Химический элемент Хлор

Элемент хлор периодической таблицы представляет собой прозрачный желтовато-зеленый газ. Он принадлежит к семейству галогенных элементов, наряду с фтором и бромом. Он получил свое название от греческого слова Kloros, что означает зеленовато-желтый. Хлор обычно существует в природе в виде двухатомного элемента, но один вид Cl - необходим для многих соединений. Хлор имеет легендарную историю его использования для зверств на войне, но он также имеет множество применений и применений в нашем современном мире - от продуктов питания до потребительских товаров и окружающей среды.

Интересные факты о хлоре
В качестве одного из двухатомных элементов, наряду с водородом, фтором, йодом, бромом, кислородом и азотом, одиночные атомы хлора редко существуют в природе
Хлор является девятым по распространенности элементом в организме человека
Хлор является третьим по распространенности элементом в океанах Земли
Газообразный хлор настолько едкий, что большинство людей могут уловить его запах в концентрациях до 3,5 промилле
Хлор является 21-м по распространенности элементом в земной коре
В механизмах органических химических реакций хлор часто заменяет атомы водорода в молекулах
Первая в мире цепная химическая реакция была обнаружена немецким химиком Максом Боденштайном в 1913 году, когда он заставил хлор и газообразный водород взорваться при воздействии света
Хотя его первичное число окисления является отрицательным, хлор в редких случаях может показывать плюс один, +3, +4, +5, +6, и +7
Оксикислоты образуются, когда хлор вступает в реакцию со щелочными растворами
В лаборатории химики получают хлор путем окисления соляной кислоты перманганатными солями

Элемент хлор в периодической таблице
Хлор, атомный символ Cl, имеет атомный номер 17 и находится в группе 17, группе галогенов, периодической таблицы. Элемент расположен ниже фтора, справа от серы, слева от неона и выше брома. В частности, хлор относится к третьему периоду. Он имеет семь валентных электронов и обладает чрезвычайно высокой реакционной способностью. Он образует соединения со всеми элементами, за исключением криптона, аргона, неона и гелия. Эти благородные газы, как правило, ни с чем не образуют соединений!

Семейство галогенов
Электроотрицательность хлора составляет 3,16 по шкале Полинга. Его полная электронная конфигурация составляет 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5.

Элемент хлор в наших телах
Большинство людей потребляют около 6 г хлора в день в виде хлорида натрия, также известного как поваренная соль. Люди долгое время боялись возможных негативных последствий для здоровья от чрезмерного потребления соли, несмотря на то, что это необходимый минерал для организма. Теперь мы знаем, что правильное увлажнение и физические упражнения эффективно противодействуют чрезмерному потреблению соли. Организм может выводить избыток натрия через пот и мочеиспускание. В любой момент времени хлор (в форме хлорида) может находиться в крови в концентрации примерно 0,3%, в костях - 900 частей на миллион и в тканях - от 0,2 до 0,5%. Концентрация. В организме человека в любой момент времени содержится около 95 г хлора.

Хлор также играет роль в функционировании иммунной системы человека. В 1996 году Журнал клинических исследований опубликовал статью, описывающую, как лейкоциты производят небольшие объемы газообразного хлора, чтобы защитить организм от инвазивных патогенов.

Желудочная кислота, ответственная за переваривание пищи, в основном содержит соляную кислоту. Без такой сильной кислоты мы не смогли бы расщеплять белки на отдельные аминокислотные компоненты.

Солончаки
Применение элемента хлора в современном мире
Современное использование
В промышленности хлор производится с помощью безэлектродного использования рассола. Химическая промышленность использует около 30% производимого сегодня газообразного хлора. В частности, 20% используется для очистки воды, 10% используется в отбеливателях, 15% используется в растворителях, и около четверти производимого хлора используется для ПВХ (поливинилхлорида).

Отбеливатели, изготовленные с использованием хлора, имеют широкий спектр применения. Перерабатывающие компании используют их для удаления чернил перед переработкой бумаги. Производители бумаги также используют хлор для производства древесной массы. Помимо прямого участия, компании также косвенно используют хлор во многих заслуживающих внимания промышленных процессах.

Около 85% фармацевтических препаратов требуют использования хлора на каком-то этапе их производства. Фармацевтические компании используют хлор в процессе производства как силиконов, так и полимеров. Интересно, что готовые продукты обычно не содержат хлора.

Потребительские товары, содержащие хлор, включают пестициды, средства для снятия краски, антипирены и бытовые отбеливатели. Это примеры продуктов, в которых хлор необходим для макияжа.

ПВХ - это хорошо известное применение хлора. Следует отметить, что ПВХ имеет разнообразные применения, такие как создание пакетов для переливания крови, оконных рам с двойным остеклением, бутылок для воды, уличной мебели, электроизоляции и виниловых полов, и это лишь некоторые из них. Невероятно, но ПВХ оказался одним из самых востребованных открытий современной химии.

Как уже упоминалось ранее, многие промышленные химикаты включают хлор, в первую очередь четыреххлористый углерод, хлороформ, гипохлорид натрия и соляную кислоту. Когда-то широко распространенные за пределами промышленности, вышеупомянутые химикаты теперь имеют строгие правила из-за их вредного воздействия на здоровье тех, кто не обращается с ними должным образом.

Историческое использование
В Мейдстоне, Англия, в 1897 году впервые было обнаружено, что хлор полезен для дезинфекции водопроводной воды. Затем очистка стала стандартным методом по всей Великобритании, позже распространившись на остальной развитый мир в то время. Обычно в водоочистителях пузырьковый хлор из гипохлорита отбеливает столб воды. Затем раствор щелочного гидроксида натрия стекает вниз, образуя NaOCl, сильный окислитель. NaOCl, как правило, безопасен, может оставаться стабильным в течение нескольких месяцев и легко убивает бактерии и вирусы.

В то время как многие использовали хлор для содействия процветанию человечества, другие, как известно, использовали его как элемент войны. Немецкая армия выпустила сотни баллонов с газообразным хлором по британским войскам во Фландрии утром 22 апреля 1915 года, ознаменовав начало эры химической войны. Другой газ на основе хлора, фосген (оксихлорид углерода, CoCl2), также служил удушающим средством во время Первой мировой войны.

В 20-м веке хлор также использовался для инноваций в мирных целях. Инсектицид ДДТ, который содержит пять атомов хлора на молекулу, получил широкое распространение в 1940-50-х годах. Однако американский биолог Рэйчел Карсон обнаружила, что это соединение обладает высокой канцерогенностью, а также оказывает разрушительное воздействие на окружающую среду в пищевой цепи. После демонстрации того, что ДДТ сократил местную популяцию певчих птиц, применение соединения стало строго ограничено законом. Ее открытия обычно рассматриваются как генезис современного движения за защиту окружающей среды.

Хлор также известен тем, что используется для обработки плавательных бассейнов. В воду добавляются соединения гипохлорита, которые растворяются в элементарном хлоре, который очень эффективен при уничтожении вредных микробов.

Когда и как был открыт хлор?
Вещество, которое, как в конечном итоге будет доказано, является хлором, было впервые описано фламандским химиком Яном Баптистой Ван Гельмонтом в 1630-х годах. Он был аналогичным образом идентифицирован немецким химиком Карлом Вильгельмом Шееле в 1774 году, который смог провести дальнейшие эксперименты с ним, но все еще не смог выделить и идентифицировать новый элемент. Он получил элементарный хлор, реагируя с соляной кислотой с оксидом марганца (IV). Интересно, что он отметил, что газовый продукт легко реагировал с металлами и имел резкий запах. Следовательно, Шееле назвал вещество ”дефлогистированным соляным воздухом”. Хлор был официально идентифицирован и назван британским химиком сэром Хамфри Дэви в 1810 году.

Где во Вселенной присутствует хлор?
Хлор в большом количестве содержится в морской воде в виде соли, но также содержится в земной коре. Такие минералы, как карналлит и сильвит, содержат хлор.

Химия элемента хлора: соединения, реакции, свойства, ионы
Хлор - это плотный, едкий и высокореактивный газ. Он растворим в воде. Около 3 л газа растворится в 1 л воды при температуре 10 ° C. Хлор вступает в реакцию почти со всеми элементами, за исключением благородных газов. В некоторых реакциях он образует множество стабильных хлоридов. В природе хлор существует в двух изотопах: хлор–35 и хлор–37, содержание которых составляет 76% и 24% соответственно. Искусственно созданный изотоп хлор-36 имеет период полураспада около 300 000 лет, обладает радиоактивностью и имеет важное значение для текущих исследований.

Как правило, хлор остается в своем двухатомном состоянии, Cl2. Он имеет семь валентных электронов, поэтому для завершения своего октета ему нужен всего один электрон, отсюда и его высокая реакционная способность. Важно отметить, что, хотя фтор является наиболее электроотрицательным элементом, хлор на самом деле имеет более высокое сродство к электрону. Это означает, что хлор с большей вероятностью образует отрицательные ионы, чем его галогенный кузен фтор. Это делает хлор главным окислителем, поскольку он легко удаляет электроны из других атомов. Быть хорошим окислителем - это волшебство, лежащее в основе многих его реальных применений.

Соединения элементов хлора:
Монооксид дихлора (Cl 2 O) – желтый газ, образующийся при пропускании хлора через оксид ртути. Ангидрид хлорноватистой кислоты, он конденсируется в жидкость при 4 ° C.

Дихлоргептоксид (Cl 2o7) – трансаргоновый оксид хлора с температурой плавления -91 °C. Температура кипения 82 °C. Производится путем смешивания декоксида тетрафосфора (P4o10) с хлорной кислотой (HClO4).

Хлорная кислота (HClO4) - минеральная кислота, обычно встречающаяся в виде водного раствора. Сильно разъедает металлы и ткани. Прозрачный и без запаха. Хлорная кислота или разорвите окружающую ее емкость при длительном воздействии тепла.

Соляная кислота (HCl) – также известная как соляная кислота, HCl представляет собой едкий бесцветный раствор. Он обладает сильной кислотностью и служит основной кислотой, используемой человеческим желудком во время пищеварения.

Гипохлорит натрия (NaClO) – полученное электролизом раствора хлорида натрия, это соединение печально известно тем, что является бытовым стерилизующим и отбеливающим средством. Гипохлорит-ион является отличным окислителем.

Хлорноватистая кислота (HClO) – слабая кислота, образующаяся при добавлении сильной кислоты к раствору ионов гипохлорита

Физические свойства хлора:
Температура кипения: -34,04°C

Плотность: 1,562 г/см3

Атомная масса: 35,43 ед

Электроотрицательность (шкала Полинга): 3,16

Классификация: Неметалл, семейство галогенов

Количество коры: 0,017%

Ключевые изотопы: Cl-35, Cl-37

Электронная конфигурация (обозначение благородного газа): [Ne]3s23p5

Токсичность: высокотоксичный

Удельный вес: 1,41

Выделение хлора
Как правило, хлор выделяется электролизом природных минералов. Химики называют процесс электролиза рассола “процессом хлоралкали”. Кроме того, это включает в себя один из трех типов элементов: ртутные элементы, мембранные элементы или мембранные элементы.

Где я могу купить элементарный хлор?
Розничные продавцы химикатов продают множество легко доступных продуктов с хлором. Более дешевый способ получения хлора - это химикаты для бассейнов, но он часто находится в форме кислоты.