Doğada klor gaz halinde ve sadece diğer gazlarla bileşikler halinde bulunur. Normale yakın koşullarda yeşilimsi, zehirli, yakıcı bir gazdır. Havadan daha fazla ağırlığa sahiptir. Tatlı bir kokusu vardır. Klor molekülü iki atom içerir. Dinlenme halinde yanmaz, ancak yüksek sıcaklıklarda hidrojen ile etkileşime girer, bundan sonra patlama mümkündür. Sonuç olarak, fosgen gazı açığa çıkar. Çok zehirli. Bu nedenle, havada düşük bir konsantrasyonda bile (1 dm3 başına 0.001 mg) ölüme neden olabilir. Metal olmayan klorun temel özelliği havadan ağır olmasıdır, bu nedenle her zaman sarımsı-yeşil bir pus şeklinde zemine yakın olacaktır.
Tarihsel gerçekler
Uygulamada ilk kez bu madde 1774 yılında K. Schelee tarafından hidroklorik asit ve piroluzit birleştirilerek elde edilmiştir. Bununla birlikte, sadece 1810'da P. Davy kloru karakterize edebildi ve bunu tespit edebildi.ayrı bir kimyasal element.
1772'de Joseph Priestley'nin hidrojen klorürü - hidrojen ile klorun bir bileşiğini elde etmeyi başardığını belirtmekte fayda var, ancak kimyager bu iki elementi ayıramadı.
Klorun kimyasal karakterizasyonu
Klor, periyodik tablonun VII grubunun ana alt grubunun kimyasal bir elementidir. Üçüncü periyottadır ve atom numarası 17'dir (atom çekirdeğinde 17 proton). Reaktif ametal. Cl.
harfleriyle gösterilir
Halojenlerin tipik bir temsilcisidir. Bunlar rengi olmayan, ancak keskin keskin bir kokusu olan gazlardır. Genellikle toksiktir. Tüm halojenler suda yüksek oranda çözünür. Nemli havaya maruz kaldıklarında sigara içmeye başlarlar.
Cl 3s2Зр5 atomunun harici elektronik konfigürasyonu. Bu nedenle bileşiklerde kimyasal element -1, +1, +3, +4, +5, +6 ve +7 oksidasyon seviyeleri sergiler. Atomun kovalent yarıçapı 0.96Â, Cl'nin iyonik yarıçapı 1.83 Å, atomun elektrona afinitesi 3.65 eV, iyonizasyon seviyesi 12.87 eV'dir.
Yukarıda bahsedildiği gibi, klor, hemen hemen her metalle (bazı durumlarda bromu değiştirirken ısıtarak veya nem kullanarak) ve metal olmayan bileşikler oluşturmanıza izin veren oldukça aktif bir metal olmayandır. Toz halinde metallerle sadece yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında reaksiyona girer.
Maksimum yanma sıcaklığı - 2250 °C. Oksijen ile oksitler, hipokloritler, kloritler ve kloratlar oluşturabilir. Oksijen içeren tüm bileşikler oksitleyici ile etkileşime girdiğinde patlayıcı hale gelir.maddeler. Klor oksitlerin rastgele patlayabileceğini, kloratların ise yalnızca herhangi bir başlatıcıya maruz kaldığında patlayabileceğini belirtmekte fayda var.
Periyodik Tablodaki pozisyona göre klorun karakterizasyonu:
• basit madde;
• periyodik tablonun on yedinci grubunun elemanı;
• üçüncü satırın üçüncü periyodu;
• ana alt grubun yedinci grubu;
• atom numarası 17;
• Cl sembolü ile gösterilir;
• reaktif metal olmayan;
• halojen grubundadır;
• normale yakın koşullar altında, keskin kokulu, sarımsı-yeşil zehirli bir gazdır;
• klor molekülünün 2 atomu vardır (formül Cl2).
Klorun fiziksel özellikleri:
• Kaynama noktası: -34.04 °С;
• Erime noktası: -101.5 °С;
• Gaz yoğunluğu - 3.214 g/l;
• yoğunluğu sıvı klor (kaynatma sırasında) - 1.537 g/cm3;
• katı klor yoğunluğu - 1,9 g/cm 3;
• belirli hacim – 1.745 x 10-3 l/yıl.
Klor: sıcaklık değişimlerinin özellikleri
Gaz halindeyken kolayca sıvılaşma eğilimi gösterir. 8 atmosfer basınçta ve 20 °C sıcaklıkta yeşilimsi sarı bir sıvıya benziyor. Çok yüksek korozyon özelliklerine sahiptir. Uygulamada gösterildiği gibi, bu kimyasal element, basınç artışına bağlı olarak kritik bir sıcaklığa (143 ° C) kadar sıvı durumunu koruyabilir.
-32 °C'ye soğutulursa,atmosfer basıncından bağımsız olarak kümelenme durumunu sıvıya değiştirecektir. Sıcaklığın daha da düşmesiyle kristalleşme meydana gelir (-101 °C'de).
Doğadaki klor
Yerkabuğu yalnızca %0.017 klor içerir. Büyük kısmı volkanik gazlardadır. Yukarıda belirtildiği gibi, madde yüksek bir kimyasal aktiviteye sahiptir, bunun sonucunda doğada diğer elementlerle bileşiklerde oluşur. Bununla birlikte, birçok mineral klor içerir. Elementin özelliği yaklaşık yüz farklı mineralin oluşmasını sağlar. Kural olarak bunlar metal klorürlerdir.
Ayrıca, büyük bir kısmı okyanuslarda - neredeyse %2. Bunun nedeni, klorürlerin çok aktif olarak çözünmesi ve nehirler ve denizler tarafından taşınmasıdır. Ters işlem de mümkündür. Klor kıyıya geri yıkanır ve ardından rüzgar onu taşır. Bu nedenle en yüksek konsantrasyonu kıyı bölgelerinde görülmektedir. Gezegenin kurak bölgelerinde, düşündüğümüz gaz, suyun buharlaşmasıyla oluşur ve bunun sonucunda tuz bataklıkları ortaya çıkar. Dünyada her yıl bu maddenin yaklaşık 100 milyon tonu çıkarılmaktadır. Ancak bu şaşırtıcı değil, çünkü klor içeren birçok tortu var. Bununla birlikte, özellikleri büyük ölçüde coğrafi konumuna bağlıdır.
Klor elde etme yöntemleri
Bugün, klor elde etmek için bir dizi yöntem vardır ve bunlardan en yaygın olanları şunlardır:
1. diyafram. En basit ve en ucuzudur. hidroklorikdiyafram elektrolizindeki çözelti anot boşluğuna girer. Daha sonra çelik katot ızgarası diyaframa akar. Az miktarda polimer lif içerir. Bu cihazın önemli bir özelliği karşı akıştır. Anot boşluğundan katot boşluğuna yönlendirilir, bu da klor ve kostik ayrı ayrı elde edilmesini mümkün kılar.
2. Zar. En enerji verimli, ancak bir kuruluşta uygulanması zor. Diyaframa benzer. Aradaki fark, anot ve katot boşluklarının bir zar ile tamamen ayrılmasıdır. Bu nedenle çıktı iki ayrı akıştır.
Kimyanın özelliği olduğunu belirtmekte fayda var. bu yöntemlerle elde edilen element (klor) farklı olacaktır. Membran yöntemi daha "temiz" olarak kabul edilir.
3. Sıvı katotlu cıva yöntemi. Diğer teknolojilerle karşılaştırıldığında bu seçenek en saf kloru elde etmenizi sağlar.
Tesisin ana şeması bir elektrolizör ve birbirine bağlı pompa ve amalgam ayrıştırıcıdan oluşur. Bir ortak tuz çözeltisi ile birlikte pompa tarafından pompalanan cıva, katot görevi görür ve karbon veya grafit elektrotlar anot görevi görür. Tesisatın çalışma prensibi aşağıdaki gibidir: anolit ile birlikte elektrolizörden çıkarılan elektrolitten klor salınır. Safsızlıklar ve klor kalıntıları, ikincisinden çıkarılır, halit ile doyurulur ve tekrar elektrolize döndürülür.
Endüstriyel güvenlik gereksinimleri ve üretimin kârsızlığı, sıvı katodun katı bir katotla değiştirilmesine yol açtı.
Endüstride klor kullanımıamaçlar
Klorun özellikleri, endüstride aktif olarak kullanılmasına izin verir. Bu kimyasal elementin yardımıyla çeşitli organoklor bileşikleri (vinil klorür, kloro-kauçuk vb.), ilaçlar ve dezenfektanlar elde edilir. Ancak endüstrinin işgal ettiği en büyük niş hidroklorik asit ve kireç üretimidir.
İçme suyunu arıtma yöntemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Bugün bu yöntemden uzaklaşmaya, onun yerine ozonlama yapmaya çalışıyorlar çünkü düşündüğümüz madde insan vücudunu olumsuz etkiliyor, ayrıca klorlu su boru hatlarını tahrip ediyor. Bunun nedeni, serbest durumda Cl'nin poliolefinlerden yapılmış boruları olumsuz etkilemesidir. Ancak çoğu ülke klorlama yöntemini tercih ediyor.
Ayrıca metalurjide klor kullanılır. Yardımı ile bir dizi nadir metal (niyobyum, tantal, titanyum) elde edilir. Kimya endüstrisinde, çeşitli organoklor bileşikleri yabani ot kontrolü ve diğer tarımsal amaçlar için aktif olarak kullanılmaktadır, element ayrıca ağartıcı olarak da kullanılmaktadır.
Kimyasal yapısı nedeniyle klor, çoğu organik ve inorganik boyayı yok eder. Bu, onları tamamen renklendirerek elde edilir. Böyle bir sonuç ancak su mevcutsa mümkündür, çünkü ağartma işlemi klorun parçalanmasından sonra oluşan atomik oksijen nedeniyle gerçekleşir: Cl2 + H2 O → HCl + HClO → 2HCl + O. Bu yöntem birkaç kişi tarafından kullanılmıştır.yüzyıllar önceydi ve bugün hala popüler.
Bu maddenin kullanımı organoklorlu insektisitlerin üretimi için oldukça popülerdir. Bu tarımsal müstahzarlar zararlı organizmaları öldürerek bitkileri sağlam bırakır. Gezegende çıkarılan tüm klorun önemli bir kısmı tarımsal ihtiyaçlara gidiyor.
Plastik bileşikler ve kauçuk üretiminde de kullanılır. Onların yardımı ile tel yalıtımı, kırtasiye, ekipman, ev aletlerinin kabukları vb. Bu şekilde elde edilen kauçukların bir kişiye zarar verdiğine dair bir görüş var, ancak bu bilim tarafından doğrulanmadı.
Klor (maddenin özellikleri tarafımızca daha önce detaylı olarak açıklanmıştı) ve hardal gazı ve fosgen gibi türevlerinin de kimyasal savaş ajanları elde etmek için askeri amaçlarla kullanıldığını belirtmekte fayda var.
Metal olmayanların parlak bir temsilcisi olarak klor
Metal olmayanlar, gazları ve sıvıları içeren basit maddelerdir. Çoğu durumda, elektrik akımını metallerden daha kötü iletirler ve fiziksel ve mekanik özelliklerde önemli farklılıklara sahiptirler. Yüksek düzeyde iyonlaşma sayesinde kovalent kimyasal bileşikler oluşturabilirler. Aşağıda, klor örneği kullanılarak metal olmayan bir maddenin bir özelliği verilecektir.
Yukarıda bahsedildiği gibi, bu kimyasal element bir gazdır. Normal şartlar altında, metallerinkine benzer özelliklerden tamamen yoksundur. Dış yardım olmadan oksijen, nitrojen, karbon vb. ile etkileşime giremez.basit maddeler ve bazı karmaşık maddelerle olan bağlarda oksitleyici özellikler gösterir. Kimyasal özelliklerine açıkça yansıyan halojenleri ifade eder. Halojenlerin diğer temsilcileriyle (brom, astatin, iyot) bileşiklerde, bunların yerini alır. Gaz halinde, klor (özelliği bunun doğrudan doğrulanmasıdır) iyi çözünür. Mükemmel bir dezenfektandır. Sadece canlı organizmaları öldürür, bu da onu tarım ve tıpta vazgeçilmez kılar.
Zehirli bir madde olarak kullanın
Klor atomunun özelliği, zehirli bir madde olarak kullanılmasına izin verir. Almanya tarafından ilk kez, Birinci Dünya Savaşı sırasında 22 Nisan 1915'te gaz kullanıldı ve bunun sonucunda yaklaşık 15 bin kişi öldü. Şu anda zehirli bir madde olarak kullanılmamaktadır.
Boğucu bir ajan olarak kimyasal elementin kısa bir tanımını yapalım. Boğulma yoluyla insan vücudunu etkiler. İlk olarak, gözlerin üst solunum yollarını ve mukoza zarlarını tahriş eder. Güçlü bir öksürük boğulma ataklarıyla başlar. Ayrıca, akciğerlere nüfuz eden gaz, akciğer dokusunu aşındırır ve bu da ödeme yol açar. Önemli! Klor hızlı etki eden bir maddedir.
Havadaki konsantrasyona bağlı olarak semptomlar farklıdır. Bir kişide düşük içerikle, gözlerin mukoza zarının kızarıklığı, hafif nefes darlığı görülür. Atmosferdeki 1.5-2 g/m3 içeriği göğüste ağırlık ve heyecana, üst solunum yollarında keskin ağrılara neden olur. Ayrıca, duruma şiddetli lakrimasyon eşlik edebilir. 10-15 dakika odada kaldıktan sonraböyle bir klor konsantrasyonu ile akciğerlerde ciddi bir yanma ve ölüm meydana gelir. Daha yüksek konsantrasyonlarda, üst solunum yolu felçlerinden bir dakika içinde ölüm mümkündür.
Bu madde ile çalışırken tulum, gaz maskesi, eldiven kullanılması tavsiye edilir.
Organizmaların ve bitkilerin yaşamındaki klor
Klor, neredeyse tüm canlı organizmaların bir parçasıdır. Özelliği, saf haliyle değil, bileşikler halinde bulunmasıdır.
Hayvan ve insan organizmalarında, klorür iyonları ozmotik eşitliği sağlar. Bunun nedeni, zar hücrelerine nüfuz etmek için en uygun yarıçapa sahip olmalarıdır. Potasyum iyonlarıyla birlikte Cl, su-tuz dengesini düzenler. Bağırsakta, klorür iyonları mide suyunun proteolitik enzimlerinin etkisi için uygun bir ortam yaratır. Vücudumuzun birçok hücresinde klor kanalları sağlanır. Bunlar aracılığıyla hücreler arası sıvı değişimi meydana gelir ve hücrenin pH'ı korunur. Bu elementin vücuttaki toplam hacminin yaklaşık %85'i hücreler arası boşlukta bulunur. Üretra yoluyla vücuttan atılır. Emzirme sırasında kadın vücudu tarafından üretilir.
Gelişmenin bu aşamasında, klor ve bileşiklerinin hangi hastalıklara neden olduğunu kesin olarak söylemek zordur. Bu, bu alanda araştırma eksikliğinden kaynaklanmaktadır.
Ayrıca, bitki hücrelerinde klorür iyonları bulunur. Enerji alışverişinde aktif olarak yer alır. Bu element olmadan fotosentez süreci imkansızdır. onun yardımı ilekökler gerekli maddeleri aktif olarak emer. Ancak bitkilerdeki yüksek klor konsantrasyonu zararlı bir etkiye sahip olabilir (fotosentez sürecini yavaşlatır, gelişmeyi ve büyümeyi durdurur).
Ancak, floranın "arkadaş edinebilecek" veya en azından bu unsurla anlaşabilecek temsilcileri var. Metal olmayan bir maddenin (klor) özelliği, bir maddenin toprağı oksitleme yeteneği gibi bir madde içerir. Evrim sürecinde, halofitler olarak adlandırılan yukarıda bahsedilen bitkiler, bu elementin fazlalığı nedeniyle boş olan boş tuz bataklıklarını işgal etti. Klor iyonlarını emerler ve sonra yaprak dökümü yardımıyla onlardan kurtulurlar.
Klorun taşınması ve depolanması
Kloru taşımanın ve saklamanın birkaç yolu vardır. Elemanın özelliği, özel yüksek basınçlı silindirlere olan ihtiyacı ifade eder. Bu tür kapların bir tanımlama işareti vardır - dikey bir yeşil çizgi. Silindirler her ay iyice durulanmalıdır. Uzun süreli klor depolanması ile içlerinde çok patlayıcı bir çökelti oluşur - nitrojen triklorür. Tüm güvenlik kurallarına uyulmadığı takdirde kendiliğinden tutuşma ve patlama meydana gelebilir.
Klor çalışmak
Geleceğin kimyagerleri klorun özelliklerini bilmelidir. Plana göre, 9. sınıf öğrencileri disiplinin temel bilgilerine dayalı olarak bu maddeyle laboratuvar deneyleri bile yapabilirler. Doğal olarak öğretmen bir güvenlik brifingi yapmakla yükümlüdür.
Çalışma sırası şu şekildedir: ile bir şişe almanız gerekir.klor ve içine küçük metal talaşları dökün. Uçuşta, çipler parlak parlak kıvılcımlarla parlayacak ve aynı zamanda hafif beyaz duman SbCl3 oluşacaktır. Kalay folyo klorlu bir kaba daldırıldığında, aynı zamanda kendiliğinden tutuşacak ve ateşli kar taneleri yavaş yavaş şişenin dibine düşecektir. Bu reaksiyon sırasında dumanlı bir sıvı oluşur - SnCl4. Demir talaşları tekneye yerleştirildiğinde kırmızı “damlalar” oluşur ve kırmızı duman çıkar FeCl3.
Pratik çalışma ile birlikte teori tekrarlanır. Özellikle, periyodik sistemdeki konumuna göre klorun karakterizasyonu gibi bir soru (makalenin başında açıklanmıştır).
Deneyler sonucunda elementin organik bileşiklere aktif olarak tepki verdiği ortaya çıktı. Terebentin içine batırılmış pamuğu bir klor kavanozuna koyarsanız, anında tutuşur ve kurum şişeden keskin bir şekilde düşer. Sodyum sarımsı bir alevle etkili bir şekilde için için yanar ve kimyasal tabakların duvarlarında tuz kristalleri belirir. Öğrenciler, hala genç bir kimyagerken, N. N. Semenov'un (daha sonra Nobel Ödülü sahibi) böyle bir deney yaptıktan sonra, şişenin duvarlarından tuz topladığını ve üzerine ekmek serperek yediğini bilmek isteyeceklerdir. Kimya haklı çıktı ve bilim adamını hayal kırıklığına uğratmadı. Kimyager tarafından yapılan deney sonucunda sıradan sofra tuzu gerçekten ortaya çıktı!
