 | 477 | 350 | 510 |
| 30 | 480 | 400 | 511 |
| 40 | 482 | 450 | 512 |
| 50 | 485 | 500 | 513 |
| 60 | 487 | 550 | 514 |
| 70 | 488 | 600 | 514 |
| 80 | 490 | 650 | 515 |
| 90 | 492 | 700 | 515 |
| 100 | 493 | 750 | 515 |
| 110 | 494 | 800 | 516 |
| 120 | 496 | 850 | 516 |
| 130 | 497 | 900 | 516 |
| 140 | 498 | 950 | 516 |
| 150 | 499 | 1000 | 517 |
| 200 | 503 | 1100 | 517 |
Үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт хлор нь хатуу төлөвт байдаг бөгөөд бага хувийн дулаан багтаамжтай байдаг (19 Ж/(кг К)). Хатуу Cl 2-ийн температур нэмэгдэхийн хэрээр түүний дулааны багтаамж нэмэгдэж, хасах 143 ° C-д 720 Ж/(кг К) утгад хүрнэ.
Шингэн хлор нь 0-ээс -90 градусын температурт 918...949 Ж/(кг К) дулааны хувийн багтаамжтай. Хүснэгтээс харахад шингэн хлорын хувийн дулааны багтаамж нь хийн хлорынхоос өндөр бөгөөд температур нэмэгдэх тусам буурч байгааг харж болно.
Хлорын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр
Хүснэгтэнд -70-аас 400 хэм хүртэлх температурын хэвийн атмосферийн даралт дахь хлорын хийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийн утгыг харуулав.
Хлорын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь хэвийн нөхцөлд 0.0079 Вт/(м градус) бөгөөд энэ нь ижил температур, даралттай харьцуулахад 3 дахин бага байна. Хлорыг халаах нь түүний дулаан дамжуулалтыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Тиймээс 100 ° C-ийн температурт хлорын энэхүү физик шинж чанарын үнэ цэнэ 0.0114 Вт / (м градус) хүртэл нэмэгддэг.
| t, °С | λ, Вт/(м градус) | t, °С | λ, Вт/(м градус) |
|---|---|---|---|
| -70 | 0,0054 | 50 | 0,0096 |
| -60 | 0,0058 | 60 | 0,01 |
| -50 | 0,0062 | 70 | 0,0104 |
| -40 | 0,0065 | 80 | 0,0107 |
| -30 | 0,0068 | 90 | 0,0111 |
| -20 | 0,0072 | 100 | 0,0114 |
| -10 | 0,0076 | 150 | 0,0133 |
| 0 | 0,0079 | 200 | 0,0149 |
| 10 | 0,0082 | 250 | 0,0165 |
| 20 | 0,0086 | 300 | 0,018 |
| 30 | 0,009 | 350 | 0,0195 |
| 40 | 0,0093 | 400 | 0,0207 |
Хлорын зуурамтгай чанар
20...500°С-ийн температурын муж дахь хийн хлорын динамик зуурамтгай байдлын коэффициентийг дараахь томъёогоор тооцоолж болно.
энд η T нь өгөгдсөн температур T, K дахь хлорын динамик зуурамтгай байдлын коэффициент;
η T 0 - T 0 = 273 К температурт хлорын динамик зуурамтгай байдлын коэффициент (хэвийн нөхцөлд);
C нь Сазерландын тогтмол (хлорын хувьд C = 351).
Хэвийн нөхцөлд хлорын динамик зуурамтгай чанар 0.0123·10 -3 Па·с байна. Халах үед хлорын наалдамхай чанар гэх мэт физик шинж чанар нь илүү өндөр утгыг авдаг.
Шингэн хлорын зуурамтгай чанар нь хийн хлороос хэд дахин өндөр байдаг. Жишээлбэл, 20°С-ийн температурт шингэн хлорын динамик зуурамтгай чанар нь 0.345·10 -3 Па·с утгатай бөгөөд температур нэмэгдэх тусам буурдаг.
Эх сурвалжууд:
- Барков С.А. Галоген ба манганы дэд бүлэг. Д.И.Менделеевийн үелэх системийн VII бүлгийн элементүүд. Оюутнуудад зориулсан гарын авлага. М.: Боловсрол, 1976 - 112 х.
- Физик хэмжигдэхүүнүүдийн хүснэгтүүд. Лавлах. Эд. акад. I. K. Kikoina. М.: Атомиздат, 1976 - 1008 х.
- Якименко Л.М., Пасманик М.И. Хлор, идэмхий натри, хлорын үндсэн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх гарын авлага. Эд. 2-р, нэг. болон бусад М.: Хими, 1976 - 440 х.