Chlór: charakteristika chemických a fyzikálních vlastností

Bez ohledu na to, jak negativně působíme na veřejné toalety, příroda diktuje vlastní pravidla a musíme je navštěvovat. Kromě přírodních (pro toto místo) pachy, další známé vůně je bělící dezinfekce místnosti. Získalo jméno kvůli hlavní účinné látce - Cl. Dejte nám vědět o tomto chemickém prvku a jeho vlastnostech, stejně jako o charakteristice chlóru na pozici v periodickém systému.

Jak byla tato položka otevřena

První sloučenina obsahující chlor (HCl) byla syntetizována v roce 1772 britským knězem Joseph Priestley.

Po dvou letech jeho švédský protějšek Karl Scheele dokázal popsat způsob, jakým je Cl extrahován pomocí reakce mezi nimi kyselina chlorovodíková a oxid manganičitý. Nicméně, tento chemik nerozuměl tomu, že byl jako výsledek syntetizován nový chemický prvek.

Téměř 40 let trvalo vědci, aby se naučili, jak extrahovat chlór v praxi. Toto bylo nejprve provedeno britským Humphry Davy v roce 1811. Současně používal jinou reakci než jeho předchůdci teoretici. Davy pomocí elektrolýzy rozložené do složek NaCl (známé většinou jako kuchyňská sůl).

Po zkoumání látky si britský chemik uvědomil, že je to elementární. Po tomto objevu Davy nejen nazýval chlor (chlor), ale dokázal charakterizovat chlór, i když byl velmi primitivní.

Chlor se díky Josephu Gay-Lussacu stal chlórem (chlorem) a dnes je ve francouzštině, němčině, ruštině, běloruském, ukrajinském, českém, bulharském a v některých dalších jazycích. V angličtině se dodnes používá název "chlor" a v italštině a španělštině "chlor".

Dotčený prvek byl podrobněji popsán Jensem Berzeliusem v roce 1826. Byl to ten, kdo dokázal určit atomovou hmotu.

Co je chlor (Cl)

Po zvážení historie objevu tohoto chemického prvku stojí za to vědět víc.

Název chlóru byl odvozen z řeckého slova "χλωρός" ("zelený"). Byl podán kvůli žlutozelené barvě látky

Chlór existuje nezávisle jako diatomický plyn Cl _2, avšak v této podobě v přírodě se prakticky nevyskytuje. Častěji se objevuje v různých souvislostech.

Kromě charakteristického odstínu má chlór také sladkotěsný zápach. Je to velmi toxická látka, proto pokud se uvolní do ovzduší a vdechne člověk nebo zvíře, může to vést k jejich smrti během několika minut (v závislosti na koncentraci Cl).

Vzhledem k tomu, že je chlor téměř 2,5násobně těžší než vzduch, bude vždy pod ním, tedy blízko samotné půdy. Z tohoto důvodu, pokud je podezření na Cl, měl by člověk stoupat co nejvyšší, protože bude mít nižší koncentraci tohoto plynu.

Na rozdíl od některých jiných toxických látek mají také produkty obsahující chlór charakteristickou barvu, která jim umožní vizuálně identifikovat a podniknout kroky. Většina standardních plynových masek pomáhá chránit dýchací orgány a sliznice Cl. Pro úplnou bezpečnost je však třeba přijmout závažnější opatření, včetně neutralizace toxických látek.

Stojí za zmínku, že používání chloru Němci jako jedovatý plyn v roce 1915 začalo děj chemických zbraní. V důsledku použití téměř 200 tun látky bylo během několika minut otráveno 15 000 lidí. Třetina z nich zemřela téměř okamžitě, třetí dostala trvalé škody a pouze 5 tisíc se podařilo uniknout.

Proč je taková nebezpečná látka stále zakázána a miliony tun se vyrábějí ročně? Je to všechno o jeho speciálních vlastnostech, ale pochopit je, je třeba vzít v úvahu vlastnosti chlóru. Nejjednodušší způsob, jak to udělat, je pomocí periodické tabulky.

Charakteristika chlóru v periodickém systému

• Chlór je prostá látka.
• To má sedmnácté číslo v pořadí (má 17 protonů v atomovém jádru).
• Nachází se ve třetím a třetím řádku.
• Chlor se nachází ve skupině VII (podskupina "a").
• Atomová hmotnost Cl je 35,453 a. m.
• Molekula jednoduché látky chlóru se skládá ze dvou atomů: Cl _{2 .}
• Chlór je nekovový a jde do skupiny halogenů. Mimochodem, v minulosti chtěli tento termín nazvat tento prvek. Později se však stalo běžným názvem 17. skupiny. Kromě chlóru zahrnují atomy fluoru fluor, brom, jod, atstatin a nedávno objevený tennesin.
• Elektronická konfigurace chlór - 3s ² 3p ⁵ .
• Atom Cl na úrovni valence obsahuje jeden nepárový elektron. Díky tomu je valence I velmi stabilní (NaCl, Cl ₂ ).
• Tento prvek na atomové úrovni má prázdnou orbitální d-subblevel. Díky tomu je chlor schopen rozlišit oxidačních stavů (od -1 do +7).

Chlor jako halogen

Kromě extrémní toxicity a žíravého zápachu (charakteristického pro všechny členy této skupiny) je Cl dokonale rozpustný ve vodě. Praktickým potvrzením je přidání čisticích prostředků obsahujících chlor s vodou do bazénů.

Po kontaktu s vlhkým vzduchem začne daná látka kouřit.

Cl vlastnosti jako nekovové

Vzhledem k chemickým vlastnostem chloru je třeba věnovat pozornost jeho nekovovým vlastnostem.

Má schopnost tvořit sloučeniny s téměř všemi kovy a nekovy. Jako příklad lze citovat reakci s atomy železa: 2Fe + 3Cl2e → 2FeCl3 _.

Často pro provádění reakcí je nutné použít katalyzátory. H ₂ O může tuto roli hrát.

Často jsou reakce s Cl endotermické povahy (absorbují teplo).

Je třeba poznamenat, že v krystalické formě (ve formě prášku) chlór interaguje s kovy pouze při zahřátí na vysoké teploty.

Reakcí s jinými nekovy (s výjimkou O ₂ ↑, N, F, C a inertních plynů) tvoří Cl sloučeniny - chloridy.

Při reakci s O ₂ ↑ extrémně nestabilní a oxidy náchylné k rozpadu. V nich je stupeň oxidace Cl schopen se projevit od +1 do +7.

Při interakci s F se tvoří fluoridy. Stupeň oxidace se může lišit.

Chlór: charakteristika látky z hlediska jejích fyzikálních vlastností

Kromě chemických vlastností má daný prvek také fyzikální vlastnosti.

• Jak je uvedeno výše, plynný stav (za normálních podmínek) je pro danou látku přirozený. Když se teplota mění, je však schopna zůstat jak v kapalině, tak v pevném stavu.
• Barva: žlutozelená.
• Hustota Cl za standardních podmínek je 3,214 g / l.
• Když se změní hustota varu (kapalina) a stane se 1 537 g / cm ³ .
• V pevném stavu agregace získává Cl hustotu 1,9 g / cm3.
• Atomový poloměr je 0,073 nm.
• Chlor má teplotu varu -34 stupňů Celsia.
• Bod tání je -100 stupňů Celsia.
• Specifický objem chloru je 1,745 x ^10-3 l / g.

Vliv teploty na stav agregace Cl

Po zvážení fyzikálních vlastností prvku chlóru rozumíme, že je schopen projít do jiného stavu agregace. Vše závisí na teplotě.

V normálním stavu je Cl plyn s vysokými korozními vlastnostmi. Může se však snadno zkapalnit. To je ovlivněno teplotou a tlakem. Pokud je například 8 atmosfér a teplota je +20 stupňů Celsia, Cl ₂ - kyselé žluté kapaliny. Tento agregativní stav je schopen udržet až +143 stupňů, pokud tlak i nadále stoupá.

Po dosažení -32 ° C stav chloru přestává záviset na tlaku, a zůstává tekutý.

Krystalizace látky (pevný stav) nastává při -101 stupňů.

Kde existuje Cl v přírodě?

Po zvážení obecných charakteristik chlóru stojí za to vědět, kde se v přírodě může objevit takový neklidný prvek.

Vzhledem k vysoké reaktivitě se téměř nikdy neobjevuje ve své čisté podobě (proto na počátku studie vědci tohoto prvku trvali roky, než se naučili syntetizovat). Cl se obvykle vyskytuje ve směsích různých minerálů: halit, sylvin, kainit, bischofit atd.

Nejčastěji je obsažena v soli extrahované z mořské nebo oceánské vody.

Účinky na tělo

Při uvážení vlastností chlóru již mnohokrát bylo řečeno, že je extrémně toxický. Současně jsou atomy látky obsaženy nejen v minerálech, ale prakticky ve všech organismech, od rostlin až po člověka.

Kvůli speciálním vlastnostem přenášejí chlorové ionty buněčné membrány lépe než ostatní (proto je více než 80% veškerého chloru v lidském těle v mezilidulovém prostoru).

Spolu s K, Cl je zodpovědný za regulaci rovnováhy vody a soli a v důsledku toho za osmotickou rovnost.

Přes tak důležitou roli v těle, ve své čisté podobě, Cl ₂ zabíjí všechny živé věci - od buněk po celé organismy. Ovšem v kontrolovaných dávkách as krátkodobou expozicí nemá čas způsobit poškození.

Živým příkladem posledního příkazu je libovolný fond. Jak víte, voda v těchto institucích je dezinfikována Cl. Současně, pokud osoba zřídka navštěvuje takovou instituci (jednou týdně nebo měsíc), je nepravděpodobné, že bude trpět přítomností této látky ve vodě. Zaměstnanci těchto institucí, zejména ti, kteří většinu dne stráví ve vodě (záchranáři, instruktoři), často trpí kožními chorobami nebo oslabenou imunitou.

Ve spojitosti se všemi těmito skutečnostmi je nutno provést sprchu po návštěvě bazénů - aby se umyli zbytky chlóru z kůže a vlasů.

Používání Cl člověkem

Vzhledem k charakteristice chlóru je to "kaprizující" prvek (pokud jde o interakci s jinými látkami), bude zajímavé zjistit, že se v průmyslu používá poměrně často.

Nejdříve se používá k dezinfekci mnoha látek.

Cl se také používá při výrobě některých druhů pesticidů, které pomáhají šetřit plodinu před škůdci.

Schopnost této látky interagovat s téměř všemi prvky periodické tabulky (charakteristika chloru jako nekovového) pomáhá s pomocí při extrakci určitých druhů kovů (Ti, Ta a Nb), stejně jako vápna a kyselina chlorovodíková.

Kromě všech výše uvedených skutečností se Cl používá při výrobě průmyslových látek (polyvinylchlorid) a léků (chlorhexidin).

Za zmínku stojí, že dnes byl nalezen účinnější a bezpečnější dezinfekční prostředek - ozon (O ₃ ). Nicméně jeho výroba je dražší než chlor a tento plyn je ještě více nestabilní než chlor (stručný popis fyzikálních vlastností 6-7 p.). Proto jen málo lidí si může dovolit ozonizovat místo chlorace.

Jak se vyrábí chlor

Dnes existuje mnoho způsobů, jak tuto látku syntetizovat. Všechny jsou rozděleny do dvou kategorií:

• Chemické.
• Elektrochemický.

V prvním případě je Cl získán kvůli chemická reakce. V praxi jsou však velmi nákladné a neúčinné.

Proto v oboru preferují elektrochemické metody (elektrolýza). Existují tři z nich: membrána, membrána a ortuťová elektrolýza.