คุณสมบัติการฟอกขาวของคลอรีน คลอรีนในธรรมชาติ คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี

คลอรีนได้รับครั้งแรกในปี พ.ศ. 2315 โดย Scheele ซึ่งบรรยายถึงการปลดปล่อยในระหว่างปฏิกิริยาระหว่างไพโรลูไซต์กับกรดไฮโดรคลอริกในบทความของเขาเกี่ยวกับไพโรลูไซต์: 4HCl + MnO 2 = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O
Scheele สังเกตเห็นกลิ่นของคลอรีน คล้ายกับกลิ่นของกรดกัดทอง ความสามารถในการทำปฏิกิริยากับทองคำและแท่งชาด และคุณสมบัติในการฟอกขาว อย่างไรก็ตาม Scheele ตามทฤษฎีโฟลจิสตันซึ่งมีความโดดเด่นในวิชาเคมีในขณะนั้น เสนอว่าคลอรีนคือกรดไฮโดรคลอริกที่ถูก dephlogisticated นั่นคือกรดไฮโดรคลอริกออกไซด์
แบร์ทอลเลต์และลาวัวซิเยร์แนะนำว่าคลอรีนเป็นออกไซด์ของธาตุมูเรีย แต่ความพยายามที่จะแยกคลอรีนออกก็ยังไม่ประสบผลสำเร็จจนกระทั่งงานของเดวี ซึ่งสามารถย่อยสลายเกลือแกงให้เป็นโซเดียมและคลอรีนโดยอิเล็กโทรไลซิสได้
ชื่อของธาตุมาจากภาษากรีก clwroz- "สีเขียว".

อยู่ในธรรมชาติได้รับ:

คลอรีนธรรมชาติเป็นส่วนผสมของสองไอโซโทป 35 Cl และ 37 Cl ในเปลือกโลก คลอรีนเป็นสารฮาโลเจนที่พบมากที่สุด เนื่องจากคลอรีนมีฤทธิ์มาก โดยธรรมชาติแล้วจะเกิดขึ้นในรูปแบบของสารประกอบในแร่ธาตุเท่านั้น: halite NaCl, sylvite KCl, sylvinite KCl NaCl, bischofite MgCl 2 6H 2 O, carnallite KCl MgCl 2 6H 2 O, kainite KCl MgSO 4 · 3H 2 O. คลอรีนสำรองที่ใหญ่ที่สุดบรรจุอยู่ในเกลือของน้ำทะเลและมหาสมุทร
ในระดับอุตสาหกรรม คลอรีนถูกผลิตร่วมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์และไฮโดรเจนโดยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายเกลือแกง:
2NaCl + 2H 2 O => H 2 + Cl 2 + 2NaOH
ในการนำคลอรีนกลับมาจากไฮโดรเจนคลอไรด์ซึ่งเป็นผลพลอยได้ในระหว่างการคลอรีนทางอุตสาหกรรมของสารประกอบอินทรีย์ จะใช้กระบวนการ Deacon (ปฏิกิริยาออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาของไฮโดรเจนคลอไรด์กับออกซิเจนในบรรยากาศ):
4HCl + O 2 = 2H 2 O + 2Cl 2
กระบวนการที่มักใช้ในห้องปฏิบัติการจะขึ้นอยู่กับการออกซิเดชันของไฮโดรเจนคลอไรด์กับสารออกซิไดซ์ที่แรง (เช่น แมงกานีส (IV) ออกไซด์, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, โพแทสเซียมไดโครเมต):
2KMnO 4 + 16HCl = 5Cl 2 + 2MnCl 2 + 2KCl +8H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O

คุณสมบัติทางกายภาพ:

ภายใต้สภาวะปกติ คลอรีนจะเป็นก๊าซสีเหลืองเขียวที่มีกลิ่นหอบ คลอรีนสามารถละลายได้ชัดเจนในน้ำ ("น้ำคลอรีน") ที่อุณหภูมิ 20°C คลอรีน 2.3 ปริมาตรจะละลายในน้ำ 1 ปริมาตร จุดเดือด = -34°C; จุดหลอมเหลว = -101°C ความหนาแน่น (ก๊าซ n.s.) = 3.214 กรัม/ลิตร

คุณสมบัติทางเคมี:

คลอรีนมีฤทธิ์มาก โดยจะรวมตัวโดยตรงกับองค์ประกอบเกือบทั้งหมดในตารางธาตุ โลหะ และอโลหะ (ยกเว้นคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน และก๊าซเฉื่อย) คลอรีนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก โดยแทนที่อโลหะที่มีฤทธิ์น้อยกว่า (โบรมีน ไอโอดีน) ออกจากสารประกอบด้วยไฮโดรเจนและโลหะ:
Cl 2 + 2HBr = Br 2 + 2HCl; Cl 2 + 2NaI = ฉัน 2 + 2NaCl
เมื่อละลายในน้ำหรือด่าง คลอรีนจะสลายตัว กลายเป็นไฮโปคลอรัส (และเมื่อถูกความร้อนคือเปอร์คลอริก) และกรดไฮโดรคลอริกหรือเกลือของพวกมัน
Cl 2 + H 2 O HClO + HCl;
คลอรีนทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์หลายชนิด เข้าสู่ปฏิกิริยาทดแทนหรือเติม:
CH 3 -CH 3 + xCl 2 => C 2 H 6-x Cl x + xHCl
CH 2 =CH 2 + Cl 2 => Cl-CH 2 -CH 2 -Cl
C 6 H 6 + Cl 2 => C 6 H 6 Cl + HCl
คลอรีนมีสถานะออกซิเดชัน 7 สถานะ: -1, 0, +1, +3, +4, +5, +7

การเชื่อมต่อที่สำคัญที่สุด:

ไฮโดรเจนคลอไรด์ HCl- ก๊าซไม่มีสีที่ควันในอากาศเนื่องจากการก่อตัวของหมอกหยดด้วยไอน้ำ มีกลิ่นฉุนและระคายเคืองต่อทางเดินหายใจอย่างรุนแรง บรรจุอยู่ในก๊าซภูเขาไฟและน้ำในน้ำย่อย คุณสมบัติทางเคมีขึ้นอยู่กับสถานะที่พบ (อาจอยู่ในสถานะก๊าซ ของเหลว หรือสารละลาย) สารละลาย HCl เรียกว่า กรดไฮโดรคลอริก- มันเป็นกรดแก่และแทนที่กรดอ่อนกว่าจากเกลือ เกลือ - คลอไรด์- สารผลึกแข็งที่มีจุดหลอมเหลวสูง
โควาเลนต์คลอไรด์- สารประกอบคลอรีนที่ไม่ใช่โลหะ ก๊าซ ของเหลว หรือของแข็งหลอมละลายได้ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นกรด มักจะไฮโดรไลซ์ได้ง่ายด้วยน้ำเพื่อสร้างกรดไฮโดรคลอริก:
PCl 5 + 4H 2 O = H 3 PO 4 + 5HCl;
คลอรีน(I) ออกไซด์ Cl 2 Oก๊าซที่มีสีน้ำตาลแกมเหลือง มีกลิ่นฉุน ส่งผลต่ออวัยวะระบบทางเดินหายใจ ละลายน้ำได้ง่าย เกิดเป็นกรดไฮโปคลอรัส
กรดไฮโปคลอรัส HClO- มีอยู่ในโซลูชันเท่านั้น เป็นกรดอ่อนและไม่เสถียร สลายตัวเป็นกรดไฮโดรคลอริกและออกซิเจนได้ง่าย ตัวออกซิไดซ์ที่แรง. เกิดขึ้นเมื่อคลอรีนละลายน้ำ เกลือ - ไฮโปคลอไรต์, ความเสถียรต่ำ (NaClO*H 2 O สลายตัวระเบิดได้ที่ 70 °C), สารออกซิไดซ์ที่แรง ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการฟอกสีฟันและฆ่าเชื้อ สารฟอกขาว, เกลือผสม Ca(Cl)OCl
กรดคลอรัส HClO 2ในรูปแบบอิสระจะไม่เสถียรแม้ในสารละลายน้ำเจือจางก็จะสลายตัวอย่างรวดเร็ว กรดความแรงปานกลาง, เกลือ - คลอไรท์ตามกฎแล้วไม่มีสีและละลายน้ำได้สูง คลอไรต์ต่างจากไฮโปคลอไรต์ตรงที่จะแสดงคุณสมบัติออกซิไดซ์ที่เด่นชัดเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเท่านั้น การใช้งานมากที่สุด (สำหรับการฟอกผ้าและเยื่อกระดาษ) คือโซเดียมคลอไรต์ NaClO 2
คลอรีน(IV) ออกไซด์ ClO 2, เป็นก๊าซสีเหลืองแกมเขียวที่มีกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ (ฉุน) ...
กรดคลอริก, HClO 3 - ในรูปแบบอิสระไม่เสถียร: มันไม่สมส่วนใน ClO 2 และ HClO 4 เกลือ - คลอเรต- ในจำนวนนี้สิ่งที่สำคัญที่สุดคือโซเดียม โพแทสเซียม แคลเซียม และแมกนีเซียมคลอเรต เหล่านี้เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงและเกิดการระเบิดได้เมื่อผสมกับตัวรีดิวซ์ โพแทสเซียมคลอเรต ( เกลือของเบอร์ทอลเล็ต) - KClO 3 ถูกใช้เพื่อผลิตออกซิเจนในห้องปฏิบัติการ แต่เนื่องจากมีอันตรายสูง จึงไม่ได้ใช้อีกต่อไป สารละลายโพแทสเซียมคลอเรตถูกใช้เป็นน้ำยาฆ่าเชื้อและน้ำยาบ้วนปากภายนอก
กรดเปอร์คลอริก HClO 4ในสารละลายที่เป็นน้ำ กรดเปอร์คลอริกมีความเสถียรที่สุดในบรรดากรดคลอรีนที่มีออกซิเจนทั้งหมด กรดแอนไฮดรัสเปอร์คลอริกซึ่งได้มาจากกรดซัลฟิวริกเข้มข้นจาก 72% HClO 4 นั้นไม่เสถียรมาก เป็นกรด monoprotic ที่แข็งแกร่งที่สุด (ในสารละลายที่เป็นน้ำ) เกลือ - เปอร์คลอเรตถูกใช้เป็นตัวออกซิไดเซอร์ (เครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงแข็ง)

แอปพลิเคชัน:

คลอรีนถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และความต้องการในครัวเรือน:
- ในการผลิตโพลีไวนิลคลอไรด์ สารประกอบพลาสติก ยางสังเคราะห์
- สำหรับฟอกผ้าและกระดาษ
- การผลิตยาฆ่าแมลงออร์กาโนคลอรีน - สารฆ่าแมลงที่เป็นอันตรายต่อพืชผลแต่ปลอดภัยสำหรับพืช
- สำหรับการฆ่าเชื้อโรคในน้ำ - "คลอรีน";
- จดทะเบียนในอุตสาหกรรมอาหารเป็นวัตถุเจือปนอาหาร E925
- ในการผลิตทางเคมีของกรดไฮโดรคลอริก, สารฟอกขาว, เกลือเบอร์ทอลเล็ต, คลอไรด์ของโลหะ, สารพิษ, ยา, ปุ๋ย;
- ในโลหะวิทยาเพื่อการผลิตโลหะบริสุทธิ์: ไทเทเนียม, ดีบุก, แทนทาลัม, ไนโอเบียม

บทบาทและความเป็นพิษทางชีวภาพ:

คลอรีนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดและเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ในสัตว์และมนุษย์ คลอรีนไอออนมีส่วนเกี่ยวข้องในการรักษาสมดุลออสโมติก คลอไรด์ไอออนมีรัศมีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ ไอออนของคลอรีนมีความสำคัญต่อพืช โดยมีส่วนร่วมในการเผาผลาญพลังงานในพืช และกระตุ้นการเกิดออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชัน
คลอรีนในรูปของสารธรรมดาเป็นพิษหากเข้าสู่ปอดจะทำให้เนื้อเยื่อปอดไหม้และทำให้หายใจไม่ออก มีผลระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจที่ความเข้มข้นในอากาศประมาณ 0.006 มก./ล. (ซึ่งมากกว่าเกณฑ์การรับรู้กลิ่นคลอรีนถึงสองเท่า) คลอรีนเป็นหนึ่งในสารเคมีชนิดแรกๆ ที่เยอรมนีใช้ในสงครามโลกครั้งที่ 1

Korotkova Yu., Shvetsova I.
มหาวิทยาลัยแห่งรัฐ HF Tyumen, 571 กลุ่ม

ที่มา: Wikipedia: http://ru.wikipedia.org/wiki/Cl ฯลฯ
เว็บไซต์ของ Russian Chemical Technical University ตั้งชื่อตาม ดี.ไอ. เมนเดเลเยฟ:

ในธรรมชาติ คลอรีนเกิดขึ้นในสถานะก๊าซและอยู่ในรูปของสารประกอบกับก๊าซอื่นเท่านั้น ในสภาวะที่ใกล้เคียงกับปกติจะเป็นก๊าซพิษที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและมีสีเขียว มีน้ำหนักมากกว่าอากาศ มีกลิ่นหอมหวาน โมเลกุลของคลอรีนประกอบด้วยสองอะตอม ในสภาวะสงบจะไม่ไหม้ แต่ที่อุณหภูมิสูงจะมีปฏิกิริยากับไฮโดรเจนหลังจากนั้นจึงอาจเกิดการระเบิดได้ เป็นผลให้ก๊าซฟอสจีนถูกปล่อยออกมา มีพิษมาก. ดังนั้นแม้ที่ความเข้มข้นในอากาศต่ำ (0.001 มก. ต่อ 1 dm 3) ก็อาจทำให้เสียชีวิตได้ คลอรีนระบุว่าหนักกว่าอากาศ จึงมักจะอยู่ใกล้พื้นในรูปของหมอกควันสีเขียวอมเหลือง

ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์

เป็นครั้งแรกในทางปฏิบัติ K. Scheeley ได้รับสารนี้ในปี พ.ศ. 2317 โดยการรวมกรดไฮโดรคลอริกและไพโรลูไซต์ อย่างไรก็ตาม เฉพาะในปี 1810 P. Davy เท่านั้นที่สามารถระบุคุณลักษณะของคลอรีนและพิสูจน์ได้ว่าคลอรีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่แยกจากกัน

เป็นที่น่าสังเกตว่าในปี พ.ศ. 2315 เขาสามารถได้รับไฮโดรเจนคลอไรด์ซึ่งเป็นสารประกอบของคลอรีนและไฮโดรเจน แต่นักเคมีไม่สามารถแยกองค์ประกอบทั้งสองนี้ออกได้

ลักษณะทางเคมีของคลอรีน

คลอรีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่ 7 ของตารางธาตุ อยู่ในคาบที่ 3 และมีเลขอะตอม 17 (มีโปรตอน 17 ตัวในนิวเคลียสของอะตอม) อโลหะที่มีฤทธิ์ทางเคมี เขียนแทนด้วยตัวอักษร Cl.

เป็นตัวแทนของก๊าซที่ไม่มีสี แต่มีกลิ่นฉุนฉุน โดยทั่วไปจะเป็นพิษ ฮาโลเจนทั้งหมดเจือจางในน้ำอย่างดี เมื่อสัมผัสกับอากาศชื้น พวกมันจะเริ่มสูบบุหรี่

การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกของอะตอม Cl คือ 3s2Зр5 ดังนั้นในสารประกอบ องค์ประกอบทางเคมีจึงมีระดับออกซิเดชันเป็น -1, +1, +3, +4, +5, +6 และ +7 รัศมีโควาเลนต์ของอะตอมคือ 0.96 Å, รัศมีไอออนิกของ Cl- คือ 1.83 Å, ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนของอะตอมคือ 3.65 eV, ระดับไอออไนเซชันคือ 12.87 eV

ตามที่ระบุไว้ข้างต้น คลอรีนเป็นอโลหะที่ค่อนข้างมีฤทธิ์ ซึ่งทำให้สามารถสร้างสารประกอบที่มีโลหะเกือบทุกชนิด (ในบางกรณีใช้ความร้อนหรือความชื้น แทนที่โบรมีน) และอโลหะ ในรูปแบบผงจะทำปฏิกิริยากับโลหะเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเท่านั้น

อุณหภูมิการเผาไหม้สูงสุดคือ 2250 °C ด้วยออกซิเจนสามารถเกิดออกไซด์ ไฮโปคลอไรต์ คลอไรต์ และคลอเรตได้ สารประกอบทั้งหมดที่มีออกซิเจนจะระเบิดได้เมื่อทำปฏิกิริยากับสารออกซิไดซ์ เป็นที่น่าสังเกตว่าพวกเขาสามารถระเบิดได้โดยพลการในขณะที่คลอเรตจะระเบิดเมื่อสัมผัสกับผู้ริเริ่มเท่านั้น

ลักษณะของคลอรีนตามตำแหน่งในระบบธาตุ:

สารง่าย ๆ
- องค์ประกอบของกลุ่มที่สิบเจ็ดของตารางธาตุ
- ช่วงที่สามของแถวที่สาม
- กลุ่มที่เจ็ดของกลุ่มย่อยหลัก
- เลขอะตอม 17;
- แสดงด้วยสัญลักษณ์ Cl;
- ปฏิกิริยาที่ไม่ใช่โลหะ
- อยู่ในหมู่ฮาโลเจน
- ในสภาวะที่ใกล้เคียงกับปกติจะเป็นก๊าซพิษที่มีสีเหลืองอมเขียวมีกลิ่นฉุน
- โมเลกุลของคลอรีนมี 2 อะตอม (สูตร Cl2)

คุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีน:

จุดเดือด: -34.04 °C;
- จุดหลอมเหลว: -101.5 °C;
- ความหนาแน่นในสถานะก๊าซ - 3.214 g/l;
- ความหนาแน่นของคลอรีนเหลว (ในช่วงระยะเวลาการเดือด) - 1.537 g/cm3;
- ความหนาแน่นของคลอรีนแข็ง - 1.9 g/cm 3 ;
- ปริมาตรจำเพาะ - 1.745 x 10 -3 ลิตร/กรัม

คลอรีน: ลักษณะการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

ในสถานะก๊าซมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นของเหลวได้ง่าย ที่ความดัน 8 บรรยากาศ และอุณหภูมิ 20 ° C มีลักษณะเป็นของเหลวสีเหลืองแกมเขียว มีคุณสมบัติกัดกร่อนสูงมาก ตามที่แสดงในทางปฏิบัติ องค์ประกอบทางเคมีนี้สามารถรักษาสถานะของเหลวให้มีอุณหภูมิวิกฤติ (143 ° C) โดยขึ้นอยู่กับความดันที่เพิ่มขึ้น

หากเย็นลงที่อุณหภูมิ -32°C ก็จะเปลี่ยนเป็นของเหลวโดยไม่คำนึงถึงความดันบรรยากาศ เมื่ออุณหภูมิลดลงอีก การตกผลึกจะเกิดขึ้น (ที่ -101 ° C)

คลอรีนในธรรมชาติ

เปลือกโลกมีคลอรีนเพียง 0.017% จำนวนมากพบได้ในก๊าซภูเขาไฟ ตามที่ระบุไว้ข้างต้น สารนี้มีฤทธิ์ทางเคมีที่ดีซึ่งเป็นผลมาจากการที่พบในธรรมชาติในสารประกอบที่มีองค์ประกอบอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม แร่ธาตุหลายชนิดมีคลอรีน ลักษณะของธาตุทำให้เกิดแร่ธาตุต่างๆ ได้ประมาณร้อยชนิด ตามกฎแล้วสิ่งเหล่านี้คือคลอไรด์ของโลหะ

นอกจากนี้ยังพบจำนวนมากในมหาสมุทรโลก - เกือบ 2% นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าคลอไรด์ละลายอย่างแข็งขันและถูกพัดพาไปตามแม่น้ำและทะเล กระบวนการย้อนกลับก็เป็นไปได้เช่นกัน คลอรีนจะถูกพัดพากลับขึ้นฝั่ง จากนั้นลมจะพัดพาไปรอบๆ บริเวณโดยรอบ นั่นคือสาเหตุที่พบความเข้มข้นสูงสุดในเขตชายฝั่ง ในพื้นที่แห้งแล้งของโลก ก๊าซที่เรากำลังพิจารณานั้นเกิดจากการระเหยของน้ำ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่บึงเกลือปรากฏขึ้น มีการขุดสารนี้ประมาณ 100 ล้านตันต่อปีในโลก ซึ่งก็ไม่น่าแปลกใจเนื่องจากมีคราบคลอรีนอยู่เป็นจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ลักษณะของมันขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์เป็นส่วนใหญ่

วิธีการผลิตคลอรีน

ปัจจุบันมีหลายวิธีในการผลิตคลอรีน ซึ่งวิธีที่พบบ่อยที่สุดมีดังต่อไปนี้:

1. ไดอะแฟรม มันง่ายที่สุดและแพงที่สุด สารละลายน้ำเกลือในอิเล็กโทรไลซิสของไดอะแฟรมจะเข้าสู่ช่องว่างของขั้วบวก จากนั้นจะไหลผ่านตะแกรงเหล็กแคโทดเข้าสู่ไดอะแฟรม ประกอบด้วยเส้นใยโพลีเมอร์จำนวนเล็กน้อย คุณสมบัติที่สำคัญของอุปกรณ์นี้คือทวนกระแส ถูกส่งจากช่องแอโนดไปยังช่องแคโทด ซึ่งทำให้สามารถรับคลอรีนและด่างแยกกันได้

2. เมมเบรน ประหยัดพลังงานมากที่สุดแต่ยากต่อการนำไปใช้ในองค์กร คล้ายกับไดอะแฟรม ความแตกต่างก็คือช่องว่างของขั้วบวกและแคโทดจะถูกคั่นด้วยเมมเบรนอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นเอาต์พุตจึงเป็นสองสตรีมที่แยกจากกัน

เป็นที่น่าสังเกตว่าลักษณะของสารเคมี ธาตุ (คลอรีน) ที่ได้จากวิธีเหล่านี้จะแตกต่างกัน วิธีเมมเบรนถือว่า "สะอาด" มากกว่า

3. วิธีปรอทด้วยแคโทดเหลว เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีอื่นๆ ตัวเลือกนี้ช่วยให้คุณได้รับคลอรีนที่บริสุทธิ์ที่สุด

แผนภาพพื้นฐานของการติดตั้งประกอบด้วยอิเล็กโตรไลเซอร์และปั๊มที่เชื่อมต่อถึงกันและเครื่องสลายอะมัลกัม ปรอทที่ถูกสูบพร้อมกับสารละลายเกลือแกงทำหน้าที่เป็นแคโทด และอิเล็กโทรดคาร์บอนหรือกราไฟท์ทำหน้าที่เป็นขั้วบวก หลักการทำงานของการติดตั้งมีดังนี้: คลอรีนจะถูกปล่อยออกมาจากอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งจะถูกกำจัดออกจากอิเล็กโทรไลเซอร์พร้อมกับอะโนไลต์ สิ่งเจือปนและคลอรีนที่ตกค้างจะถูกกำจัดออกจากส่วนหลัง จากนั้นทำให้อิ่มตัวด้วยฮาไลต์อีกครั้ง และกลับสู่กระบวนการอิเล็กโทรไลซิส

ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางอุตสาหกรรมและการผลิตที่ไม่ได้ผลกำไรนำไปสู่การเปลี่ยนแคโทดเหลวเป็นของแข็ง

การใช้คลอรีนเพื่ออุตสาหกรรม

คุณสมบัติของคลอรีนช่วยให้สามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้ ด้วยความช่วยเหลือขององค์ประกอบทางเคมีนี้ทำให้ได้รับยาและสารฆ่าเชื้อต่างๆ (ไวนิลคลอไรด์, ยางคลอรีน ฯลฯ ) แต่ช่องทางที่ใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรมคือการผลิตกรดไฮโดรคลอริกและมะนาว

วิธีการกรองน้ำดื่มมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย วันนี้พวกเขากำลังพยายามที่จะย้ายออกจากวิธีนี้แทนที่ด้วยโอโซนเนื่องจากสารที่เรากำลังพิจารณาส่งผลเสียต่อร่างกายมนุษย์และน้ำคลอรีนจะทำลายท่อ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในสถานะอิสระ Cl มีผลเสียต่อท่อที่ทำจากโพลีโอเลฟินส์ อย่างไรก็ตาม ประเทศส่วนใหญ่นิยมใช้วิธีคลอรีนมากกว่า

คลอรีนยังใช้ในโลหะวิทยาด้วย ด้วยความช่วยเหลือทำให้ได้รับโลหะหายากจำนวนหนึ่ง (ไนโอเบียม, แทนทาลัม, ไทเทเนียม) ในอุตสาหกรรมเคมี สารประกอบออร์กาโนคลอรีนหลายชนิดถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันเพื่อควบคุมวัชพืชและเพื่อวัตถุประสงค์ทางการเกษตรอื่น ๆ นอกจากนี้องค์ประกอบนี้ยังใช้เป็นสารฟอกขาวอีกด้วย

เนื่องจากโครงสร้างทางเคมี คลอรีนจึงทำลายสีย้อมอินทรีย์และอนินทรีย์ส่วนใหญ่ได้ ทำได้โดยการฟอกขาวให้หมด ผลลัพธ์นี้เกิดขึ้นได้เฉพาะต่อหน้าน้ำเท่านั้น เนื่องจากกระบวนการเปลี่ยนสีเกิดขึ้นเนื่องจากเกิดขึ้นหลังจากการสลายคลอรีน: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O วิธีนี้พบการใช้งานสองสามอย่าง เมื่อหลายศตวรรษก่อนและยังคงได้รับความนิยมจนถึงปัจจุบัน

การใช้สารนี้เพื่อผลิตยาฆ่าแมลงออร์กาโนคลอรีนเป็นที่นิยมมาก ผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรเหล่านี้ฆ่าสิ่งมีชีวิตที่เป็นอันตรายโดยที่พืชไม่เสียหาย ส่วนสำคัญของคลอรีนทั้งหมดที่ผลิตบนโลกนี้ถูกนำมาใช้เพื่อความต้องการทางการเกษตร

นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตสารประกอบพลาสติกและยาง ใช้ทำฉนวนสายไฟ เครื่องใช้สำนักงาน อุปกรณ์ ตัวเรือนสำหรับเครื่องใช้ในครัวเรือน ฯลฯ มีความเห็นว่ายางที่ได้รับในลักษณะนี้เป็นอันตรายต่อมนุษย์ แต่ไม่ได้รับการยืนยันจากวิทยาศาสตร์

เป็นที่น่าสังเกตว่าคลอรีน (เราได้อธิบายลักษณะของสารโดยละเอียดไว้ก่อนหน้านี้) และอนุพันธ์ของคลอรีน เช่น ก๊าซมัสตาร์ดและฟอสจีน ก็ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางทหารในการผลิตตัวแทนสงครามเคมีเช่นกัน

คลอรีนเป็นตัวแทนที่ชัดเจนของอโลหะ

อโลหะเป็นสารธรรมดาที่มีก๊าซและของเหลว ในกรณีส่วนใหญ่ พวกเขานำไฟฟ้าได้แย่กว่าโลหะและมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในลักษณะทางกายภาพและทางกล ด้วยความช่วยเหลือของไอออไนซ์ในระดับสูงพวกมันสามารถสร้างสารประกอบเคมีโควาเลนต์ได้ ด้านล่างนี้เราจะให้คำอธิบายเกี่ยวกับอโลหะที่ใช้คลอรีนเป็นตัวอย่าง

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วองค์ประกอบทางเคมีนี้คือก๊าซ ภายใต้สภาวะปกติจะขาดคุณสมบัติคล้ายกับโลหะโดยสิ้นเชิง หากไม่ได้รับความช่วยเหลือจากภายนอก มันจะไม่สามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ไนโตรเจน คาร์บอน ฯลฯ ได้ มันแสดงคุณสมบัติในการออกซิไดซ์โดยเชื่อมต่อกับสารธรรมดาและสารที่ซับซ้อนบางชนิด เป็นฮาโลเจนซึ่งสะท้อนให้เห็นอย่างชัดเจนในคุณสมบัติทางเคมี เมื่อใช้ร่วมกับตัวแทนฮาโลเจนอื่น ๆ (โบรมีน, แอสทาทีน, ไอโอดีน) มันจะเข้ามาแทนที่พวกมัน ในสถานะก๊าซ คลอรีน (คุณลักษณะของมันคือการยืนยันโดยตรง) จะละลายได้สูง เป็นยาฆ่าเชื้อได้ดีเยี่ยม มันฆ่าสิ่งมีชีวิตเท่านั้น ซึ่งทำให้เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในด้านการเกษตรและการแพทย์

ใช้เป็นสารพิษ

ลักษณะของอะตอมของคลอรีนทำให้สามารถใช้เป็นสารพิษได้ เยอรมนีใช้แก๊สครั้งแรกเมื่อวันที่ 22 เมษายน พ.ศ. 2458 ในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ส่งผลให้มีผู้เสียชีวิตประมาณ 15,000 คน ในขณะนี้ยังไม่สามารถใช้ได้

ให้เราอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีว่าเป็นภาวะขาดอากาศหายใจ ส่งผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์ผ่านการหายใจไม่ออก ขั้นแรกจะทำให้ระบบทางเดินหายใจส่วนบนและเยื่อเมือกของดวงตาระคายเคือง อาการไอรุนแรงเริ่มต้นด้วยการหายใจไม่ออก นอกจากนี้เมื่อเจาะเข้าไปในปอดก๊าซจะกัดกร่อนเนื้อเยื่อปอดซึ่งทำให้เกิดอาการบวมน้ำ สำคัญ! คลอรีนเป็นสารที่ออกฤทธิ์เร็ว

อาการจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความเข้มข้นในอากาศ ในระดับต่ำบุคคลจะมีอาการแดงของเยื่อเมือกของดวงตาและหายใจถี่เล็กน้อย ปริมาณ 1.5-2 g/m 3 ในบรรยากาศทำให้เกิดอาการหนักและรู้สึกเฉียบพลันที่หน้าอก มีอาการเจ็บเฉียบพลันในทางเดินหายใจส่วนบน ภาวะนี้อาจมาพร้อมกับน้ำตาไหลอย่างรุนแรง หลังจากอยู่ในห้องที่มีคลอรีนความเข้มข้นดังกล่าวเป็นเวลา 10-15 นาที จะทำให้เกิดอาการปอดไหม้อย่างรุนแรงและเสียชีวิตได้ ที่ความเข้มข้นที่หนาแน่นกว่านี้ อาจเสียชีวิตได้ภายในหนึ่งนาทีนับจากอัมพาตของระบบทางเดินหายใจส่วนบน

คลอรีนในชีวิตของสิ่งมีชีวิตและพืช

คลอรีนพบได้ในสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด ลักษณะเฉพาะคือไม่มีอยู่ในรูปแบบบริสุทธิ์ แต่อยู่ในรูปของสารประกอบ

ในสิ่งมีชีวิตของสัตว์และมนุษย์ คลอรีนไอออนจะรักษาความเท่าเทียมกันของออสโมติก เนื่องจากพวกมันมีรัศมีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจาะเข้าไปในเซลล์เมมเบรน นอกจากโพแทสเซียมไอออนแล้ว Cl ยังควบคุมความสมดุลของเกลือและน้ำ ในลำไส้ไอออนของคลอรีนจะสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการทำงานของเอนไซม์โปรตีโอไลติกของน้ำย่อย ช่องคลอรีนพบได้ในหลายเซลล์ในร่างกายของเรา การแลกเปลี่ยนของเหลวระหว่างเซลล์จะเกิดขึ้นและรักษาค่า pH ของเซลล์ไว้ ประมาณ 85% ของปริมาตรรวมขององค์ประกอบนี้ในร่างกายอาศัยอยู่ในพื้นที่ระหว่างเซลล์ จะถูกขับออกจากร่างกายผ่านทางท่อปัสสาวะ ผลิตโดยร่างกายของสตรีระหว่างให้นมบุตร

ในขั้นตอนของการพัฒนานี้เป็นเรื่องยากที่จะพูดได้อย่างชัดเจนว่าโรคใดที่เกิดจากคลอรีนและสารประกอบของมัน นี่เป็นเพราะขาดการวิจัยในด้านนี้

ไอออนของคลอรีนก็มีอยู่ในเซลล์พืชเช่นกัน เขามีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการเผาผลาญพลังงาน หากไม่มีองค์ประกอบนี้ กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงก็เป็นไปไม่ได้ ด้วยความช่วยเหลือทำให้รากดูดซับสารที่จำเป็นได้อย่างแข็งขัน แต่คลอรีนที่มีความเข้มข้นสูงในพืชอาจมีผลเสีย (ทำให้กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงช้าลงหยุดการพัฒนาและการเจริญเติบโต)

อย่างไรก็ตามมีตัวแทนของพืชที่สามารถ "ผูกมิตร" หรืออย่างน้อยก็เข้ากับองค์ประกอบนี้ได้ ลักษณะของอโลหะ (คลอรีน) มีรายการเช่นความสามารถของสารในการออกซิไดซ์ในดิน ในกระบวนการวิวัฒนาการ พืชที่กล่าวมาข้างต้นเรียกว่าฮาโลไฟต์ ได้ครอบครองบึงเกลือที่ว่างเปล่า ซึ่งว่างเปล่าเนื่องจากมีองค์ประกอบนี้มากเกินไป พวกมันดูดซับไอออนของคลอรีนแล้วกำจัดพวกมันด้วยความช่วยเหลือของใบไม้ร่วง

การขนส่งและการเก็บรักษาคลอรีน

มีหลายวิธีในการเคลื่อนย้ายและจัดเก็บคลอรีน ลักษณะขององค์ประกอบต้องใช้กระบอกสูบแรงดันสูงพิเศษ ภาชนะดังกล่าวมีเครื่องหมายประจำตัว - เส้นสีเขียวแนวตั้ง ต้องล้างถังให้สะอาดทุกเดือน เมื่อเก็บคลอรีนไว้เป็นเวลานานจะเกิดตะกอนที่ระเบิดได้มาก - ไนโตรเจนไตรคลอไรด์ หากไม่ปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยทั้งหมด อาจเกิดการลุกติดไฟและการระเบิดได้เอง

การศึกษาคลอรีน

นักเคมีในอนาคตควรรู้คุณลักษณะของคลอรีน ตามแผนนักเรียนชั้นประถมศึกษาปีที่ 9 สามารถทำการทดลองในห้องปฏิบัติการด้วยสารนี้โดยอาศัยความรู้พื้นฐานของสาขาวิชา โดยปกติแล้ว ครูมีหน้าที่ต้องให้คำแนะนำด้านความปลอดภัย

ขั้นตอนการทำงานมีดังนี้: คุณต้องเอาขวดที่มีคลอรีนแล้วเทเศษโลหะขนาดเล็กลงไป ในระหว่างการบิน ขี้กบจะลุกเป็นไฟด้วยประกายไฟที่สว่างจ้า และในขณะเดียวกันก็เกิดควัน SbCl 3 สีขาวอ่อน เมื่อฟอยล์จุ่มลงในภาชนะที่มีคลอรีน มันก็จะติดไฟได้เองเช่นกัน และเกล็ดหิมะที่ลุกเป็นไฟจะค่อยๆ ตกลงไปที่ด้านล่างของขวด ในระหว่างปฏิกิริยานี้จะเกิดของเหลวควัน - SnCl 4 เมื่อตะไบเหล็กถูกใส่ลงในภาชนะ จะเกิด “หยด” สีแดง และควัน FeCl 3 สีแดงจะปรากฏขึ้น

นอกจากการปฏิบัติจริงแล้ว ยังมีการทำซ้ำทฤษฎีอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งคำถามเช่นลักษณะของคลอรีนตามตำแหน่งในตารางธาตุ (อธิบายไว้ตอนต้นของบทความ)

จากการทดลองพบว่าองค์ประกอบนั้นทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์อย่างแข็งขัน หากคุณใส่สำลีที่แช่ในน้ำมันสนไว้ในขวดคลอรีน สำลีจะจุดติดไฟทันทีและเขม่าจะหลุดออกจากขวดทันที โซเดียมคุกรุ่นอย่างน่าทึ่งด้วยเปลวไฟสีเหลือง และผลึกเกลือปรากฏบนผนังของภาชนะบรรจุสารเคมี เป็นเรื่องน่าสนใจสำหรับนักเรียนที่จะรู้ว่าในขณะที่ยังเป็นนักเคมีรุ่นเยาว์ N. N. Semenov (ต่อมาเป็นผู้ชนะรางวัลโนเบล) หลังจากทำการทดลองดังกล่าวแล้ว ก็เก็บเกลือจากผนังขวดแล้วโรยบนขนมปังแล้วกินเข้าไป เคมีกลายเป็นสิ่งที่ถูกต้องและไม่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ผิดหวัง จากการทดลองของนักเคมี เกลือแกงธรรมดาก็กลายเป็นจริง!

ลักษณะธาตุหมู่ที่ 7 ของกลุ่มย่อยหลักโดยใช้คลอรีนเป็นตัวอย่าง

ลักษณะทั่วไปของกลุ่มย่อย

ตารางที่ 1. ระบบการตั้งชื่อองค์ประกอบของกลุ่มย่อย VIIA

องค์ประกอบ P โดยทั่วไป ไม่ใช่โลหะ (แอสทาทีนเป็นโลหะกึ่ง) ฮาโลเจน

แผนภาพอิเล็กตรอนขององค์ประกอบ Hal (Hal ≠ F):

องค์ประกอบของกลุ่มย่อย VIIA มีลักษณะเฉพาะโดยความจุต่อไปนี้:

ตารางที่ 2. วาเลนซ์

3. องค์ประกอบของกลุ่มย่อย VIIA มีลักษณะเฉพาะโดยสถานะออกซิเดชันต่อไปนี้:

ตารางที่ 3. สถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบ

ลักษณะขององค์ประกอบทางเคมี

คลอรีนเป็นองค์ประกอบของหมู่ VII A หมายเลขซีเรียล 17

มวลอะตอมสัมพัทธ์: 35.4527 ก. em (กรัม/โมล)

จำนวนโปรตอน นิวตรอน อิเล็กตรอน: 17,18,17

โครงสร้างอะตอม:

สูตรอิเล็กทรอนิกส์:

สถานะออกซิเดชันโดยทั่วไป: -1, 0, +1, +3, +4, +5, +7

พลังงานไอออไนเซชัน: 1254.9(13.01) kJ/mol (eV)

ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน: 349 (kJ/mol)

อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ตาม Pauling: 3.20

ลักษณะของสารอย่างง่าย

ประเภทพันธะ: โควาเลนต์ไม่มีขั้ว

โมเลกุลไดอะตอมมิก

ไอโซโทป: 35 Cl (75.78%) และ 37 Cl (24.22%)

ประเภทตาข่ายคริสตัล: โมเลกุล

พารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์

ตารางที่ 4

คุณสมบัติทางกายภาพ

ตารางที่ 5

คุณสมบัติทางเคมี

สารละลายคลอรีนในน้ำมีการสลายตัวสูง (“น้ำคลอรีน”)

ขั้นที่ 1: Cl 2 + H 2 O = HCl + HOCl

ขั้นที่ 2: HOCl = HCl + [O] – ออกซิเจนอะตอมมิก

ความสามารถในการออกซิไดซ์ในกลุ่มย่อยลดลงจากฟลูออรีนเป็นไอโอดีน = ˃

คลอรีนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง:

1. ปฏิกิริยากับสารธรรมดา

ก) ด้วยไฮโดรเจน:

Cl 2 + H 2 = 2HCl

b) ด้วยโลหะ:

Cl 2 + 2Na = 2NaCl

3Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3

c) มีอโลหะที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีน้อยกว่า:

3Cl 2 + 2P = 2PCl 3

Cl 2 + S = SCl 2

ด้วยออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน คลอรีนโดยตรง ไม่ตอบสนอง!

2. ปฏิกิริยากับสารเชิงซ้อน

ก) ด้วยน้ำ: ดูด้านบน

b) ด้วยกรด: ไม่ตอบสนอง!

c) ด้วยสารละลายอัลคาไล:

ในที่เย็น: Cl 2 +2 NaOH = NaCl + NaClO + H 2 O

เมื่อถูกความร้อน: 3Cl 2 + 6 KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

e) มีสารอินทรีย์หลายชนิด:

Cl 2 + CH 4 = CH 3 Cl + HCl

C 6 H 6 + Cl 2 = C 6 H 5 Cl + HCl

สารประกอบคลอรีนที่สำคัญที่สุด

ไฮโดรเจนคลอไรด์, ไฮโดรเจนคลอไรด์(HCl) เป็นก๊าซไม่มีสี มีความเสถียรทางความร้อน (ภายใต้สภาวะปกติ) มีกลิ่นฉุน เป็นควันในอากาศชื้น ละลายในน้ำได้ง่าย (มากถึง 500 ปริมาตรของก๊าซต่อปริมาตรน้ำ) ให้เกิดกรดไฮโดรคลอริก (ไฮโดรคลอริก) ที่อุณหภูมิ -114.22 °C HCl จะกลายเป็นสถานะของแข็ง ในสถานะของแข็ง ไฮโดรเจนคลอไรด์มีอยู่ในรูปแบบของการดัดแปลงผลึกสองแบบ: ออร์โธฮอมบิก เสถียรด้านล่าง และลูกบาศก์

สารละลายไฮโดรเจนคลอไรด์ที่เป็นน้ำเรียกว่ากรดไฮโดรคลอริก เมื่อละลายน้ำจะเกิดกระบวนการดังต่อไปนี้:

HCl ก. + H 2 O l = H 3 O + l + Cl - l

กระบวนการละลายมีคายความร้อนสูง เมื่อใช้น้ำ HCl จะเกิดเป็นส่วนผสมอะซีโอโทรปิก มันเป็นกรด monoprotic ที่แข็งแกร่ง ทำปฏิกิริยาอย่างกระฉับกระเฉงกับโลหะทุกชนิดในชุดแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน โดยมีออกไซด์พื้นฐานและแอมโฟเทอริก เบสและเกลือ ทำให้เกิดเกลือ - คลอไรด์:

Mg + 2 HCl → MgCl 2 + H 2

FeO + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 O

เมื่อสัมผัสกับสารออกซิไดซ์ที่แรงหรือระหว่างอิเล็กโทรไลซิส ไฮโดรเจนคลอไรด์จะแสดงคุณสมบัติรีดิวซ์:

MnO 2 + 4 HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2 H 2 O

เมื่อถูกความร้อน ไฮโดรเจนคลอไรด์จะถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจน (ตัวเร่งปฏิกิริยา - คอปเปอร์ (II) คลอไรด์ CuCl 2):

4 HCl + O 2 → 2 H 2 O +2 Cl 2

อย่างไรก็ตาม กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นจะทำปฏิกิริยากับทองแดงเพื่อสร้างสารเชิงซ้อนของทองแดงแบบโมโนวาเลนท์:

2 Cu + 4 HCl → 2 H + H 2

ส่วนผสมของกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น 3 ส่วนโดยปริมาตรและกรดไนตริกเข้มข้น 1 ส่วนโดยปริมาตรเรียกว่า "อควากัดทอง" Aqua Regia สามารถละลายทองคำและแพลทินัมได้ กิจกรรมออกซิเดชันสูงของ aqua regia เกิดจากการมีไนโตรซิลคลอไรด์และคลอรีนอยู่ในนั้นซึ่งอยู่ในสมดุลกับสารเริ่มต้น:

4 H 3 O + + 3 Cl − + NO 3 − = NOCl + Cl 2 + 6 H 2 O

เนื่องจากคลอไรด์ไอออนมีความเข้มข้นสูงในสารละลาย โลหะจึงจับตัวเป็นคลอไรด์เชิงซ้อน ซึ่งส่งเสริมการละลาย:

3 พอยต์ + 4 HNO 3 + 18 HCl → 3 H 2 + 4 NO + 8 H 2 O

ไฮโดรเจนคลอไรด์ยังมีลักษณะเฉพาะด้วยปฏิกิริยาการเติมต่อพันธะหลาย ๆ อัน (การเติมด้วยไฟฟ้า):

R-CH=CH 2 + HCl → R-CHCl-CH 3

R-C≡CH + 2 HCl → R-CCl 2 -CH 3

คลอรีนออกไซด์- สารประกอบเคมีอนินทรีย์ของคลอรีนและออกซิเจน มีสูตรทั่วไป: Cl x O y
คลอรีนก่อให้เกิดออกไซด์ต่อไปนี้: Cl 2 O, Cl 2 O 3, ClO 2, Cl 2 O 4, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7 นอกจากนี้ สิ่งที่ทราบต่อไปนี้: ClO อนุมูลที่มีอายุสั้น ClOO ที่เป็นอนุมูลของคลอรีนเปอร์ออกไซด์ และ ClO 4 ที่เป็นอนุมูลของคลอรีนเตตระออกไซด์
ตารางด้านล่างแสดงคุณสมบัติของคลอรีนออกไซด์ที่เสถียร:

ตารางที่ 6

คุณสมบัติ	Cl2O	คลอโล2	คลอโอคลอ 3	Cl 2 O 6 (ล)↔2ClO 3 (ก.)	Cl2O7
สีและสภาพห้อง อุณหภูมิ	ก๊าซสีเหลืองน้ำตาล	ก๊าซสีเหลืองสีเขียว	ของเหลวสีเหลืองอ่อน	ของเหลวสีแดงเข้ม	ของเหลวไม่มีสี
สถานะออกซิเดชันของคลอรีน	(+1)	(+4)	(+1), (+7)	(+6)	(+7)
ต. pl., °C	−120,6	−59	−117	3,5	−91,5
อุณหภูมิ Bp, °C	2,0		44,5
ง(ฉ, 0°ซ), กรัม*ซม. -3	-	1,64	1,806	-	2,02
ตัวอย่าง ΔH° (แก๊ส 298 K), kJ*mol -1	80,3	102,6	~180	(155)
ตัวอย่าง ΔG° (แก๊ส 298 K), kJ*mol -1	97,9	120,6	-	-	-
ตัวอย่าง S° (แก๊ส 298 K), JK -1 mol -1	265,9	256,7	327,2	-	-
โมเมนต์ไดโพล μ, D	0.78 ± 0.08	1.78 ± 0.01	-	-	0.72 ± 0.02

คลอรีนออกไซด์ (I)ไดคลอร์ออกไซด์, กรดไฮโปคลอรัสแอนไฮไดรด์ - สารประกอบของคลอรีนในสถานะออกซิเดชัน +1 กับออกซิเจน

ภายใต้สภาวะปกติจะเป็นก๊าซสีน้ำตาลอมเหลืองที่มีกลิ่นเฉพาะตัวชวนให้นึกถึงคลอรีน ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 2 °C ของเหลวจะมีสีแดงทอง เป็นพิษ: ส่งผลต่อระบบทางเดินหายใจ. สลายตัวช้าๆ ตามธรรมชาติ:

ระเบิดได้ที่ความเข้มข้นสูง. ความหนาแน่นภายใต้สภาวะปกติคือ 3.22 กก./ลบ.ม. ละลายในคาร์บอนเตตระคลอไรด์ ละลายในน้ำได้เป็นกรดไฮโปคลอรัสอ่อน:

ทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วกับด่าง:

Cl 2 O + 2NaOH (ดิล) = 2NaClO + H 2 O

คลอรีนไดออกไซด์- กรดออกไซด์ เมื่อละลายในน้ำจะเกิดกรดคลอรัสและกรดเปอร์คลอริก (ปฏิกิริยาที่ไม่สมส่วน) สารละลายเจือจางจะคงตัวในที่มืดและสลายตัวช้าๆ ในที่มีแสง:

คลอรีนไดออกไซด์- คลอรีนออกไซด์ ( IV) สารประกอบของคลอรีนและออกซิเจน สูตร: ClO 2

ภายใต้สภาวะปกติ ClO 2 จะเป็นก๊าซสีเหลืองแดงที่มีกลิ่นเฉพาะตัว ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 10 °C ClO 2 จะเป็นของเหลวสีน้ำตาลแดง ความเสถียรต่ำ ระเบิดเมื่อถูกแสง เมื่อสัมผัสกับสารออกซิไดซ์ และเมื่อถูกความร้อน ให้ละลายน้ำได้ดี เนื่องจากเกิดอันตรายจากการระเบิด จึงไม่สามารถเก็บคลอรีนไดออกไซด์เป็นของเหลวได้

ออกไซด์ที่เป็นกรด เมื่อละลายในน้ำจะเกิดกรดคลอรัสและกรดเปอร์คลอริก (ปฏิกิริยาที่ไม่สมส่วน) สารละลายเจือจางจะคงตัวในที่มืดและสลายตัวช้าๆ ในที่มีแสง:

กรดคลอรัสที่เกิดขึ้นนั้นไม่เสถียรมากและสลายตัว:

แสดงคุณสมบัติรีดอกซ์

2ClO 2 + 5H 2 SO 4 (เจือจาง) + 10FeSO 4 = 5Fe 2 (SO 4) 3 + 2HCl + 4H 2 O

ClO 2 + 2NaOH เย็น = NaClO 2 + NaClO 3 + H 2 O

ClO 2 + O 3 = ClO 3 + O 2

ClO 2 ทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์หลายชนิดและทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ที่มีความเข้มข้นปานกลาง

กรดไฮโปคลอรัส- HClO ซึ่งเป็นกรด monoprotic ที่อ่อนแอมากซึ่งคลอรีนมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 มีอยู่ในโซลูชันเท่านั้น

ในสารละลายที่เป็นน้ำ กรดไฮโปคลอรัสจะสลายตัวบางส่วนเป็นโปรตอนและไอออนไฮโปคลอไรต์ ClO − :

ไม่เสถียร กรดไฮโปคลอรัสและเกลือของมัน - ไฮโปคลอไรต์- สารออกซิไดซ์ที่แรง ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก HCl ทำให้เกิดคลอรีนโมเลกุล:

HClO + NaOH (เจือจาง) = NaClO + H 2 O

กรดคลอรัส- HClO 2 ซึ่งเป็นกรดโมโนเบสิกที่มีความแรงปานกลาง

กรดคลอรัส HClO 2 ในรูปแบบอิสระนั้นไม่เสถียร แม้ในสารละลายน้ำเจือจางก็จะสลายตัวอย่างรวดเร็ว:

ทำให้เป็นกลางด้วยด่าง

HClO 2 + NaOH (ดิลเย็น) = NaClO 2 + H 2 O

ไม่ทราบแอนไฮไดรด์ของกรดนี้

สารละลายกรดเตรียมจากเกลือของมัน - คลอไรท์เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาของ ClO 2 กับอัลคาไล:

แสดงคุณสมบัติรีดอกซ์

5HClO2 + 3H2SO4 (เจือจาง) + 2KMnO4 = 5HClO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

กรดคลอริก- HClO 3 ซึ่งเป็นกรดโมโนเบสิกชนิดเข้มข้นซึ่งคลอรีนมีสถานะออกซิเดชันที่ +5 ไม่ได้รับในรูปแบบฟรี ในสารละลายน้ำที่ความเข้มข้นต่ำกว่า 30% ในความเย็นจะค่อนข้างเสถียร ในสารละลายที่มีความเข้มข้นมากขึ้นมันจะสลายตัว:

กรดไฮโปคลอรัสเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ความสามารถในการออกซิไดซ์เพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น HClO 3 ถูกรีดิวซ์เป็นกรดไฮโดรคลอริกอย่างง่ายดาย:

HClO 3 + 5HCl (เข้มข้น) = 3Cl 2 + 3H 2 O

HClO 3 + NaOH (เจือจาง) = NaClO 3 + H 2 O

เมื่อส่วนผสมของ SO 2 และอากาศถูกส่งผ่านสารละลายที่มีความเป็นกรดสูง จะเกิดคลอรีนไดออกไซด์:

ในกรดเปอร์คลอริก 40% กระดาษกรองจะติดไฟได้

8. อยู่ในธรรมชาติ:

ในเปลือกโลก คลอรีนเป็นสารฮาโลเจนที่พบมากที่สุด เนื่องจากคลอรีนมีฤทธิ์มากจึงเกิดขึ้นในธรรมชาติเฉพาะในรูปของสารประกอบในแร่ธาตุเท่านั้น

ตารางที่ 7. การค้นพบในธรรมชาติ

ตารางที่ 7. รูปแบบแร่

คลอรีนสำรองที่ใหญ่ที่สุดมีอยู่ในเกลือของน้ำทะเลและมหาสมุทร

ใบเสร็จ

วิธีทางเคมีในการผลิตคลอรีนไม่ได้ผลและมีราคาแพง ปัจจุบันมีความสำคัญทางประวัติศาสตร์เป็นหลัก สามารถรับได้โดยการทำปฏิกิริยาโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตกับกรดไฮโดรคลอริก:

วิธีเชเล่

ในขั้นต้นวิธีการทางอุตสาหกรรมในการผลิตคลอรีนนั้นใช้วิธี Scheele นั่นคือปฏิกิริยาของไพโรลูไซต์กับกรดไฮโดรคลอริก:

วิธีมัคนายก

วิธีการผลิตคลอรีนโดยตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรเจนคลอไรด์ด้วยออกซิเจนในบรรยากาศ

วิธีเคมีไฟฟ้า

ปัจจุบัน คลอรีนถูกผลิตในระดับอุตสาหกรรมร่วมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์และไฮโดรเจนโดยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายเกลือแกง ซึ่งเป็นกระบวนการหลักที่สามารถแสดงได้ด้วยสูตรสรุป:

แอปพลิเคชัน

· โปรไฟล์หน้าต่างทำจากโพลีเมอร์ที่มีคลอรีน

· ส่วนประกอบหลักของสารฟอกขาวคือน้ำลาบาร์ราโก (โซเดียมไฮโปคลอไรต์)

·ในการผลิตโพลีไวนิลคลอไรด์ สารประกอบพลาสติก ยางสังเคราะห์

· การผลิตออร์กาโนคลอรีน คลอรีนที่ผลิตส่วนสำคัญจะถูกนำไปใช้เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์อารักขาพืช ยาฆ่าแมลงที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งคือเฮกซาคลอโรไซโคลเฮกเซน (มักเรียกว่าเฮกซาคลอเรน)

· ใช้เป็นตัวแทนสงครามเคมี เช่นเดียวกับการผลิตสารเคมีสงครามอื่น ๆ: ก๊าซมัสตาร์ด ฟอสจีน

· สำหรับการฆ่าเชื้อโรคในน้ำ - "คลอรีน"

· จดทะเบียนในอุตสาหกรรมอาหารเป็นวัตถุเจือปนอาหาร E925

· ในการผลิตทางเคมีของกรดไฮโดรคลอริก สารฟอกขาว เกลือเบอร์ทอลเล็ต คลอไรด์ของโลหะ สารพิษ ยา ปุ๋ย

· ในโลหะวิทยาเพื่อการผลิตโลหะบริสุทธิ์: ไทเทเนียม ดีบุก แทนทาลัม ไนโอเบียม

· เป็นตัวบ่งชี้นิวตริโนแสงอาทิตย์ในเครื่องตรวจจับคลอรีน-อาร์กอน

ประเทศที่พัฒนาแล้วหลายประเทศมุ่งมั่นที่จะจำกัดการใช้คลอรีนในชีวิตประจำวัน ซึ่งรวมถึงเนื่องจากการสันดาปของเสียที่มีคลอรีนทำให้เกิดไดออกซินในปริมาณที่มีนัยสำคัญ

คลอรีน(จากภาษากรีก χлωρ?ς - "สีเขียว") - องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่เจ็ด, ช่วงที่สามของระบบธาตุขององค์ประกอบทางเคมีของ D. I. Mendeleev โดยมีเลขอะตอม 17 ระบุด้วยสัญลักษณ์ Cl(ละติน คลอรัม- อโลหะที่มีฤทธิ์ทางเคมี มันเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มฮาโลเจน (เดิมชื่อ "ฮาโลเจน" ถูกใช้โดยนักเคมีชาวเยอรมันชไวเกอร์สำหรับคลอรีน [ตามตัวอักษร "ฮาโลเจน" แปลว่าเกลือ) แต่ก็ไม่เข้าใจและต่อมากลายเป็นเรื่องปกติสำหรับกลุ่มที่ 7 ของธาตุซึ่งรวมถึงคลอรีนด้วย)

สารคลอรีนอย่างง่าย (หมายเลข CAS: 7782-50-5) ภายใต้สภาวะปกติจะเป็นก๊าซพิษที่มีสีเหลืองอมเขียว มีกลิ่นฉุน โมเลกุลของคลอรีนเป็นแบบไดอะตอมมิก (สูตร Cl 2)

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบคลอรีน

เจ. พริสลีย์รวบรวมก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ชนิดไม่มีน้ำเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2315 (เหนือปรอทเหลว) คลอรีนได้รับครั้งแรกในปี พ.ศ. 2317 โดย Scheele ซึ่งบรรยายถึงการปลดปล่อยของมันในระหว่างปฏิกิริยาระหว่างไพโรลูไซต์กับกรดไฮโดรคลอริกในบทความของเขาเกี่ยวกับไพโรลูไซต์:

4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Scheele สังเกตเห็นกลิ่นของคลอรีน คล้ายกับกลิ่นของกรดกัดทอง ความสามารถในการทำปฏิกิริยากับทองคำและแท่งชาด และคุณสมบัติในการฟอกขาว

อย่างไรก็ตาม Scheele ตามทฤษฎีโฟลจิสตันซึ่งมีความโดดเด่นในวิชาเคมีในขณะนั้น เสนอว่าคลอรีนคือกรดไฮโดรคลอริกที่ถูก dephlogisticated นั่นคือกรดไฮโดรคลอริกออกไซด์ แบร์ทอลเล็ตและลาวัวซิเยร์เสนอว่าคลอรีนเป็นออกไซด์ของธาตุ มูเรียอย่างไรก็ตาม ความพยายามที่จะแยกเกลือออกยังคงไม่ประสบความสำเร็จจนกระทั่งงานของ Davy ซึ่งสามารถย่อยสลายเกลือแกงให้เป็นโซเดียมและคลอรีนโดยอิเล็กโทรไลซิส

การกระจายตัวในธรรมชาติ

คลอรีนมีอยู่ 2 ไอโซโทปที่พบในธรรมชาติ: 35 Cl และ 37 Cl ในเปลือกโลก คลอรีนเป็นสารฮาโลเจนที่พบมากที่สุด คลอรีนมีฤทธิ์มาก - รวมเข้ากับองค์ประกอบเกือบทั้งหมดของตารางธาตุโดยตรง ดังนั้นในธรรมชาติจึงพบได้เฉพาะในรูปของสารประกอบในแร่ธาตุ: halite NaCl, sylvite KCl, sylvinite KCl NaCl, bischofite MgCl 2 6H2O, carnallite KCl MgCl 2 6H 2 O, kainite KCl MgSO 4 3H 2 O ที่ใหญ่ที่สุด คลอรีนสำรองมีอยู่ในเกลือของน้ำทะเลและมหาสมุทร (ปริมาณน้ำทะเลคือ 19 กรัม/ลิตร) คลอรีนคิดเป็น 0.025% ของจำนวนอะตอมทั้งหมดในเปลือกโลก จำนวนคลอรีนของคลาร์กคือ 0.017% และร่างกายมนุษย์มีคลอรีนไอออน 0.25% โดยมวล ในร่างกายมนุษย์และสัตว์ คลอรีนพบส่วนใหญ่ในของเหลวระหว่างเซลล์ (รวมถึงเลือด) และมีบทบาทสำคัญในการควบคุมกระบวนการออสโมติก เช่นเดียวกับในกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของเซลล์ประสาท

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีกายภาพ

ภายใต้สภาวะปกติ คลอรีนจะเป็นก๊าซสีเหลืองเขียวที่มีกลิ่นหอบ คุณสมบัติทางกายภาพบางประการแสดงอยู่ในตาราง

คุณสมบัติทางกายภาพบางประการของคลอรีน

คุณสมบัติ	ความหมาย
สี (แก๊ส)	สีเหลืองสีเขียว
จุดเดือด	−34 °C
จุดหลอมเหลว	−100 °C
อุณหภูมิการสลายตัว (การแยกตัวออกเป็นอะตอม)	~1400 องศาเซลเซียส
ความหนาแน่น (แก๊ส, ns)	3.214 ก./ลิตร
ความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนของอะตอม	3.65 อีวี
พลังงานไอออไนเซชันแรก	12.97 อีวี
ความจุความร้อน (298 K, แก๊ส)	34.94 (เจ/โมล K)
อุณหภูมิวิกฤต	144 องศาเซลเซียส
แรงกดดันที่สำคัญ	76 ตู้เอทีเอ็ม
เอนทาลปีมาตรฐานของการก่อตัว (298 K, แก๊ส)	0 (กิโลจูล/โมล)
เอนโทรปีมาตรฐานของการก่อตัว (298 K, แก๊ส)	222.9 (เจ/โมล · K)
เอนทัลปีละลาย	6.406 (กิโลจูล/โมล)
เอนทาลปีของการเดือด	20.41 (กิโลจูล/โมล)
พลังงานของความแตกแยกโฮโมไลติกของพันธะ X-X	243 (กิโลจูล/โมล)
พลังงานของความแตกแยกเฮเทอโรไลติกของพันธะ X-X	1150 (กิโลจูล/โมล)
พลังงานไอออไนเซชัน	1255 (กิโลจูล/โมล)
พลังงานสัมพัทธ์ของอิเล็กตรอน	349 (กิโลจูล/โมล)
รัศมีอะตอม	0.073 (นาโนเมตร)
อิเล็กโทรเนกาติวีตี้ตามแนวคิดของพอลลิง	3,20
อิเล็กโทรเนกาติวีตี้ตามแนวคิดของออลเรด-โรโชว	2,83
สถานะออกซิเดชันที่เสถียร	-1, 0, +1, +3, (+4), +5, (+6), +7

ก๊าซคลอรีนกลายเป็นของเหลวได้ค่อนข้างง่าย เริ่มต้นจากความดัน 0.8 MPa (8 บรรยากาศ) คลอรีนจะเป็นของเหลวอยู่แล้วที่อุณหภูมิห้อง เมื่อเย็นลงถึง -34 °C คลอรีนจะกลายเป็นของเหลวที่ความดันบรรยากาศปกติ คลอรีนเหลวเป็นของเหลวสีเหลืองเขียวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนมาก (เนื่องจากโมเลกุลมีความเข้มข้นสูง) ด้วยการเพิ่มความดัน จะทำให้มีคลอรีนเหลวได้จนถึงอุณหภูมิ +144 °C (อุณหภูมิวิกฤติ) ที่ความดันวิกฤต 7.6 MPa

ที่อุณหภูมิต่ำกว่า −101 °C คลอรีนเหลวจะตกผลึกเป็นตาข่ายออร์โธฮอมบิกกับกลุ่มอวกาศ ซมและพารามิเตอร์ a=6.29 Å b=4.50 Å, c=8.21 Å ต่ำกว่า 100 K การดัดแปลงออร์โธฮอมบิกของผลึกคลอรีนจะกลายเป็นรูปทรงสี่เหลี่ยม โดยมีกลุ่มอวกาศ P4 2/นซมและพารามิเตอร์ขัดแตะ a=8.56 Å และ c=6.12 Å

ความสามารถในการละลาย

ระดับการแยกตัวของโมเลกุลคลอรีน Cl 2 → 2Cl ที่ 1,000 K จะเป็น 2.07×10 −4% และที่ 2500 K จะเป็น 0.909%

เกณฑ์การรับรู้กลิ่นในอากาศคือ 0.003 (มก./ลิตร)

ในแง่ของการนำไฟฟ้า คลอรีนเหลวจัดอยู่ในกลุ่มฉนวนที่แข็งแกร่งที่สุด โดยนำกระแสได้แย่กว่าน้ำกลั่นเกือบพันล้านเท่า และแย่กว่าเงิน 10 ถึง 22 เท่า ความเร็วของเสียงในคลอรีนนั้นน้อยกว่าในอากาศประมาณหนึ่งเท่าครึ่ง

คุณสมบัติทางเคมี

โครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอน

ระดับเวเลนซ์ของอะตอมคลอรีนประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ 1 ตัว: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 ดังนั้นความจุ 1 สำหรับอะตอมของคลอรีนจึงมีความเสถียรมาก เนื่องจากการมีอยู่ของวงโคจรระดับย่อย d ที่ว่างในอะตอมของคลอรีน อะตอมของคลอรีนจึงสามารถแสดงเวเลนซ์อื่นๆ ได้ รูปแบบการก่อตัวของสถานะตื่นเต้นของอะตอม:

สารประกอบคลอรีนเป็นที่รู้จักกันว่าอะตอมของคลอรีนแสดงวาเลนซี 4 และ 6 อย่างเป็นทางการ เช่น ClO 2 และ Cl 2 O 6 อย่างไรก็ตาม สารประกอบเหล่านี้เป็นอนุมูล ซึ่งหมายความว่าพวกมันมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่หนึ่งตัว

ปฏิสัมพันธ์กับโลหะ

คลอรีนทำปฏิกิริยาโดยตรงกับโลหะเกือบทั้งหมด (บางชนิดเมื่อมีความชื้นหรือเมื่อถูกความร้อนเท่านั้น):

Cl 2 + 2Na → 2NaCl 3Cl 2 + 2Sb → 2SbCl 3 3Cl 2 + 2Fe → 2FeCl 3

ปฏิกิริยากับอโลหะ

สำหรับอโลหะ (ยกเว้นคาร์บอน ไนโตรเจน ออกซิเจน และก๊าซเฉื่อย) จะเกิดคลอไรด์ที่สอดคล้องกัน

ในแสงหรือเมื่อถูกความร้อน มันจะทำปฏิกิริยาอย่างแข็งขัน (บางครั้งก็เกิดการระเบิด) กับไฮโดรเจนตามกลไกที่รุนแรง ส่วนผสมของคลอรีนกับไฮโดรเจนซึ่งมีไฮโดรเจนอยู่ระหว่าง 5.8 ถึง 88.3% จะระเบิดเมื่อถูกฉายรังสีจนเกิดเป็นไฮโดรเจนคลอไรด์ ส่วนผสมของคลอรีนและไฮโดรเจนที่มีความเข้มข้นเล็กน้อยจะเผาไหม้โดยไม่มีสีหรือเปลวไฟสีเหลืองอมเขียว อุณหภูมิสูงสุดของเปลวไฟไฮโดรเจน-คลอรีน 2200 °C:

Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2

เมื่อใช้ออกซิเจน คลอรีนจะเกิดออกไซด์ซึ่งจะแสดงสถานะออกซิเดชันตั้งแต่ +1 ถึง +7: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7 มีกลิ่นฉุน ไม่เสถียรทางความร้อนและไม่เสถียรทางโฟโตเคมี และมีแนวโน้มที่จะสลายตัวด้วยการระเบิด

เมื่อทำปฏิกิริยากับฟลูออรีน จะไม่เกิดคลอไรด์ แต่เป็นฟลูออไรด์:

Cl 2 + 3F 2 (เช่น) → 2ClF 3

คุณสมบัติอื่นๆ

คลอรีนจะแทนที่โบรมีนและไอโอดีนจากสารประกอบด้วยไฮโดรเจนและโลหะ:

Cl 2 + 2HBr → Br 2 + 2HCl Cl 2 + 2NaI → I 2 + 2NaCl

เมื่อทำปฏิกิริยากับคาร์บอนมอนอกไซด์จะเกิดฟอสจีน:

Cl 2 + CO → COCl 2

เมื่อละลายในน้ำหรือด่าง คลอรีนจะสลายตัว กลายเป็นไฮโปคลอรัส (และเมื่อถูกความร้อนคือเปอร์คลอริก) และกรดไฮโดรคลอริก หรือเกลือของพวกมัน:

Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O

การคลอรีนของแคลเซียมไฮดรอกไซด์แห้งทำให้เกิดสารฟอกขาว:

Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O

ผลของคลอรีนต่อแอมโมเนีย, ไนโตรเจนไตรคลอไรด์สามารถรับได้:

4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4 Cl

คุณสมบัติออกซิไดซ์ของคลอรีน

คลอรีนเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงมาก

Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S

ปฏิกิริยากับสารอินทรีย์

ด้วยสารประกอบอิ่มตัว:

CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl

ยึดติดกับสารประกอบไม่อิ่มตัวด้วยพันธะหลายตัว:

CH 2 =CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl

สารประกอบอะโรมาติกจะแทนที่อะตอมไฮโดรเจนด้วยคลอรีนเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา (เช่น AlCl 3 หรือ FeCl 3):

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl

วิธีการได้รับ

วิธีการทางอุตสาหกรรม

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

ในปี พ.ศ. 2410 Deacon ได้พัฒนาวิธีการผลิตคลอรีนโดยการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของไฮโดรเจนคลอไรด์ด้วยออกซิเจนในบรรยากาศ ปัจจุบันกระบวนการ Deacon ใช้เพื่อนำคลอรีนกลับมาจากไฮโดรเจนคลอไรด์ ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากคลอรีนทางอุตสาหกรรมของสารประกอบอินทรีย์

4HCl + O 2 → 2H 2 O + 2Cl 2

ปัจจุบัน คลอรีนถูกผลิตขึ้นในระดับอุตสาหกรรมร่วมกับโซเดียมไฮดรอกไซด์และไฮโดรเจนโดยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายเกลือแกง:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH แอโนด: 2Cl − — 2е − → Cl 2 0 แคโทด: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −

เนื่องจากอิเล็กโทรลิซิสของน้ำเกิดขึ้นขนานกับอิเล็กโทรลิซิสของโซเดียมคลอไรด์ สมการโดยรวมจึงสามารถแสดงได้ดังนี้:

1.80 NaCl + 0.50 H 2 O → 1.00 Cl 2 + 1.10 NaOH + 0.03 H 2

มีการใช้วิธีเคมีไฟฟ้าในการผลิตคลอรีนสามรูปแบบ สองวิธีคืออิเล็กโทรไลซิสที่มีแคโทดแข็ง: วิธีไดอะแฟรมและเมมเบรน วิธีที่สามคืออิเล็กโทรไลซิสด้วยแคโทดปรอทเหลว (วิธีการผลิตปรอท) ในบรรดาวิธีการผลิตเคมีไฟฟ้า วิธีที่ง่ายและสะดวกที่สุดคืออิเล็กโทรไลซิสด้วยแคโทดปรอท แต่วิธีนี้ทำให้เกิดอันตรายอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อมอันเป็นผลมาจากการระเหยและการรั่วไหลของปรอทโลหะ

วิธีไดอะแฟรมด้วยแคโทดที่เป็นของแข็ง

ช่องอิเล็กโตรไลเซอร์จะถูกแบ่งด้วยแผ่นกั้นแร่ใยหินที่มีรูพรุน - ไดอะแฟรม - ลงในช่องว่างแคโทดและแอโนด โดยที่แคโทดและแอโนดของอิเล็กโตรไลเซอร์ตั้งอยู่ตามลำดับ ดังนั้นอิเล็กโทรไลเซอร์ดังกล่าวจึงมักเรียกว่าไดอะแฟรม และวิธีการผลิตคืออิเล็กโทรไลซิสของไดอะแฟรม การไหลของอะโนไลต์อิ่มตัว (สารละลาย NaCl) จะเข้าสู่ช่องว่างขั้วบวกของอิเล็กโทรไลเซอร์แบบไดอะแฟรมอย่างต่อเนื่อง อันเป็นผลมาจากกระบวนการเคมีไฟฟ้า คลอรีนจะถูกปล่อยออกมาที่ขั้วบวกเนื่องจากการสลายตัวของเฮไลต์ และไฮโดรเจนจะถูกปล่อยออกมาที่แคโทดเนื่องจากการสลายตัวของน้ำ ในกรณีนี้โซนใกล้แคโทดจะอุดมไปด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์

วิธีเมมเบรนที่มีแคโทดที่เป็นของแข็ง

วิธีเมมเบรนโดยพื้นฐานแล้วจะคล้ายกับวิธีไดอะแฟรม แต่ช่องว่างของขั้วบวกและแคโทดจะถูกแยกออกจากกันด้วยเมมเบรนโพลีเมอร์แลกเปลี่ยนไอออนบวก วิธีการผลิตเมมเบรนมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีไดอะแฟรม แต่ใช้งานยากกว่า

วิธีปรอทด้วยแคโทดเหลว

กระบวนการนี้ดำเนินการในอ่างอิเล็กโทรไลต์ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโตรไลเซอร์ ตัวย่อยสลาย และปั๊มปรอท ซึ่งเชื่อมต่อถึงกันด้วยการสื่อสาร ในอ่างอิเล็กโทรไลต์ ปรอทจะไหลเวียนภายใต้การทำงานของปั๊มปรอท โดยผ่านอิเล็กโตรไลเซอร์และเครื่องสลายตัว แคโทดของอิเล็กโตรไลเซอร์คือการไหลของสารปรอท แอโนด - กราไฟท์หรือการสึกหรอต่ำ เมื่อรวมกับปรอท กระแสของอะโนไลต์ซึ่งเป็นสารละลายโซเดียมคลอไรด์จะไหลอย่างต่อเนื่องผ่านอิเล็กโทรไลเซอร์ อันเป็นผลมาจากการสลายตัวทางเคมีไฟฟ้าของคลอไรด์ โมเลกุลของคลอรีนจึงเกิดขึ้นที่ขั้วบวก และที่แคโทด โซเดียมที่ปล่อยออกมาจะละลายในปรอท ก่อตัวเป็นอะมัลกัม

วิธีการทางห้องปฏิบัติการ

ในห้องปฏิบัติการ คลอรีนมักจะผลิตโดยใช้กระบวนการขึ้นอยู่กับการออกซิเดชันของไฮโดรเจนคลอไรด์ด้วยสารออกซิไดซ์ที่แรง (เช่นแมงกานีส (IV) ออกไซด์, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, โพแทสเซียมไดโครเมต):

2KMnO 4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 +8H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 3Cl 2 + 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O

การเก็บคลอรีน

คลอรีนที่ผลิตจะถูกเก็บไว้ใน “ถัง” พิเศษหรือปั๊มลงในถังเหล็กแรงดันสูง ถังที่มีคลอรีนเหลวภายใต้ความกดดันจะมีสีพิเศษ - สีหนองน้ำ ควรสังเกตว่าในระหว่างการใช้งานถังคลอรีนเป็นเวลานาน ไนโตรเจนไตรคลอไรด์ที่ระเบิดได้อย่างรุนแรงจะสะสมอยู่ในนั้น ดังนั้นในบางครั้ง ถังคลอรีนจะต้องผ่านการล้างและทำความสะอาดไนโตรเจนคลอไรด์เป็นประจำ

มาตรฐานคุณภาพคลอรีน

ตาม GOST 6718-93 “คลอรีนเหลว ข้อกำหนดทางเทคนิค" ผลิตคลอรีนเกรดต่อไปนี้

แอปพลิเคชัน

คลอรีนถูกนำมาใช้ในหลายอุตสาหกรรม วิทยาศาสตร์ และความต้องการในครัวเรือน:

ในการผลิตโพลีไวนิลคลอไรด์ สารประกอบพลาสติก ยางสังเคราะห์ ซึ่งใช้ในการผลิต: ฉนวนลวด โปรไฟล์หน้าต่าง วัสดุบรรจุภัณฑ์ เสื้อผ้าและรองเท้า แผ่นเสื่อน้ำมันและแผ่นเสียง เคลือบเงา อุปกรณ์และพลาสติกโฟม ของเล่น ชิ้นส่วนเครื่องมือ วัสดุก่อสร้าง . โพลีไวนิลคลอไรด์ผลิตโดยกระบวนการโพลิเมอไรเซชันของไวนิลคลอไรด์ ซึ่งในปัจจุบันส่วนใหญ่มักผลิตจากเอทิลีนโดยวิธีสมดุลคลอรีนผ่านสารตัวกลาง 1,2-ไดคลอโรอีเทน
คุณสมบัติการฟอกขาวของคลอรีนเป็นที่รู้จักกันมานานแล้วแม้ว่าจะไม่ใช่คลอรีนเองที่ "ฟอกขาว" แต่เป็นอะตอมออกซิเจนซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของกรดไฮโปคลอรัส: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + อ้อ.. วิธีการฟอกผ้า กระดาษ กระดาษแข็ง วิธีนี้ใช้กันมานานหลายศตวรรษ
การผลิตยาฆ่าแมลงออร์กาโนคลอรีน - สารที่ใช้ฆ่าแมลงที่เป็นอันตรายต่อพืชผลแต่ปลอดภัยสำหรับพืช คลอรีนที่ผลิตส่วนสำคัญจะถูกนำไปใช้เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์อารักขาพืช ยาฆ่าแมลงที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งคือเฮกซาคลอโรไซโคลเฮกเซน (มักเรียกว่าเฮกซาคลอเรน) สารนี้ถูกสังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2368 โดยฟาราเดย์ แต่พบว่านำไปใช้ได้จริงในอีกกว่า 100 ปีต่อมา ในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ 20
มันถูกใช้เป็นสารเคมีในการทำสงคราม เช่นเดียวกับการผลิตสารเคมีในการทำสงครามอื่นๆ เช่น ก๊าซมัสตาร์ด ฟอสจีน
เพื่อฆ่าเชื้อน้ำ - "คลอรีน" วิธีการฆ่าเชื้อน้ำดื่มที่พบบ่อยที่สุด ขึ้นอยู่กับความสามารถของคลอรีนอิสระและสารประกอบของคลอรีนในการยับยั้งระบบเอนไซม์ของจุลินทรีย์ที่กระตุ้นกระบวนการรีดอกซ์ ในการฆ่าเชื้อน้ำดื่มมีการใช้สิ่งต่อไปนี้: คลอรีน คลอรีนไดออกไซด์ คลอรามีน และสารฟอกขาว SanPiN 2.1.4.1074-01 กำหนดขีดจำกัด (ทางเดิน) ต่อไปนี้สำหรับปริมาณคลอรีนอิสระที่ตกค้างในน้ำดื่มจากแหล่งน้ำส่วนกลาง 0.3 - 0.5 มก./ลิตร ที่อนุญาต นักวิทยาศาสตร์และแม้แต่นักการเมืองในรัสเซียจำนวนหนึ่งวิพากษ์วิจารณ์แนวคิดเรื่องการใช้คลอรีนในน้ำประปา แต่ไม่สามารถเสนอทางเลือกอื่นนอกเหนือจากผลที่ตามมาของการฆ่าเชื้อของสารประกอบคลอรีน วัสดุที่ใช้ทำท่อน้ำมีปฏิกิริยาแตกต่างกับน้ำประปาที่มีคลอรีน คลอรีนอิสระในน้ำประปาช่วยลดอายุการใช้งานของท่อที่ใช้โพลีโอเลฟินส์ลงอย่างมาก: ท่อโพลีเอทิลีนประเภทต่างๆ รวมถึงโพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวางหรือที่เรียกว่า PEX (PE-X) ในสหรัฐอเมริกา เพื่อควบคุมการรับท่อที่ทำจากวัสดุโพลีเมอร์เพื่อใช้ในระบบจ่ายน้ำที่มีน้ำคลอรีน พวกเขาจึงถูกบังคับให้ใช้มาตรฐาน 3 ประการ: ASTM F2023 ที่เกี่ยวข้องกับท่อโพลีเอทิลีนแบบเชื่อมขวาง (PEX) และน้ำคลอรีนร้อน ASTM F2263 เกี่ยวข้องกับท่อโพลีเอทิลีนและน้ำคลอรีนทั้งหมด และ ASTM F2330 ใช้กับท่อหลายชั้น (โลหะ-โพลีเมอร์) และน้ำคลอรีนร้อน ในแง่ของความทนทานเมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำคลอรีน ท่อน้ำทองแดงให้ผลลัพธ์ที่เป็นบวก
จดทะเบียนในอุตสาหกรรมอาหารเป็นวัตถุเจือปนอาหาร E925.
ในการผลิตทางเคมีของกรดไฮโดรคลอริก, สารฟอกขาว, เกลือเบอร์โทไลต์, คลอไรด์ของโลหะ, ยาพิษ, ยารักษาโรค, ปุ๋ย
ในโลหะวิทยาเพื่อการผลิตโลหะบริสุทธิ์: ไทเทเนียม, ดีบุก, แทนทาลัม, ไนโอเบียม
เป็นตัวบ่งชี้นิวตริโนแสงอาทิตย์ในเครื่องตรวจจับคลอรีน-อาร์กอน

บทบาททางชีวภาพ

คลอรีนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบทางชีวภาพที่สำคัญที่สุดและเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

ในสัตว์และมนุษย์ คลอไรด์ไอออนมีส่วนเกี่ยวข้องในการรักษาสมดุลออสโมติก คลอไรด์ไอออนมีรัศมีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจาะผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ สิ่งนี้อธิบายถึงการมีส่วนร่วมร่วมกับโซเดียมและโพแทสเซียมไอออนในการสร้างแรงดันออสโมติกคงที่และควบคุมการเผาผลาญเกลือของน้ำ ภายใต้อิทธิพลของ GABA (สารสื่อประสาท) ไอออนของคลอรีนมีผลยับยั้งเซลล์ประสาทโดยการลดศักยภาพในการดำเนินการ ในกระเพาะอาหารไอออนของคลอรีนจะสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อการทำงานของเอนไซม์โปรตีโอไลติกของน้ำย่อย ช่องคลอไรด์มีอยู่ในเซลล์หลายประเภท เยื่อหุ้มไมโตคอนเดรีย และกล้ามเนื้อโครงร่าง ช่องเหล่านี้ทำหน้าที่สำคัญในการควบคุมปริมาตรของเหลว การขนส่งไอออนผ่านเยื่อบุผิว และรักษาศักยภาพของเมมเบรนให้คงที่ และมีส่วนเกี่ยวข้องในการรักษา pH ของเซลล์ คลอรีนสะสมในเนื้อเยื่ออวัยวะภายใน ผิวหนัง และกล้ามเนื้อโครงร่าง คลอรีนจะถูกดูดซึมในลำไส้ใหญ่เป็นหลัก การดูดซึมและการขับถ่ายของคลอรีนมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโซเดียมไอออนและไบคาร์บอเนต และในระดับที่น้อยกว่ากับกิจกรรมของแร่คอร์ติคอยด์และกิจกรรมของ Na + /K + -ATPase คลอรีนทั้งหมด 10-15% สะสมอยู่ในเซลล์ โดย 1/3 ถึง 1/2 อยู่ในเซลล์เม็ดเลือดแดง พบคลอรีนประมาณ 85% ในพื้นที่นอกเซลล์ คลอรีนถูกขับออกจากร่างกายส่วนใหญ่ทางปัสสาวะ (90-95%) อุจจาระ (4-8%) และทางผิวหนัง (มากถึง 2%) การขับถ่ายของคลอรีนสัมพันธ์กับโซเดียมและโพแทสเซียมไอออน และในทางกลับกันกับ HCO 3 − (ความสมดุลของกรด-เบส)

คนเราบริโภค NaCl 5-10 กรัมต่อวัน ความต้องการคลอรีนขั้นต่ำของมนุษย์คือประมาณ 800 มก. ต่อวัน ทารกจะได้รับคลอรีนในปริมาณที่ต้องการผ่านทางน้ำนมแม่ ซึ่งมีคลอรีน 11 มิลลิโมล/ลิตร NaCl จำเป็นสำหรับการผลิตกรดไฮโดรคลอริกในกระเพาะอาหารซึ่งส่งเสริมการย่อยอาหารและการทำลายแบคทีเรียที่ทำให้เกิดโรค ในปัจจุบัน ความเกี่ยวข้องของคลอรีนในการเกิดโรคบางชนิดในมนุษย์ยังไม่มีการศึกษาที่ดีนัก สาเหตุหลักมาจากการศึกษาจำนวนน้อย พอจะกล่าวได้ว่าแม้แต่คำแนะนำเกี่ยวกับการบริโภคคลอรีนในแต่ละวันก็ยังไม่ได้รับการพัฒนา เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อมนุษย์ประกอบด้วยคลอรีน 0.20-0.52% เนื้อเยื่อกระดูก - 0.09%; ในเลือด - 2.89 กรัม/ลิตร ร่างกายคนโดยเฉลี่ย (น้ำหนักตัว 70 กก.) มีคลอรีน 95 กรัม ทุกๆ วัน คนเราจะได้รับคลอรีนจากอาหาร 3-6 กรัม ซึ่งมากเกินความจำเป็นสำหรับองค์ประกอบนี้

ไอออนของคลอรีนมีความสำคัญต่อพืช คลอรีนเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญพลังงานในพืช โดยกระตุ้นการเกิดออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชั่น จำเป็นสำหรับการก่อตัวของออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยคลอโรพลาสต์ที่แยกได้ และกระตุ้นกระบวนการเสริมของการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสะสมพลังงาน คลอรีนมีผลเชิงบวกต่อการดูดซึมออกซิเจน โพแทสเซียม แคลเซียม และสารประกอบแมกนีเซียมโดยราก คลอรีนไอออนที่มีความเข้มข้นมากเกินไปในพืชก็อาจมีผลเสียเช่นกัน เช่น ลดปริมาณคลอโรฟิลล์ ลดกิจกรรมการสังเคราะห์ด้วยแสง และชะลอการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช

แต่มีพืชจำนวนหนึ่งที่ในกระบวนการวิวัฒนาการ ไม่ว่าจะปรับให้เข้ากับความเค็มของดิน หรือในการต่อสู้เพื่อแย่งชิงพื้นที่ ก็ได้ครอบครองบึงเกลือที่ว่างเปล่าซึ่งไม่มีการแข่งขัน พืชที่ปลูกบนดินเค็มเรียกว่าฮาโลไฟต์ ซึ่งจะสะสมคลอไรด์ในช่วงฤดูปลูก แล้วกำจัดส่วนเกินออกไปโดยการร่วงของใบไม้หรือปล่อยคลอไรด์ลงบนพื้นผิวใบและกิ่งก้าน และได้รับประโยชน์สองเท่าโดยการบังพื้นผิวจากแสงแดด

ในบรรดาจุลินทรีย์นั้นยังเป็นที่รู้จักกันในนาม halophiles - halobacteria ซึ่งอาศัยอยู่ในน้ำหรือดินที่มีความเค็มสูง

คุณสมบัติของการดำเนินงานและข้อควรระวัง

คลอรีนเป็นก๊าซพิษที่ทำให้หายใจไม่ออก ซึ่งหากเข้าสู่ปอด จะทำให้เนื้อเยื่อปอดไหม้และทำให้หายใจไม่ออก มีผลระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจที่ความเข้มข้นในอากาศประมาณ 0.006 มก./ล. (ซึ่งมากกว่าเกณฑ์การรับรู้กลิ่นคลอรีนถึงสองเท่า) คลอรีนเป็นหนึ่งในสารเคมีชนิดแรกๆ ที่เยอรมนีใช้ในสงครามโลกครั้งที่ 1 เมื่อทำงานกับคลอรีน คุณควรใช้ชุดป้องกัน หน้ากากป้องกันแก๊สพิษ และถุงมือ ในช่วงเวลาสั้น ๆ คุณสามารถป้องกันอวัยวะระบบทางเดินหายใจจากคลอรีนที่เข้ามาด้วยผ้าพันแผลผ้าชุบสารละลายโซเดียมซัลไฟต์ Na 2 SO 3 หรือโซเดียมไธโอซัลเฟต Na 2 S 2 O 3

ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตของคลอรีนในอากาศในบรรยากาศมีดังนี้: เฉลี่ยรายวัน - 0.03 มก./ลบ.ม.; ปริมาณสูงสุดครั้งเดียว - 0.1 มก. / ลบ.ม. ; ในสถานที่ทำงานขององค์กรอุตสาหกรรม - 1 มก./ลบ.ม.

คำนิยาม

คลอรีน– องค์ประกอบทางเคมีของกลุ่มที่ 7 ของช่วงที่ 3 ของตารางธาตุองค์ประกอบทางเคมี D.I. เมนเดเลเยฟ. ไม่ใช่โลหะ

หมายถึงองค์ประกอบของตระกูล p ฮาโลเจน หมายเลขซีเรียลคือ 17 โครงสร้างของระดับอิเล็กทรอนิกส์ภายนอกคือ 3s 2 3 p 5 มวลอะตอมสัมพัทธ์ – 35.5 amu โมเลกุลของคลอรีนเป็นแบบไดอะตอมมิก – Cl 2 .

คุณสมบัติทางเคมีของคลอรีน

คลอรีนทำปฏิกิริยากับโลหะธรรมดา:

Cl 2 + 2Sb = 2SbCl 3 (t);

Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3;

Cl 2 + 2Na = 2NaCl

คลอรีนทำปฏิกิริยากับสารธรรมดาที่ไม่ใช่โลหะ ดังนั้นเมื่อทำปฏิกิริยากับฟอสฟอรัสและซัลเฟอร์จะเกิดคลอไรด์ที่เกี่ยวข้องโดยมีฟลูออรีน - ฟลูออไรด์กับไฮโดรเจน - ไฮโดรเจนคลอไรด์กับออกซิเจน - ออกไซด์ ฯลฯ:

5Cl 2 + 2P = 2HCl 5;

Cl 2 + 2S = SCl 2;

Cl 2 + H 2 = 2HCl;

Cl 2 + F 2 = 2ClF

คลอรีนสามารถแทนที่โบรมีนและไอโอดีนจากสารประกอบด้วยไฮโดรเจนและโลหะ:

Cl 2 + 2HBr = Br 2 + 2HCl;

Cl 2 + 2NaI = ฉัน 2 + 2NaCl

คลอรีนสามารถละลายในน้ำและด่างได้และเกิดปฏิกิริยาความไม่สมดุลของคลอรีนและองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการใช้งาน:

Cl 2 + H 2 O ↔ HCl + HClO;

Cl 2 + 2NaOH = โซเดียมคลอไรด์ + NaClO + H 2 O;

3 Cl 2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O

คลอรีนทำปฏิกิริยากับออกไซด์ที่ไม่ก่อให้เกิดเกลือ - CO เพื่อสร้างสารที่มีชื่อเล็กน้อย - ฟอสจีนกับแอมโมเนียเพื่อสร้างแอมโมเนียมไตรคลอไรด์:

Cl 2 + CO = COCl 2;

3 Cl 2 + 4NH 3 = NCl 3 + 3NH 4 Cl

ในปฏิกิริยา คลอรีนแสดงคุณสมบัติของตัวออกซิไดซ์:

Cl 2 + H 2 S = 2HCl + S

คลอรีนทำปฏิกิริยากับสารอินทรีย์ประเภทอัลเคน อัลคีน และอารีน:

CH 3 -CH 3 + Cl 2 = CH 3 -CH 2 -Cl + HCl (เงื่อนไข - รังสียูวี);

CH 2 = CH 2 + Cl 2 = CH 2 (Cl)-CH 2 -Cl;

C 6 H 6 + Cl 2 = C 6 H 5 -Cl + HCl (kat = FeCl 3, AlCl 3);

C 6 H 6 + 6Cl 2 = C 6 H 6 Cl 6 + 6HCl (เงื่อนไข – รังสียูวี)

คุณสมบัติทางกายภาพของคลอรีน

คลอรีนเป็นก๊าซสีเหลืองเขียว มีความเสถียรทางความร้อน เมื่อน้ำเย็นอิ่มตัวด้วยคลอรีน จะเกิดคลาเรตที่เป็นของแข็ง มันละลายได้ดีในน้ำและไวต่อการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก (“น้ำคลอรีน”) ละลายในคาร์บอนเตตระคลอไรด์, SiCl 4 และ TiCl 4 ของเหลว ละลายได้ไม่ดีในสารละลายโซเดียมคลอไรด์อิ่มตัว ไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ตัวออกซิไดซ์ที่แรง. จุดเดือด - -34.1C จุดหลอมเหลว - -101.03C

รับคลอรีน

ก่อนหน้านี้ได้รับคลอรีนโดยวิธี Scheele (ปฏิกิริยาของแมงกานีส (VI) ออกไซด์กับกรดไฮโดรคลอริก) หรือโดยวิธี Deacon (ปฏิกิริยาของไฮโดรเจนคลอไรด์กับออกซิเจน):

MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O;

4HCl + O 2 = 2H 2 O + 2 Cl 2

ปัจจุบันมีการใช้ปฏิกิริยาต่อไปนี้เพื่อผลิตคลอรีน:

NaOCl + 2HCl = NaCl + Cl 2 + H 2 O;

2KMnO 4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl 2 +5 Cl 2 +8H 2 O;

2NaCl + 2H 2 O = 2NaOH + Cl 2 + H 2 (สภาวะ – อิเล็กโทรไลซิส)

การใช้คลอรีน

คลอรีนพบการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมหลากหลายสาขา เนื่องจากมีการใช้ในการผลิตวัสดุโพลีเมอร์ (โพลีไวนิลคลอไรด์) สารฟอกขาว ยาฆ่าแมลงออร์กาโนคลอรีน (เฮกซาคลอเรน) สารทำสงครามเคมี (ฟอสจีน) สำหรับการฆ่าเชื้อโรคในน้ำ ในอุตสาหกรรมอาหาร ในโลหะวิทยา ฯลฯ

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ตัวอย่างที่ 2

ออกกำลังกาย

สารคลอรีนจะมีปริมาตร มวล และปริมาณเท่าใด (n.s.) เมื่อแมงกานีสออกไซด์ 17.4 กรัมทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกที่มากเกินไป

สารละลาย

ให้เราเขียนสมการปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยาของแมงกานีส (IV) ออกไซด์กับกรดไฮโดรคลอริก:

4HCl + MnO 2 = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

มวลโมลาร์ของแมงกานีส (IV) ออกไซด์และคลอรีน คำนวณโดยใช้ตารางองค์ประกอบทางเคมีโดย D.I. Mendeleev – 87 และ 71 กรัม/โมล ตามลำดับ ลองคำนวณปริมาณแมงกานีส (IV) ออกไซด์:

n(MnO 2) = ม.(MnO 2) / M(MnO 2);

n(MnO 2) = 17.4 / 87 = 0.2 โมล

ตามสมการปฏิกิริยา n(MnO 2): n(Cl 2) = 1:1 ดังนั้น n(Cl 2) = n(MnO 2) = 0.2 โมล จากนั้นมวลและปริมาตรของคลอรีนจะเท่ากัน:

ม.(Cl 2) = 0.2 × 71 = 14.2 ก.;

V(Cl 2) = n(Cl 2) × V m = 0.2 × 22.4 = 4.48 ลิตร

คำตอบ

ปริมาณสารคลอรีนคือ 0.2 โมลน้ำหนัก 14.2 กรัมปริมาตร 4.48 ลิตร