нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Хлор

   
 

Хлор (лат. Chlorum), Cl, хімічний елемент VII групи періодичної системи Менделєєва, атомний номер 17, атомна маса 35,453; відноситься до сімейства галогенів . За нормальних умов (0? С, 0,1 Мн / м 2 або 1 кгс / см 2) жовто-зелений газ з різким запахом дратівливим. Природний Х. складається з двох стабільних ізотопів: 35 Cl (75,77%) і 37 Cl (24,23%). Штучно отримані радіоактивні ізотопи з масовими числами 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 і періодами піврозпаду (T1 / 2 ) відповідно 0,31; 2,5; 1,56 сек ; 3 , 1 ? 10 5 років ; 37,3, 55,5 і 1,4 хв. 36 Cl і 38 Cl використовуються як ізотопні індикатори .

Історична довідка. Х. отриманий вперше в 1774 К. Шеєле взаємодією соляної кислоти з піролюзитом MnO 2. Однак тільки в 1810 Г. Деві встановив, що хлор - елемент і назвав його chlorine (від грец. Chloros - жовто-зелений). У 1813 Ж. Л. Гей-Люссак запропонував для цього елемента назву Х.

Поширення в природ е. Х. зустрічається в природі тільки у вигляді сполук. Середній вміст Х. у земній корі (кларк) 1,7 ? 10 -2 % за масою, в кислих вивержених породах - гранітах та ін 2, 4 ? 10 -2 , в основних і ультраосновних 5 ? 10 -3 . Основну роль в історії Х. в земній корі грає водна міграція. У вигляді іона Cl він міститься у Світовому океані (1,93%), підземних рассолах і соляних озерах. Число власних мінералів (переважно хлоридів природних ) 97, головний з них галит NaCI (див. Кам'яна сіль ). Відомі також великі родовища калій та магній хлоридів і змішаних хлоридів: сильвін KCl, сильвинит (Na, K) CI, карналлит KCI ? MgCl 2 ? 6H 2 O, каїніт KCI ? MgSO 4 ? 3H 2 O, бішофіт MgCI 2 ? 6H 2 O. В історії Землі велике значення мало надходження містився у вулканічних газах HCl у верхні частини земної кори.

Фізичні та хімічні властивості. Х. має t кіп -34,05? С, t - 101? С. Щільність газоподібного Х. при нормальних умовах 3,214 г / л ; насиченої пари при 0? З 12,21 г / л ; рідкого Х. при температурі кипіння 1,557 г / см 3; твердого Х. при - 102? C 1,9 г / см 3. Тиск насичених парів Х. при 0? З 0,369; при 25? C 0,772; при 100? C 3,814 Мн / м 2 або відповідно 3,69; 7,72; 38,14 кгс / см 2. Теплота плавлення 90,3 кдж / кг (21,5 кал / г ); теплота випаровування 288 кдж / кг (68,8 кал / г ); теплоємність газу при постійному тиску 0,48 кдж / ( кг ?К) [0,11 кал / (г?? С)] . Критичні константи Х.: температура 144? C, тиск 7, 72 Мн / м 2 (77,2 кгс / см 2), щільність 573 г / л , питома обсяг 1,745 ? 10 -3 л / г . Розчинність (у г / л ) Х. при парціальному тиску 0,1 Мн / м 2, або 1 кгс / см 2, у воді 14,8 (0 ° С), 5, 8 (30? C), 2,8 (70? C); в розчині 300 г / л NaCI 1,42 (30? C), 0,64 (70? C). Нижче 9,6? З у водних розчинах утворюються гідрати Х. змінного складу Cl ? nH2 O (де n = 6 ? 8); це жовті кристали кубічної сингонії, що розкладаються при підвищенні температури на Х. і воду. Х. добре розчиняється в TiCl 4, SiC1 4, SnCl 4 і деяких органічних розчинниках (особливо в гексані C 6H 14 і чотирихлористому вуглеці CCl 4). Молекула Х. двоатомні (Cl 2). Ступінь термічної дисоціації Cl 2 + 243 кдж U 2Clпрі 1000 К дорівнює 2,07 ? 10 -40 %, при 2500 К 0,909%. Зовнішня електронна конфігурація атома Cl 3 s2 3p5. Відповідно з цим Х. у з'єднаннях проявляє ступені окислення -1, +1, +3, +4, +5, +6 і +7. Ковалентний радіус атома 0,99 , іонний радіус Cl - 1,82 , спорідненість атома Х. до електрона 3,65 ев, енергія іонізації 12, 97 ев .

Хімічно Х. дуже активний, безпосередньо з'єднується майже з усіма металами (із деякими тільки в присутності вологи або при нагріванні) і з неметалами (крім вуглецю, азоту, кисню, інертних газів), утворюючи відповідні хлориди , вступає в реакцію з багатьма сполуками, заміщає водень в граничних вуглеводнях і приєднується до ненасичених сполук. Х. витісняє бром і йод з їхніх сполук з воднем і металами; із з'єднань Х. з цими елементами він витісняється фтором. Лужні метали в присутності вологи взаємодіють з Х. із запалюванням, більшість металів реагують із сухим Х. тільки при нагріванні. Сталь, а також деякі інші метали стійкі в атмосфері сухого Х. в умовах невисоких температур, тому їх використовують для виготовлення апаратури та сховищ для сухого Х. Фосфор спалахує в атмосфері Х., утворюючи PCl 3, а при подальшому хлоруванні - PCl 5; сірка з Х. при нагріванні дає S 2 Cl 2, SCl 2 та ін S n Cl m. Миш'як, сурма, вісмут, стронцій, телур енергійно взаємодіють з Х. Суміш Х. з воднем горить безбарвним або жовто-зеленим полум'ям з утворенням хлористого водню (це ланцюгова реакція),

Максимальна температура воднево-хлористого полум'я 2200? C. Суміші Х. з воднем, що містять від 5,8 до 88,5% H 2, вибухонебезпечні.

З киснем Х. утворює оксиди: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2O6, Cl 2O7, Cl 2O8 (див. Хлора окисли ), а також гіпохлорити (солі хлорнуватисту кислоти ), хлорити , хлорати та перхлорати. Усі кисневі сполуки хлору утворюють вибухонебезпечні суміші з легко окиснюються. Окисли Х. малостойки і можуть мимоволі вибухати, гіпохлорити при зберіганні повільно розкладаються, хлорати й перхлорати можуть вибухати під впливом ініціаторів.

Х. у воді гідролізується, утворюючи хлорноватистую і соляну кислоти: Cl 2 + H 2 O U HClO + HCl. При хлоруванні водних розчинів лугів на холоду утворюються гіпохлорити і хлориди: 2NaOH + Cl 2 = NaCIO + NaCI + H 2 O, а при нагріванні - хлорати. Хлоруванням сухий гідроокису кальцію отримують хлорне вапно .

При взаємодії аміаку з Х. утворюється треххлорістий азот (див. Хлориди азоту ). При хлоруванні органічних сполук Х. або заміщає водень: RH + CI 2 = RCl + HCI, або приєднується за кратними зв'язках:

? утворюючи різні хлорвміщуючі органічні сполуки (див. Хлорування ).

Х. утворює з ін галогенами міжгалогенні з'єднання . Фториди ClF, ClF 3, ClF 5 дуже реакционноспособни; наприклад, в атмосфері ClP 3 скляна вата самозаймається. Відомі сполуки хлору з киснем і фтором - оксифториди Х.: ClO 3 F, ClO 2F3, ClOF, ClOF 3 і перхлорат фтору FClO 4.

Отримання. Х. почали одержувати в промисловості в 1785 році взаємодією соляної кислоти з двоокисом марганцю або піролюзитом. У 1867 англійський хімік Г. Дікон розробив спосіб отримання Х. окисленням HCl киснем повітря в присутності каталізатора. З кінця 19 - початку 20 ст. Х. отримують електролізом водних розчинів хлоридів лужних металів. За цими методами у 70-х рр.. 20 в. виробляється 90-95% Х. в світі. Невеликі кількості Х. виходять попутно при виробництві магнію, кальцію, натрію й літію електролізом розплавлених хлоридів. В 1975 світове виробництво Х. становило близько 25 млн. т. Застосовуються два основні методи електролізу водних розчинів NaCI: 1) у електролізерах із твердим катодом і пористою фільтруючою діафрагмою; 2) в електролізерах з ртутним катодом. За обома методами на графітовому або окісна титано-рутенієвому аноді виділяється газоподібний Х. З першого методу на катоді виділяється водень і утворюється розчин NaOH і NaCl, із якого наступною переробкою виділяють товарну каустичну соду. За другим методом на катоді утворюється амальгама натрію, при її розкладанні чистою водою в окремому апараті виходять розчин NaOH, водень і чиста ртуть, яка знову йде у виробництво. Обидва методи дають на 1 т Х. 1,125 т NaOH.

Електроліз із діафрагмою вимагає менших капіталовкладень для організації виробництва Х., дає дешевший NaOH. Метод із ртутним катодом дозволяє одержувати дуже чистий NaOH, але ртуть забруднює навколишнє середовище. У 1970 році за методом із ртутним катодом вироблялося 62,2% світової вироблення Х., з твердим катодом 33,6% і пр. способами 4, 2%. Після 1970 року почали застосовувати електроліз із твердим катодом і ионообменной мембраною, що дозволяє одержувати чистий NaOH без використання ртуті.

Застосування. Однією з важливих галузей хімічної промисловості є хлорна промисловість. Основні кількості Х. переробляються на місці його виробництва в хлорвміщуючі з'єднання. Зберігають і перевозять Х. в рідкому вигляді в балонах, бочках, ж.-д. цистернах або в спеціально обладнаних судах. Для індустріальних країн характерним є таке застосування Х.: на виробництво хлорвмісних органічних сполук - 60 -75%; неорганічних сполук, що містять Х., - 10-20%; на вибілювання целюлози і тканин - 5-15%; на санітарні потреби й хлорування води - 2-6% від загального виробітку.

Х. застосовується також для хлорування деяких руд з метою витягання титану, ніобію, цирконію та ін

Про хлорвмісних органічних сполуках см. та ін Про хлорвмісних неорганічних сполуках см. Соляна кислота , Натрію хлорид , Калію хлорид , Кальцію хлорид , Хлора окисли , Хлорне вапно , та ін , ? Л. М. Якименко. , Х. в організмі. Х. - один з біогенних елементів , постійний компонент тканин рослин і тварин. Зміст Х. в рослинах (багато Х. в , галофіти , ) - від тисячних часток відсотка до цілих відсотків, у тварин - десяті й соті частки відсотка. Добова потреба дорослої людини в Х. (2-4 г) покривається за рахунок харчових продуктів. З їжею Х. надходить зазвичай в надлишку у вигляді хлориду натрію і хлориду калію. Особливо багаті Х. хліб, м'ясні та молочні продукти. В організмі тварин Х. - основна осмотично активна речовина плазми крові, лімфи, спинномозкової рідини і деяких тканин. Грає роль в , водно-сольовому обміні , , сприяючи утриманню тканинами води. Регуляція кислотно-лужного рівноваги в тканинах здійснюється поряд з ін процесами шляхом зміни в розподілі Х. між кров'ю та ін тканинами. Х. бере участь в енергетичному обміні рослин, активуючи як , окисне фосфорилювання , так і фотофосфорилювання. Х. позитивно впливає на поглинання коренями кисню. Х. необхідний для утворення кисню в процесі фотосинтезу ізольованими

хлоропластами

. До складу більшості поживних середовищ для штучного культивування рослин Х. не входить. Можливо, для розвитку рослин достатніми є досить малі концентрації Х. ? М. Я. Школьник. Отруєння Х. можливі в хімічній, целюлозно-паперової, текстильної, фармацевтичної промисловості та ін Х. подразнює слизові оболонки очей і дихальних шляхів. До первинних запальних змін зазвичай додається вторинна інфекція. Гостре отруєння розвивається майже негайно. При вдиханні середніх і низьких концентрацій Х. з'являються тиск і біль у грудях, сухий кашель, прискорене дихання, різь в очах, сльозотеча, підвищення вмісту лейкоцитів у крові, температури тіла тощо Можливі бронхопневмонія, токсичний набряк легенів, депресивні стани, судоми. У легких випадках одужання настає через 3 - 7 діб. Як віддалені наслідки спостерігаються катари верхніх дихальних шляхів, рецидивний бронхіт, пневмосклероз та ін, можлива активізація туберкульозу легень. При тривалому вдиханні невеликих концентрацій Х. спостерігаються аналогічні, але уповільнені форми захворювання. Профілактика отруєнь: герметизація виробничого устаткування, ефективна вентиляція, при необхідності використання протигаза. Гранично допустима концентрація Х. в повітрі виробничих приміщень 1 мг / м . Виробництво Х., хлорного вапна та ін хлорвмісних сполук належить до виробництв із шкідливими умовами праці, де по сов. законодавству обмежено застосування праці жінок і неповнолітніх. ? А. А. Каспаров. ? Літ.: Якименко Л. М., Виробництво хлору, каустичної соди і неорганічних хлорпродуктов, М., 1974; Некрасов Б. В., Основи загальної хімії, 3 вид., [т.] 1, М., 1973; Шкідливі речовини в промисловості, під ред. Н. В, Лазарева, 6 видавництво ., т. 2, Л., 1971; Comprehensive inorganic chemistry, ed. JC Bailar [ao], v. 1-5, Oxf. - [ao], 1973. , способствуя удержанию тканями воды. Регуляция кислотно-щелочного равновесия в тканях осуществляется наряду с др. процессами путём изменения в распределении Х. между кровью и др. тканями. Х. участвует в энергетическом обмене у растений, активируя как окислительное фосфорилирование, так и фотофосфорилирование. Х. положительно влияет на поглощение корнями кислорода. Х. необходим для образования кислорода в процессе фотосинтеза изолированными хлоропластами. В состав большинства питательных сред для искусственного культивирования растений Х. не входит. Возможно, для развития растений достаточны весьма малые концентрации Х.

? М. Я. Школьник.

Отравления Х. возможны в химической, целлюлозно-бумажной, текстильной, фармацевтической промышленности и др. Х. раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. К первичным воспалительным изменениям обычно присоединяется вторичная инфекция. Острое отравление развивается почти немедленно. При вдыхании средних и низких концентраций Х. отмечаются стеснение и боль в груди, сухой кашель, учащённое дыхание, резь в глазах, слезотечение, повышение содержания лейкоцитов в крови, температуры тела и т.п. Возможны бронхопневмония, токсический отёк лёгких, депрессивные состояния, судороги. В лёгких случаях выздоровление наступает через 3-7 сут. Как отдалённые последствия наблюдаются катары верхних дыхательных путей, рецидивирующий бронхит, пневмосклероз и др.; возможна активизация туберкулёза лёгких. При длительном вдыхании небольших концентраций Х. наблюдаются аналогичные, но медленно развивающиеся формы заболевания. Профилактика отравлений: герметизация производственного оборудования, эффективная вентиляция, при необходимости использование противогаза. Предельно допустимая концентрация Х. в воздухе производственных помещений 1 мг/м3. Производство Х., хлорной извести и др. хлорсодержащих соединений относится к производствам с вредными условиями труда, где по сов. законодательству ограничено применение труда женщин и несовершеннолетних.

? А. А. Каспаров.

? Лит.: Якименко Л. М., Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов, М., 1974; Некрасов Б. В., Основы общей химии, 3 изд., [т.] 1, М., 1973; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В, Лазарева, 6 изд., т. 2, Л., 1971; Comprehensive inorganic chemistry, ed. J. C. Bailar [a. o.], v. 1-5, Oxf. - [a. o.], 1973.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка