Chlore: Propriétés chimiques et physiques caractéristiques

Dans le chlore nature se trouve à l'état gazeux et que sous la forme de composés avec d'autres gaz. Dans des conditions proches de la normale, il est un gaz corrosif toxique couleur verdâtre. Il a plus de poids que l'air. Il a une odeur douce. molécule de chlore comprend deux atomes. Dans l'état de repos ne brûle pas, mais à des températures élevées engage avec de l'hydrogène, après quoi le risque d'explosion. En conséquence, le gaz est libéré phosgène. Très toxique. Ainsi, même à de faibles concentrations dans l' air (0,001 mg par 1 dm ³⁾ peut entraîner la mort. La principale caractéristique des états de chlore non métalliques qu'il est plus lourd que l'air et par conséquent sera toujours près du sol sous la forme d'une brume jaunâtre-vert.

faits historiques

Pour la première fois dans la pratique, ce matériel a été obtenu en 1774 K. Shelee g. En combinant l'acide chlorhydrique et pyrolusite. Cependant, seulement en 1810 P. Davy a pu caractériser le chlore et d'établir qu'il est un élément chimique séparé.

Il convient de noter que , en 1772, Dzhozef Pristli a pu obtenir du chlorure d'hydrogène – composé chloré avec de l' hydrogène, cependant, de séparer ces deux éléments du chimiste ne pouvait pas.

Caractérisation chimique du chlore

Chloro – groupe d'éléments chimiques de base VII du groupe de classification périodique. Il stockée dans la troisième période, et a un numéro atomique 17 (17 protons dans le noyau). Le non-métal réactif. Cl. lettres dénotés

Il est un représentant typique des halogènes. Ce gaz, sans couleur, mais a une odeur forte, piquante. Habituellement toxiques. Tous les halogènes sont bien dilués dans l'eau. Au contact de l'air humide commencent à fumer.

La configuration électronique externe 3s2Zr5 atome Cl. Par conséquent, dans les composés de l'élément présente des niveaux chimiques d'oxydation sont -1, +1, +3, +4, +5, +6 et +7. Le rayon covalent de l'atome 0,96Å, rayon ionique de 1,83 Å Cl-, l'affinité électronique des atomes de 3,65 eV, 12,87 eV du niveau d'ionisation.

Comme indiqué plus haut, le chlore est un non-métal assez actif qui permet la création de composés avec presque tous les métaux (dans certains cas, en utilisant la chaleur ou par le déplacement de l'humidité bromo) et non-métaux. Sous forme de poudre, il réagit seulement avec des métaux à des températures élevées.

La température de combustion maximale – 2250 ° C. Puisque l'oxygène est capable de former des oxydes, hypochlorites, chlorites et des chlorates. Tous les composés contenant de l'oxygène, sont explosifs en interaction avec des substances oxydables. Il convient de noter que les oxydes de chlore peuvent exploser de façon arbitraire alors que chlorates exploser uniquement lorsqu'ils sont exposés à des initiateurs.

Caractéristiques de chlore en position dans le système périodique:

• substance simple;
• septième élément du groupe du tableau périodique;
• le troisième terme de la troisième rangée;
• septième groupe principal groupe;
• le nombre atomique 17;
• désigne le symbole Cl;
• non métallique réactif;
• est un groupe halogène;
• dans des conditions proches de la normale, il est un gaz toxique couleur vert jaunâtre avec une odeur piquante;
• une molécule d'atome de chlore a 2 (formule Cl _2).

Les propriétés physiques du chlore:

• Point d'ébullition: -34,04 ° C;
• Point de fusion: -101,5 ° C;
• une masse volumique à l'état gazeux – 3, 214 g / l;
• la densité du chlore liquide (période d' ébullition) – 1,537 g / cm ^3;
• la densité du chlore solide – 1,9 g / cm ^3;
• volume spécifique – 1,745 x 10 ^-3 L / g.

Chlore: variations de température caractéristiques

Dans l'état gazeux a la capacité de facilement liquéfié. A une pression de 8 atmosphères et à une température de 20 ° C, elle apparaît sous la forme d'un liquide jaune-verdâtre. Il a des propriétés corrosives très élevées. Comme le montre la pratique, cet élément chimique peut maintenir l'état liquide jusqu'à la température critique (143 ° C), à condition que l'augmentation de pression.

Si elle est refroidie à une température de -32 ° C, il change son état physique d'un liquide quelle que soit la pression atmosphérique. En abaissant encore la température de cristallisation se produit (l'exposant -101 ° C).

Le chlore dans la nature

L'écorce terrestre de chlore ne contient que 0,017%. La majeure partie est dans les gaz volcaniques. Comme indiqué précédemment, le matériau a une plus grande activité chimique, de sorte que se produit naturellement avec d'autres éléments dans les composés. Dans lequel la pluralité de minéraux contenant du chlore. élément caractéristique permet la formation d'une centaine de différents minéraux. En règle générale, ces chlorures métalliques.

En outre, une grande quantité est dans les océans – près de 2%. Cela est dû au fait que les chlorures sont activement et dissolvent se propagent à l'aide des rivières et des mers. Le processus inverse. Le chlore lavé vers le rivage, puis le vent l'emporte à travers le quartier. Voilà pourquoi la plus forte concentration observée dans les zones côtières. Dans les régions arides du monde avant nous gaz est formé par évaporation de l' eau, où apparaissent la solution saline. Chaque année dans le monde produit environ 100 millions de tonnes de la substance. Cela, cependant, n'est pas surprenant, car il y a beaucoup de champs qui contiennent du chlore. Caractéristique de lui, cependant, dépend en grande partie précisément sur sa situation géographique.

Les procédés de production de chlore

Aujourd'hui, il existe plusieurs méthodes pour la production de chlore, dont les plus courantes sont les suivantes:

1. Diaphragme. Il est plus facile et moins coûteuse. La saumure dans une électrolyse à membrane pénètre dans l'espace de l'anode. En outre, sur un flux de cathode à mailles en acier dans l'ouverture. Il contient une petite quantité de fibres polymères. Une caractéristique importante de ce dispositif est à contre-courant. Il est dirigé depuis le compartiment d'anode à la cathode, ce qui permet de recevoir des liqueurs séparés et chloro.

2. Membrane. Le plus économe en énergie, mais l'organisation slozhnoosuschestvim. Similaire au diaphragme. La différence est que l'anode et la cathode de l'espace sont complètement séparés par une membrane. Par conséquent, les résultats de sortie en deux courants séparés.

Il convient de noter que la caractérisation du produit chimique. élément (chlore) obtenu par ces procédés seront différents. Plus « propre » est considérée comme une méthode de membrane.

3. La méthode de mercure à cathode liquide. Par rapport à d'autres technologies, cette option vous permet de recevoir le chlore le plus pur.

Schéma de principe de l'installation se compose de la cellule et la pompe reliés entre eux et l'amalgame décomposeur. Comme la cathode est pompée avec une solution de sel de mercure de la pompe et une anode – carbone ou des électrodes en graphite. Le principe de l'installation est le suivant: l'électrolyte est libéré du chlore qui est évacué de la cellule avec l'anolyte. De ce dernier impureté est éliminé et les résidus de chlore donasyschayut halite et renvoyé à nouveau à l'électrolyse.

Exigences pour la sécurité et la production non rentables a conduit au remplacement d'un liquide à cathode solide.

L'utilisation du chlore dans les applications industrielles

propriétés actives de chlore permettent son utilisation dans l'industrie. Avec cet élément chimique recevoir différents composés organochlorés (chlorure de vinyle, chloro-caoutchouc, etc.), des médicaments, des désinfectants. Mais la plus grande niche occupée dans l'industrie est la production de l' acide chlorhydrique et de la chaux.

Largement utilisé des méthodes pour la purification de l'eau potable. À ce jour, en essayant de se éloigner de cette méthode, le remplacer par ozonation, parce que nous considérons la substance a un impact négatif sur le corps humain, détruit l'eau chlorée également des pipelines. Elle est causée par le fait que dans l'état libre Cl effet nuisible sur les tuyaux fabriqués à partir de polyoléfines. Néanmoins, la plupart des pays donnent la préférence à la méthode de chloration.

En outre, le chlore est utilisé dans la métallurgie. Grâce à elle, recevoir un certain nombre de métaux rares (niobium, tantale, titane). Dans l'industrie chimique utiliser activement les différents composés organochlorés pour lutter contre les mauvaises herbes et à d'autres fins agricoles, et l'élément est utilisé comme agent de blanchiment.

En raison de sa structure chimique chloro détruit la plupart des colorants organiques et inorganiques. Ceci est réalisé grâce à la pleine blanchiment. Ce résultat est possible uniquement si la présence d'eau, pour le procédé de blanchiment est due à l' oxygène atomique, qui est formée après la désintégration du chlore: Cl ₂ + H ₂ O → HCl + HClO → 2HCl + O. Cette méthode a trouvée il y a l' application siècles et est populaire et ce jour-là.

Une utilisation très populaire de cette substance pour les insecticides organochlorés. Ces produits agricoles tuent les organismes nuisibles, laissant des plantes intactes. Une partie importante du chlore total produit dans le monde va à l'agriculture.

Il est également utilisé dans la fabrication de mélanges de caoutchouc et de plastique. Avec leur aide, en isolant des fils, la papeterie, le matériel, la coquille des appareils ménagers, et ainsi de suite. D. Il y a un avis que les caoutchoucs obtenus de cette façon, nuire à l'homme, mais il n'est pas confirmée par la science.

Il convient de noter que le chlore (matière caractéristique a été décrite en détail plus haut) et ses dérivés tels que le gaz moutarde et du phosgène, utilisé dans des applications militaires pour les agents de guerre chimique.

Le chlore en tant que représentant lumineux des non-métaux

– substances non métalliques simples, qui comprennent les gaz et les liquides. Dans la plupart des cas, ils conduisent l'électricité pire que les métaux et ont des différences importantes dans les caractéristiques physiques et mécaniques. Avec un haut niveau d'ionisation capable de former un composé chimique covalente. La description suivante de l'exemple du chlore non métallique sera donnée.

Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, cet élément chimique est un gaz. Dans des circonstances normales, il est tout à fait des propriétés similaires à celles absentes des métaux. Sans l'aide extérieure ne peut pas réagir avec l'oxygène, l'azote, le carbone et d'autres. Son présentent des propriétés d'oxydation des connexions avec un simple et certaines substances complexes. Il fait référence aux halogènes, qui reflète clairement dans ses caractéristiques chimiques. Les composés avec le reste des halogènes (brome, astate, iode), les déplace. Le chlore gazeux (caractéristique de lui – une preuve directe) est bien dissous. Il est un excellent désinfectant. ne tue que les organismes vivants, ce qui le rend indispensable dans l'agriculture et la médecine.

Utiliser comme poison

Caractéristiques atome de chlore permet son utilisation comme agent toxique. Gas a d'abord été utilisé par l'Allemagne, le 22/04/1915, au cours de la Première Guerre mondiale, en raison de la mort d'environ 15 mille. Homme. À l'heure actuelle, que le poison ne s'applique pas.

Donnons une brève description d'un élément chimique comme agent d'étouffement. Elle affecte le corps humain par asphyxie. Fournir d'abord une irritation des voies respiratoires supérieures et une irritation des yeux. Il commence par la toux des épisodes de dyspnée. Ensuite, pénétrant dans les poumons, le gaz corrode le tissu pulmonaire, qui se traduit par un œdème. Important! Le chlore est une substance rapide.

En fonction de la concentration dans l'air, les symptômes peuvent être différents. A faibles concentrations, chez l'homme rougeur des muqueuses, léger essoufflement. Contenu dans l'atmosphère de 1,5-2 g / m ³ provoque la gravité et de sensations fortes dans la poitrine, douleur vive dans les voies respiratoires supérieures. En outre, l'État peut être accompagné d'une forte larmoiement. Après 10-15 minutes dans une chambre avec une telle concentration de chlore se produit poumons solides de la combustion et la mort. Lorsque des concentrations plus denses mort possible à quelques minutes de la paralysie des voies respiratoires supérieures.

Lorsque vous travaillez avec cette substance est recommandé d'utiliser des vêtements de protection, un masque, des gants.

Le chlore dans la vie des organismes et des plantes

Le chlore est une partie d'organismes vivants presque tous. Caractéristique est qu'il peut ne pas être présent sous forme pure et sous forme de composés.

Dans les organismes animaux et humains des ions chlore est maintenu l'égalité osmotique. Elle est causée par le fait qu'ils ont la gamme la plus appropriée pour la pénétration de la membrane cellulaire. Avec les ions potassium Cl régule l'équilibre de l'eau et le sel. Dans l'intestin, les ions chlore créent un environnement favorable à l'action des enzymes protéolytiques du suc gastrique. canaux chlorure sont fournis dans de nombreuses cellules du corps. A travers leurs fluides intercellulaires se produit et le pH maintenu cellules. Environ 85% du volume total de cet élément dans le corps est dans l'espace intercellulaire. Excrétée par l'urètre. Elle est produite par le corps de la femme dans le processus de l'allaitement.

A ce stade de développement est unique difficile de dire exactement ce que la maladie provoque le chlore et ses composés. Cela est dû à l'absence de recherche dans ce domaine.

En outre, les ions chlore sont présents dans les cellules végétales. Il est activement impliqué dans le métabolisme énergétique. Sans cet élément du processus de la photosynthèse est impossible. Avec ses racines d'absorber activement les substances nécessaires. Cependant, une grande concentration de chlore dans les plantes capables d'exercer une influence délétère (ralentir le processus de la photosynthèse, arrêter le développement et la croissance).

Cependant, il y a des représentants de la flore qui ont pu « faire des amis », ou au moins obtenir avec l'élément. Caractéristique non métallique (chlore) contient tel point que la capacité d'une substance à oxyder les sols. Dans l'évolution des plantes mentionnées ci-dessus, appelées halophytes, les marais salants ont occupé le vide, qui étaient vides en raison d'une surabondance de cet élément. Ils absorbent des ions de chlore, puis se débarrasser d'eux au moyen de la chute des feuilles.

Transport et stockage de chlore

Il y a plusieurs façons de se déplacer et de chlore magasin. élément Feature nécessite des cylindres spéciaux à haute pression. Ces conteneurs ont des marques d'identification – une ligne verte verticale. réservoirs mensuels doivent être soigneusement nettoyés. un stockage prolongé du précipité dans celui-ci de chlore est formé qui est hautement explosif – trichlorure d'azote. Le non-respect des règles de sécurité possible inflammation spontanée et d'explosion.

Etude du chlore

chlore futurs des chimistes doit être connue caractéristique. En vertu du plan, de 9 élèves peuvent même mettre des expériences en laboratoire avec cette substance sur la base des connaissances de base sur le sujet. Bien sûr, l'enseignant est tenu de dispenser une formation de sécurité.

La procédure fonctionne comme suit: vous devez prendre le ballon et verser le chlore dans ce copeau. En vol, les puces clignoteront des étincelles de lumière vive et en même temps , il est facile de fumée blanche SbCl _3. Lorsqu'il est immergé dans un récipient de papier d'aluminium de chlore, il est également à auto-allumage, mais sur le fond du flacon abaisser lentement les flocons de feu. Au cours de cette réaction un liquide fumé – _SnCl4. Lorsque vous placez les dépôts de fer dans un récipient formé rouge « gouttes » et apparaît la fumée rouge FeCl _3.

En plus du travail pratique est la théorie répétée. En particulier, une telle question comme caractéristique de chlore de la position dans le système périodique (décrit au début).

En tant que résultat d'expériences, il apparaît que cet élément réagit à des composés organiques. Si vous mettez dans un bocal avec de la laine de coton imbibé de chlore térébenthine précédemment, instantanément mis à feu, et le ballon troupeaux fortement la suie. En effet couvant jaunâtre sodium feu, et sur les murs des cristaux de sel verrerie apparaissent. Les étudiants seront intéressés d'apprendre que, tout en un jeune chimiste, NN Semenov (plus tard prix Nobel), ayant une telle expérience, recueillie des parois du flacon, et le sel, saupoudré de son pain et mangé. La chimie était bonne et n'a pas laissé le scientifique. En conséquence d'une expérience chimique Excitée sel de table ordinaire!