Хлор

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н. И. Вавилова» Факультет ветеринарной медицины, пищевых и биотехнологий Реферат. По дисциплине «Общая неорганическая химия » На тему: «Хлор»                                                       Студентка: Гусева Валерия Валерьевна                  Группа: Б­БТ­101 1 Содержание 1.Расположение Хлора в периодической системе химических элементов Д.И.  Менделеева 2.Нахождение в природе. 3.Получение Хлора  в лаборатории и в промышленности. 4.Физические свойства. 5.Химические свойства 6.Важнейшие соединения . 7.Применение Хлора и их соединений. Список источников. 2 1.Расположение Хлора в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева. Хлор ­ элемент 17­й   группыпериодической   таблицы   химических элементов (по устаревшей классификации — элемент главной подгруппы VII группы),  третьего   периода,  с атомным   номером 17,  атомная  масса 35,453 . символом Cl. Обозначается   2.Нахождение в природе. В   природе   встречаются   два изотопа   хлора 35Cl   и 37Cl.   В   земной   коре хлор   самый   распространённый   галоген.   Хлор   очень   активен —   он непосредственно   соединяется   почти   со   всеми   элементами   периодической системы.   Поэтому   в   природе   он   встречается   только   в   виде   соединений   в составе минералов: галита NaCl, сильвина KCl, сильвинита KCl∙NaCl, бишофита MgCl2∙6Н2О, кар наллита KCl∙MgCl2∙6Н2O, каинита KCl∙MgSO4∙3Н2О. Самые   большие   запасы   хлора   содержатся   в   составе   солей   вод   морей   и океанов (содержание   в морской   воде 19   г/л).   На   долю   хлора   приходится 0,025 % от   общего   числа   атомов земной   коры; кларковое   число хлора — 0,017 %. Человеческий организм содержит 0,25 % ионов хлора по массе. В организме человека и животных хлор содержится в основном в межклеточных жидкостях   (в   том   числе   в   крови)   и   играет   важную   роль   в   регуляции осмотических процессов, а также в процессах, связанных с работой нервных клеток. 3.Получение Хлора в лаборатории и в промышленности. методы. Электрохимические Сегодня хлор в промышленных масштабах получают вместе с гидроксидом натрия и водородом путём электролиза раствора поваренной соли, основные процессы которого можно представить суммарной формулой:   2NaCl + 2H2О ±2е­   H→ 2 ↑  + Cl 2 ↑  + 2NaOH 3 Диафрагменный метод. Ртутный метод с жидким катодом. Лабораторные методы Ввиду   доступности   хлора   в   лабораторной   практике   обычно используется сжиженный хлор в баллонах.Для получения хлора в небольших количествах   обычно   используются   процессы,   основанные   на   окислении хлороводорода сильными окислителями (например, оксидом марганца (IV), перманганатом калия, дихроматом калия, диоксид свинца, бертолетова соль и т.п.), обычно использовался диоксид марганца или перманганат калия: 2KMnO4 + 16HCl  →  2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl2  +8H↑ 2O При   невозможности   использования   баллонов   могут   быть   использованы небольшие   электролизеры   с   обычным   или   вентильным   электродом   для получения хлора. 4.Физические свойства. При   нормальных   условиях   хлор   —   жёлто­зелёный   газ   с  удушающим запахом. Xлор имеет tкип ­ 34,05 °С, tплав ­ 101 °С. Плотность газообразного хлора при нормальных условиях 3,214 г/л. Xлор хорошо растворяется в ТiСl4, SiCl4, SnCl4 и некоторых органических растворителях (особенно в гексане и четырёххлористом углероде). Молекула хлора двухатомна (Cl2). 5.Химические свойства Хлора. Химически хлор очень активен, непосредственно соединяется почти со всеми   металлами   (с   некоторыми   только   в   присутствии   влаги   или   при нагревании)   и   с   неметаллами   (кроме   углерода, азота, кислорода,   инертных газов), образуя соответствующие хлориды, вступает в реакцию со многими соединениями,   замещает   водород   в   предельных   углеводородах   и присоединяется к ненасыщенным соединениям. Хлор вытесняет бром и иод из их   соединений   с   водородом   и   металлами;   из   соединений   хлора   с   этими элементами   он   вытесняется   фтором.   Щелочные   металлы   в   присутствии следов   влаги   взаимодействуют   с   хлором   с   воспламенением,   большинство металлов реагирует с сухим хлором только при нагревании. Сталь, а также 4 некоторые металлы стойки в атмосфере сухого хлора в условиях невысоких температур, поэтому их используют для изготовления аппаратуры и хранилищ для сухого хлора. Фосфор воспламеняется в атмосфере хлора, образуя РСl3, а при дальнейшем хлорировании ­ РСl5; сера с хлором при нагревании дает S2Сl2,   SСl2 и   другие   SnClm.   Мышьяк,   сурьма,   висмут,   стронций,   теллур энергично   взаимодействуют   с   хлором.   Смесь   хлора   с   водородом   горит бесцветным   или   желто­зеленым   пламенем   с   образованием   хлористого водорода (это цепная реакция). Максимальная температура водородно­хлор­ ного пламени 2200 °С. Смеси хлора с водородом, содержащие от 5,8 до 88,3% H2, взрывоопасны.    С кислородом хлор образует окислы: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7, Cl2O8, а также гипохлориты   (соли   хлорноватистой   кислоты),   хлориты,   хлораты   и перхлораты.   Все   кислородные   соединения   хлора   образуют   взрывоопасные смеси   с   легко   окисляющимися   веществами.   Окислы   хлора   малостойки   и могут   самопроизвольно   взрываться,   гипохлориты   при   хранении   медленно разлагаются,   хлораты   и   перхлораты   могут   взрываться   под   влиянием инициаторов.     Xлор в воде гидролизуется, образуя хлорноватистую и соляную кислоты: Сl2 + Н2О   НСlО + НСl.   → При   хлорировании   водных   растворов   щелочей   на   холоду   образуются гипохлориты и хлориды: 2NаОН + Сl2 = NаСlO + NаСl + Н2О, а при нагревании ­ хлораты.  6.Важнейшие соединения. Хлористый   водород   (соляная   кислота)HCl. Cодержится   в вулканических газах и водах, в желудочном соке. Является бесцветным газом, на  воздухе  дымит  вследствие  образования  с  парами  воды  капелек   тумана. Обладает   резким   запахом,   сильно   раздражает   верхние   дыхательные   пути, обладает очень кислым вкусом. tпл=­112оС [1], tкип=­84оС . Оксид   хлора   (I)   Cl2O. Газ   буровато­желтого   цвета   с   резким запахом. tпл=­116оС, tкип=2оС. Поражает дыхательные органы. 5 Хлорноватистая кислота HClO. Существует только в растворах. Это слабая   и   неустойчивая   кислота.   Легко   разлагается   на   соляную   кислоту   и кислород. Сильный окислитель. Образуется при растворении хлора в воде. Хлористая кислота HClO2. Оксид хлора (IV) ClO2. Зеленовато­желтый газ с неприятным (резким) запахом, плотность относительно воздуха равна 2,315. tкип=11оС, tпл=­59оС. Газ легко   сжижается   в   красно­коричневую   жидкость..   Является   сильным окислителем. В лаборатории получают действием крнцентрированной серной кислоты на бертолетову соль. Хлорноватая   кислота   HClO3. В   свободном   виде   нестабильна: диспропорционирует   на   ClO2 и   HClO4.   Получают   действием   на   ее   соли разбавленной серной кислоты. Хлорная   кислота   HClO4. tпл=­101оС, tкип=16оС.   В   водных   растворах хлорная   кислота   ­   самая   устойчивая   из   всех   кислородсодержащих   кислот хлора. В разбавленных растворах находит применение в качестве реактива при химических анализах. Безводная окисляет бумагу, дерево, уголь до их воспламенения. 7.Применение элемента и их соединений. Хлор   применяют   во   многих   отраслях   промышленности,   науки   и бытовых нужд: 1.В производстве поливинилхлорида, пластикатов, синтетического каучука, из которых   изготавливают:   изоляцию   для   проводов,   оконный   профиль, упаковочные материалы, одежду и обувь, линолеум и грампластинки, лаки, аппаратуру   и   пенопласты,   игрушки,   детали   приборов,   строительные материалы.   Поливинилхлорид   производят   полимеризацией   винилхлорида, 6 который сегодня чаще всего получают из этилена сбалансированным по хлору методом через промежуточный 1,2­дихлорэтан. 2.Отбеливающие свойства хлора известны с давних времен, хотя не сам хлор «отбеливает»,   а   атомарный   кислород,   который   образуется   при   распаде хлорноватистой кислоты: Cl2 + H2O   2HCl + O•. Этот способ отбеливания тканей, бумаги, картона используется уже несколько веков.  HCl + HClO  → → 3.Производство   хлорорганических   инсектицидов   —   веществ,   убивающих вредных для посевов насекомых, но безопасные для растений. На получение средств   защиты   растений   расходуется   значительная   часть   производимого хлора. Один из самых важных инсектицидов — гексахлорциклогексан. Это вещество впервые синтезировано ещё в 1825 г. Фарадеем, но практическое применение   нашло   только   через   100   с   лишним   лет   —   в   30­х   годах   ХХ столетия. 4.Использовался как боевое отравляющее вещество, а также для производства других боевых отравляющих веществ: иприт, фосген.   процессы.   окислительно­восстановительные 5.Для обеззараживания воды — «хлорирования». Наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды; основан на способности свободного хлора   и   его   соединений   угнетать   ферментные   системы   микроорганизмов катализирующие   Для обеззараживания питьевой воды применяют: хлор, двуокись хлора, хлорамин и хлорную известь. СанПиН 2.1.4.1074­01 устанавливает следующие пределы допустимого   содержания   свободного   остаточного   хлора   в   питьевой   воде централизованного   водоснабжения   0.3   —   0.5   мг/л.   Ряд   учёных   и   даже политиков в России критикуют саму концепцию хлорирования водопроводной воды.   Альтернативой   является   озонирование.   Материалы,   из   которых изготовлены   водопроводные   трубы,   по   разному   взаимодействуют   с хлорированной водопроводной водой. Свободный хлор в водопроводной воде существенно сокращает срок службы трубопроводов на основе полиолефинов: полиэтиленовых   труб   различного   вида,   в   том   числе   сшитого   полиэтилена, большие известного как ПЕКС. В США для контроля допуска трубопроводов из полимерных материалов к использованию в водопроводах с хлорированной водой вынуждены были принять 3 стандарта: ASTM F2023 применительно к трубам из сшитого полиэтилена и горячей хлорированной воде, ASTM F2263 применительно к полиэтиленовым трубам всем и хлорированной воде и ASTM F2330 применительно к многослойным трубам и горячей хлорированной воде. 7 В   части   долговечности   при   взаимодействии   с   хлорированной   водой положительные результаты демонстрируют медные водопроводные трубы. 6.В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E925. 7.В   химическом   производстве   соляной   кислоты,   хлорной   извести, бертолетовой соли, хлоридов металлов, ядов, лекарств, удобрений. 8.В металлургии для производства чистых металлов: титана, олова, тантала, ниобия. 9.Как индикатор солнечных нейтрино в хлор­аргонных детекторах. Список источников: 1. Химия, 8 класс, Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н., Жегин А.Ю., 2005. 2.Химия,9 класс, Аскаров И.Р., Тухтабаев Н.Х., Гапиров К.Г., 2006. 3. Как образуется химическая связь и протекают химические реакции, Ганкин В.Ю., Ганкин Ю.В., 2007. 4.Удивительная   химия.,Леенсон   И.   А.,   Монахова   И.А.,   Забокрицкий   М.П., 2009. 5.Как и почему происходят химические реакции, Леенсон И.А., 2010. 6.Неорганическая   химия,   Курс   лекций,   Кирик   С.Д.,   Королева   Г.А., Вострикова Н.М., 2008. 7.Лабораторный практикум по общей и неорганической химии, Руководство к лабораторным работам, Часть 2, Безрукова С.А., Андреев В.А., 2011. 8.Химия, Никитина Е.В., Никоненко Е.А., Медведев Д.А., Евтюхов С.А., 2015. 8