Cloro: químicos característica e propriedades físicas

Na natureza, o cloro encontra-se no estado gasoso e apenas sob a forma de compostos com outros gases. Em condições próximas ao normal, é um gás corrosivo cor esverdeada tóxico. Ele carrega mais peso do que o ar. Tem um cheiro doce. molécula de cloro compreende dois átomos. No estado de repouso não queima, mas a temperaturas elevadas engata com hidrogénio, depois do que o risco de explosão. Como resultado, o gás é liberado fosgênio. Muito tóxico. Assim, mesmo em baixas concentrações em ar (0,001 mg por 1 ^dm3) pode causar a morte. A principal característica de estados de cloro metalóide que é mais pesado do que o ar e, consequentemente, irá ser sempre perto do chão sob a forma de uma névoa verde-amarelada.

fatos históricos

Pela primeira vez, na prática, este material foi obtido em 1774 K. Shelee g., Combinando o ácido clorídrico e pirolusite. No entanto, apenas em 1810, P. Davy foi capaz de caracterizar o cloro e para estabelecer que é um elemento químico separado.

Vale a pena notar que, em 1772, Dzhozef Pristli foi capaz de obter cloreto de hidrogénio – composto de cloro com hidrogénio, no entanto, para separar estes dois elementos do químico não poderia.

Caracterização química de cloro

Cloro – elemento químico grupo núcleo VII do grupo tabela periódica. É armazenada no terceiro período, e tem um número atómico 17 (17 protões do núcleo). O metalóide reactivo. letras denotados Cl.

É um representante típico de halogéneos. Este gás, sem cor, mas tem um odor acentuado, pungente. Normalmente tóxico. Todos os halogéneos é bem diluída em água. Em contacto com o ar úmido começar a fumar.

A configuração do átomo de electrões 3s2Zr5 Cl exterior. Por conseguinte, nos compostos dos níveis de oxidação exibe elementos químicos são -1, 1, 3, 4, 5, 6 e 7. O raio covalente do átomo de 0,96Å, raio iónico Cl 1,83 Å, átomo de afinidade electrónica de 3,65 eV, 12,87 eV de grau de ionização.

Como observado acima, o cloro é um não-metal bastante activo que permite a criação de compostos com quase todos os metais (em alguns casos o uso de calor ou pela humidade bromo deslocando) e não-metais. Na forma de pó que reage apenas com metais a temperaturas elevadas.

A temperatura máxima de combustão – 2250 ° C. Uma vez que o oxigénio é capaz de formar óxidos, hipocloritos, cloritos e cloratos. Todos os compostos contendo oxigénio, são explosivos em interacção com as substâncias oxidáveis. Deve notar-se que óxido de cloro pode arbitrariamente explodir enquanto cloratos explodir apenas quando expostas a quaisquer iniciadores.

Característica de cloro em posição no sistema periódico:

• substância simples;
• elemento grupo XVII da tabela periódica;
• o terceiro termo da terceira fila;
• sétimo grupo principal grupo;
• número atômico 17;
• denota símbolo Cl;
• reactivo não-metal;
• é um grupo halogénio;
• em condições próximas ao normal, é um gás venenoso cor verde-amarelado com um odor pungente;
• uma molécula átomo de cloro tem 2 (fórmula Cl _2).

As propriedades físicas do cloro:

• ponto de ebulição: -34,04 ° C;
• Ponto de fusão: -101,5 ° C;
• uma densidade no estado gasoso – 3, 214 g / l;
• a densidade de cloro líquido (período de ebulição) – 1,537 g / cm ^3;
• a densidade de cloro sólido – 1,9 g / ^cm3;
• volume específico – 1,745 x 10 ^{~ 3} l / g.

Cloro: mudanças de temperatura característicos

No estado gasoso tem a capacidade de facilmente liquefeito. A uma pressão de 8 atmosferas e a uma temperatura de 20 ° C, verifica-se como um líquido amarelo-esverdeado. Ele tem um muito elevadas propriedades corrosivas. Como mostra a prática, este elemento químico pode manter o estado líquido até a temperatura crítica (143 ° C), desde que o aumento de pressão.

Se é arrefecida a uma temperatura de -32 ° C, que altera o seu estado físico de um líquido, independentemente da pressão atmosférica. Em abaixamento adicional da temperatura de cristalização ocorre (o expoente -101 ° C).

O cloro na natureza

A crosta cloro terra contém apenas 0,017%. A massa é em gases vulcânicos. Como indicado acima, o material tem uma actividade química maior, de modo que naturalmente ocorre com outros elementos compostos. Em que a pluralidade de minerais contém cloro. elemento característico permite a formação de cerca de uma centena de diferentes minerais. Tipicamente, esta cloretos metálicos.

Além disso, uma grande quantidade está nos oceanos – quase 2%. Isto é devido ao fato de que os cloretos são dissolver ativamente e espalhar com a ajuda de rios e mares. O processo inverso. Cloro lavado de volta para a costa, e então o vento leva-lo através do bairro. É por isso que a maior concentração observada em áreas costeiras. Em áreas áridas do mundo antes nos gás é formada por evaporação de água, pelo que a solução salina aparecer. Anualmente no mundo produz cerca de 100 milhões de toneladas da substância. Isso, no entanto, não é surpreendente, porque há muitos campos que contêm cloro. Característico dele, no entanto, depende em grande parte precisamente da sua localização geográfica.

Métodos para a produção de cloro

Hoje existem vários métodos para a produção de cloro, o mais comum dos quais são os seguintes:

1. Diafragma. É o mais fácil e menos onerosa. A salmoura em uma electrólise diafragma entra no espaço ânodo. Além disso, sobre um cátodo de malha de aço flui para dentro da abertura. Ele contém uma pequena quantidade de fibras poliméricas. Uma característica importante deste dispositivo é contra-corrente. É dirigida a partir do compartimento do ânodo para o cátodo, permitindo separadas recebem e cloro licores.

2. Membrana. O maior eficiência energética, mas a organização slozhnoosuschestvim. Semelhante ao diafragma. A diferença é que o ânodo e cátodo estão completamente espaço separado por uma membrana. Consequentemente, os resultados de saída em dois fluxos separados.

Deve-se notar que a caracterização do produto químico. elemento (cloro) obtido por estes métodos será diferente. Mais "limpo" é considerado como sendo um método de membrana.

3. O método de mercúrio com cátodo líquido. Em comparação com outras tecnologias, esta opção permite que você receba o cloro mais puro.

Diagrama esquemático da instalação consiste na célula e a bomba interligado e o decompositor amálgama. À medida que o cátodo é bombeada com uma solução de mercúrio bomba de sal e um ânodo – carbono ou eléctrodos de grafite. Princípio da instalação é o seguinte: o electrólito é libertado do cloro que é descarregada a partir da célula com anólito. A partir da última impureza é removido e os resíduos de cloro donasyschayut halito e novamente devolvida à electrólise.

Requisitos para a Segurança ea produção não rentável levou à substituição de um líquido cátodo sólido.

A utilização de cloro em aplicações industriais

cloro activo propriedades permitem a sua utilização na indústria. Com este elemento químico receber compostos organoclorados diferentes (cloreto de vinilo, cloro-borracha, etc), Drugs, desinfectantes. Mas o maior nicho ocupado na indústria é a produção de ácido clorídrico e cal.

Amplamente métodos para purificação de água potável utilizado. Até o momento, tentando afastar-se este método, substituindo-o por ozonização, porque estamos considerando a substância tem um impacto negativo sobre o corpo humano, a água também clorada destrói gasodutos. É causada pelo facto de, no estado livre Cl efeito prejudicial em tubos feitos a partir de poliolefinas. No entanto, a maioria dos países dão preferência ao método de cloração.

Além disso, o cloro é utilizado na metalurgia. Com isso, receber um número de metais raros (nióbio, tântalo, titânio). Na indústria química usar activamente diferentes compostos organoclorados para combater ervas daninhas e para outros fins agrícolas, e o elemento é utilizado como um branqueador.

Devido à sua estrutura química cloro destrói a maioria dos corantes orgânicos e inorgânicos. Isto é conseguido através do branqueamento completo. Este resultado é possível apenas se a presença de água, para o processo de branqueamento é devido ao oxigénio atómico, o qual é formado após o decaimento de cloro: Cl ₂ + _H2O → HCl + HClO → 2HCl + O. Este método tem encontrado aplicação alguns séculos atrás, e é muito popular e este dia.

Um uso muito popular desta substância para inseticidas organoclorados. Estes produtos agrícolas matar organismos nocivos, deixando plantas intactas. Uma porção significativa do cloro total produzido no mundo vai para utilização agrícola.

É também utilizado no fabrico de compostos de borracha e de plástico. Com a ajuda deles, feito isolamento do fio, artigos de papelaria, hardware, shell eletrodomésticos, e assim por diante. D. Há uma opinião que as borrachas obtidas desta forma, danos aos seres humanos, mas não é confirmada pela ciência.

Deve notar-se que o cloro (matéria característica foi revelada em pormenor anteriormente) e os seus derivados, tais como gás mostarda e fosgénio, utilizado em aplicações militares para agentes de guerra química.

Cloro como um representante brilhante de não-metais

– não metais substâncias simples, que incluem gases e líquidos. Na maioria dos casos, eles conduzem eletricidade pior do que metais e têm diferenças substanciais nas características físicas e mecânicas. Com elevado grau de ionização capaz de formar um composto químico covalente. vai ser dada a seguinte descrição de um exemplo do cloro metalóide.

Como já foi mencionado acima, este elemento químico é um gás. Sob circunstâncias normais, é completamente ausentes propriedades semelhantes às dos metais. Sem ajuda externa pode não reagir com o oxigénio, azoto, carbono e outros. A sua exposição oxidante propriedades de ligações com um teor de substâncias complexas simples e determinados. Ele refere-se aos átomos de halogénio, os quais claramente reflectidas nas suas características químicas. Os compostos com o resto de halogéneos (bromo, astatine, iodo), desloca-los. O cloro gasoso (característica de ele – uma prova directa) está bem dissolvida. É um excelente desinfetante. Só mata os organismos vivos, o que torna indispensável na agricultura e na medicina.

Usar como veneno

átomo de cloro característica permite a sua utilização como um agente tóxico. Gás foi usado pela primeira vez pela Alemanha, a 1915/04/22, durante a Primeira Guerra Mundial, como resultado das mortes de cerca de 15 mil. Homem. No momento, como o veneno não se aplica.

Vamos dar uma breve descrição de um elemento químico como um agente de asfixia. Ela afeta o corpo humano através de asfixia. Fornecendo primeiro irritação das vias respiratórias superiores e irritação ocular. Ela começa com tosse crises de falta de ar. Em seguida, penetrar nos pulmões, o gás corrói o tecido pulmonar, o que resulta em edema. Importante! O cloro é uma substância rápido.

Dependendo da concentração no ar, os sintomas podem ser diferentes. Em baixas concentrações em humanos vermelhidão das membranas mucosas, falta de ar suave. Conteúdo em atmosfera de 1,5-2 g / m ³ faz com que a gravidade e emoções no peito, dor aguda das vias respiratórias superiores. Além disso, o estado pode ser acompanhada por um forte lacrimação. Após 10-15 minutos, numa sala com uma concentração de cloro tal ocorre fortes pulmões de combustão e morte. Quando as concentrações mais densas possível morte dentro de minutos, a partir de paralisia do tracto respiratório superior.

Ao trabalhar com esta substância é recomendado o uso de roupas de proteção, máscara, luvas.

O cloro na vida de organismos e plantas

O cloro é uma parte de organismos quase todos vivos. Característica é que ele não pode estar presente em forma pura e na forma de compostos.

Em organismos animais e humanos de iões de cloro é mantida igualdade osmótica. É causada pelo facto de que eles têm a gama mais adequada para a penetração da membrana da célula. Juntamente com os iões de potássio Cl regula o equilíbrio de água e sal. No intestino, os iões de cloro criar um ambiente favorável para a acção de enzimas proteolíticas do suco gástrico. canais de cloreto são proporcionados em muitas culas do corpo. Através dos seus fluidos intercelulares ocorre e pH mantido células. Cerca de 85% do volume total deste elemento no corpo está no espaço intercelular. Excretado pela uretra. É produzida pelo corpo fêmea no processo de amamentação.

Nesta fase de desenvolvimento é exclusivamente difícil dizer exatamente o que a doença provoca cloro e seus compostos. Isto é devido à falta de investigação nesta área.

Além disso, os iões de cloro estão presentes em células de plantas. Ele está ativamente envolvido no metabolismo energético. Sem este elemento do processo de fotossíntese não é possível. Com suas raízes para absorver ativamente as substâncias necessárias. No entanto, uma grande concentração de cloro em plantas capazes de exercer uma influência prejudicial (abrandar o processo da fotossíntese, parar o desenvolvimento e crescimento).

No entanto, há representantes da flora que foram capazes de "fazer amigos", ou pelo menos começar junto com o item. Característica metalóide (cloro) contém tal ponto que a capacidade de uma substância para oxidar solos. Na evolução das plantas acima mencionados, chamados halophytes, salinas ocuparam o vazio, que estavam vazios por causa de um excesso deste elemento. Eles absorvem íons de cloro, em seguida, se livrar deles por meio da queda das folhas.

Transporte e armazenamento de cloro

Existem várias maneiras de mover e armazenar cloro. elemento recurso requer cilindros especiais de alta pressão. Tais contentores têm marcas de identificação – uma linha vertical verde. tanques mensais devem ser cuidadosamente limpos. O armazenamento prolongado de precipitado de cloro encontra-se nela formado, que é altamente explosivo – tricloreto de azoto. Deixar de observar toda a segurança governa possível ignição espontânea e explosão.

Estudo de cloro

Futuros químicos de cloro deve ser conhecida característica. Segundo o plano, 9-niveladoras pode até mesmo colocar experimentos de laboratório com esta substância, com base em conhecimentos básicos sobre o assunto. Claro, o professor é obrigado a realizar o treinamento de segurança.

O procedimento funciona da seguinte maneira: você deve tomar o frasco e despeje o cloro para ele cavacos. Em vôo, os chips piscará faíscas de luz brilhante e, ao mesmo tempo, é fácil de fumaça branca SbCl _3. Quando imerso num recipiente de lata de cloro foil é também auto-inflamar, mas no fundo do frasco lentamente baixar os flocos de incêndio. Durante esta reacção de um líquido fumado – _SnCl4. Ao colocar a limalha de ferro em uma embarcação formado vermelha "gotas" e aparecerá fumaça vermelha _FeCl3.

Junto com o trabalho prático é repetido teoria. Em particular, um tal questão como característica de cloro da posição no sistema periódico (descrito no início).

Como resultado das experiências, verifica-se que reage elemento para compostos orgânicos. Se você colocar em uma jarra com lã de cloro algodão embebido em aguarrás previamente, de imediato, inflamado, eo frasco de bandos fortemente fuligem. Eficazmente latente amarelado incêndio de sódio, e nas paredes da vidraria aparecem cristais de sal. Os alunos vão estar interessado em saber que, quando ainda era um jovem químico, NN Semenov (mais tarde Prêmio Nobel), tendo uma experiência, recolhida das paredes do balão, e sal, polvilhadas com o seu pão e comeu. Química estava certo e não deixar que o cientista. Como resultado de uma experiência química realmente virou sal de mesa comum!