Secara semula jadi, klorin berlaku dalam keadaan gas dan hanya dalam bentuk sebatian dengan gas lain. Di bawah keadaan yang hampir normal, ia adalah gas kaustik kehijauan, beracun. Ia mempunyai berat lebih daripada udara. Mempunyai bau yang manis. Molekul klorin mengandungi dua atom. Ia tidak terbakar semasa rehat, tetapi pada suhu tinggi ia berinteraksi dengan hidrogen, selepas itu letupan mungkin berlaku. Akibatnya, gas fosgen dibebaskan. Sangat beracun. Jadi, walaupun pada kepekatan rendah di udara (0.001 mg setiap 1 dm3) boleh menyebabkan kematian. Ciri utama klorin bukan logam ialah ia lebih berat daripada udara, oleh itu, ia akan sentiasa berada berhampiran lantai dalam bentuk jerebu hijau kekuningan.
Fakta sejarah
Buat pertama kali dalam amalan, bahan ini diperoleh oleh K. Schelee pada tahun 1774 dengan menggabungkan asid hidroklorik dan pirolusit. Walau bagaimanapun, hanya pada tahun 1810, P. Davy dapat mencirikan klorin dan membuktikan bahawa iaunsur kimia yang berasingan.
Perlu diperhatikan bahawa pada tahun 1772 Joseph Priestley dapat memperoleh hidrogen klorida - sebatian klorin dengan hidrogen, tetapi ahli kimia tidak dapat memisahkan kedua-dua unsur ini.
Pencirian kimia klorin
Klorin ialah unsur kimia subkumpulan utama kumpulan VII jadual berkala. Ia berada dalam tempoh ketiga dan mempunyai nombor atom 17 (17 proton dalam nukleus atom). Bukan logam reaktif. Ditetapkan dengan huruf Cl.
Merupakan wakil tipikal halogen. Ini adalah gas yang tidak mempunyai warna, tetapi mempunyai bau pedas yang tajam. Biasanya toksik. Semua halogen sangat larut dalam air. Mereka mula merokok apabila terdedah kepada udara lembap.
Konfigurasi elektronik luaran atom Cl 3s2Зр5. Oleh itu, dalam sebatian, unsur kimia mempamerkan tahap pengoksidaan -1, +1, +3, +4, +5, +6 dan +7. Jejari kovalen atom ialah 0.96Å, jejari ionik Cl ialah 1.83 Å, pertalian atom dengan elektron ialah 3.65 eV, tahap pengionan ialah 12.87 eV.
Seperti yang dinyatakan di atas, klorin ialah bukan logam yang agak aktif, yang membolehkan anda mencipta sebatian dengan hampir mana-mana logam (dalam beberapa kes, dengan memanaskan atau menggunakan lembapan, sambil menyesarkan bromin) dan bukan logam. Dalam bentuk serbuk, ia bertindak balas dengan logam hanya apabila terdedah kepada suhu tinggi.
Suhu pembakaran maksimum - 2250 °C. Dengan oksigen, ia boleh membentuk oksida, hipoklorit, klorit dan klorat. Semua sebatian yang mengandungi oksigen menjadi mudah meletup apabila berinteraksi dengan pengoksidaanbahan-bahan. Perlu diingat bahawa oksida klorin boleh meletup secara rawak, manakala klorat meletup hanya apabila terdedah kepada mana-mana pemula.
Pencirian klorin mengikut kedudukan dalam Jadual Berkala:
• bahan ringkas;
• unsur kumpulan ketujuh belas jadual berkala;
• noktah ketiga baris ketiga;
• kumpulan ketujuh subkumpulan utama;
• nombor atom 17;
• dilambangkan dengan simbol Cl;
• bukan logam reaktif;
• berada dalam kumpulan halogen;
• dalam keadaan hampir normal, ia adalah gas beracun berwarna hijau kekuningan dengan bau pedas;
• molekul klorin mempunyai 2 atom (formula Cl2).
Sifat fizikal klorin:
• Takat didih: -34.04 °С;
• Takat lebur: -101.5 °С;
• Ketumpatan gas - 3.214 g/l;
• ketumpatan cecair klorin (semasa mendidih) - 1.537 g/cm3;
• ketumpatan klorin pepejal - 1.9 g/cm 3;
• volum khusus – 1.745 x 10-3 l/tahun.
Klorin: ciri perubahan suhu
Dalam keadaan gas, ia cenderung cair dengan mudah. Pada tekanan 8 atmosfera dan suhu 20 ° C, ia kelihatan seperti cecair kuning kehijauan. Ia mempunyai sifat kakisan yang sangat tinggi. Seperti yang ditunjukkan oleh amalan, unsur kimia ini boleh mengekalkan keadaan cecair sehingga suhu kritikal (143 ° C), tertakluk kepada peningkatan tekanan.
Jika ia disejukkan hingga -32 °C,ia akan menukar keadaan pengagregatannya kepada cecair, tanpa mengira tekanan atmosfera. Dengan penurunan selanjutnya dalam suhu, penghabluran berlaku (pada -101 ° C).
Bersifat klorin
Kerak bumi mengandungi hanya 0.017% klorin. Sebahagian besarnya adalah dalam gas gunung berapi. Seperti yang ditunjukkan di atas, bahan itu mempunyai aktiviti kimia yang tinggi, akibatnya ia berlaku secara semula jadi dalam sebatian dengan unsur lain. Walau bagaimanapun, banyak mineral mengandungi klorin. Ciri unsur membolehkan pembentukan kira-kira seratus mineral yang berbeza. Sebagai peraturan, ini adalah logam klorida.
Selain itu, sejumlah besarnya berada di lautan - hampir 2%. Ini disebabkan oleh fakta bahawa klorida sangat aktif dibubarkan dan dibawa oleh sungai dan laut. Proses sebaliknya juga mungkin. Klorin dihanyutkan kembali ke pantai, dan kemudian angin membawanya ke sekeliling. Itulah sebabnya kepekatan tertingginya diperhatikan di zon pantai. Di kawasan gersang di planet ini, gas yang kita pertimbangkan terbentuk oleh penyejatan air, akibatnya paya garam muncul. Kira-kira 100 juta tan bahan ini dilombong setiap tahun di dunia. Yang, bagaimanapun, tidak menghairankan, kerana terdapat banyak deposit yang mengandungi klorin. Ciri-cirinya, bagaimanapun, bergantung pada lokasi geografinya.
Kaedah untuk mendapatkan klorin
Hari ini, terdapat beberapa kaedah untuk mendapatkan klorin, yang berikut adalah yang paling biasa:
1. diafragma. Ia adalah yang paling mudah dan paling murah. hidrokloriklarutan dalam elektrolisis diafragma memasuki ruang anod. Selanjutnya pada grid katod keluli mengalir ke diafragma. Ia mengandungi sejumlah kecil gentian polimer. Ciri penting peranti ini ialah aliran balas. Ia diarahkan dari ruang anod ke ruang katod, yang memungkinkan untuk mendapatkan klorin dan alkali secara berasingan.
2. Membran. Yang paling cekap tenaga, tetapi sukar untuk dilaksanakan dalam sesebuah organisasi. Sama seperti diafragma. Perbezaannya ialah ruang anod dan katod dipisahkan sepenuhnya oleh membran. Oleh itu, output ialah dua aliran berasingan.
Perlu diperhatikan bahawa ciri kimia. unsur (klorin) yang diperoleh dengan kaedah ini akan berbeza. Kaedah membran dianggap lebih "bersih".
3. Kaedah merkuri dengan katod cecair. Berbanding dengan teknologi lain, pilihan ini membolehkan anda mendapatkan klorin yang paling tulen.
Rajah utama pemasangan terdiri daripada elektrolisis dan pam bersambung serta pengurai amalgam. Merkuri yang dipam oleh pam bersama-sama dengan larutan garam biasa berfungsi sebagai katod, dan elektrod karbon atau grafit berfungsi sebagai anod. Prinsip operasi pemasangan adalah seperti berikut: klorin dilepaskan dari elektrolit, yang dikeluarkan dari elektrolisis bersama-sama dengan anolit. Kekotoran dan sisa klorin dikeluarkan daripada yang terakhir, tepu dengan halit dan dikembalikan kepada elektrolisis semula.
Keperluan keselamatan industri dan ketidakberuntungan pengeluaran menyebabkan penggantian katod cecair dengan pepejal.
Penggunaan klorin dalam industritujuan
Sifat klorin membolehkan ia digunakan secara aktif dalam industri. Dengan bantuan unsur kimia ini, pelbagai sebatian organoklorin (vinil klorida, kloro-getah, dll.), Ubat-ubatan, dan pembasmi kuman diperolehi. Tetapi niche terbesar yang diduduki oleh industri ialah pengeluaran asid hidroklorik dan kapur.
Kaedah untuk membersihkan air minuman digunakan secara meluas. Hari ini, mereka cuba menjauhkan diri dari kaedah ini, menggantikannya dengan ozon, kerana bahan yang kita pertimbangkan memberi kesan negatif kepada tubuh manusia, selain itu, air berklorin memusnahkan saluran paip. Ini disebabkan oleh fakta bahawa dalam keadaan bebas Cl memberi kesan buruk kepada paip yang diperbuat daripada poliolefin. Walau bagaimanapun, kebanyakan negara lebih suka kaedah pengklorinan.
Selain itu, klorin digunakan dalam metalurgi. Dengan bantuannya, sejumlah logam jarang (niobium, tantalum, titanium) diperolehi. Dalam industri kimia, pelbagai sebatian organoklorin digunakan secara aktif untuk kawalan rumpai dan untuk tujuan pertanian lain, unsur tersebut juga digunakan sebagai peluntur.
Disebabkan struktur kimianya, klorin memusnahkan kebanyakan pewarna organik dan bukan organik. Ini dicapai dengan mengubah warnanya sepenuhnya. Keputusan sedemikian mungkin hanya jika terdapat air, kerana proses pelunturan berlaku disebabkan oleh oksigen atom, yang terbentuk selepas pemecahan klorin: Cl2 + H2 O → HCl + HClO → 2HCl + O. Kaedah ini telah digunakan oleh pasanganberabad-abad yang lalu dan masih popular hari ini.
Penggunaan bahan ini sangat popular untuk penghasilan racun serangga organoklorin. Persediaan pertanian ini membunuh organisma berbahaya, meninggalkan tumbuhan utuh. Sebahagian besar daripada semua klorin yang dilombong di planet ini digunakan untuk keperluan pertanian.
Ia juga digunakan dalam pengeluaran sebatian plastik dan getah. Dengan bantuan mereka, penebat wayar, alat tulis, peralatan, cangkerang peralatan rumah tangga, dll. dibuat. Terdapat pendapat bahawa getah yang diperoleh dengan cara ini membahayakan seseorang, tetapi ini tidak disahkan oleh sains.
Perlu diambil perhatian bahawa klorin (ciri-ciri bahan telah didedahkan secara terperinci oleh kami sebelum ini) dan derivatifnya, seperti gas mustard dan fosgen, juga digunakan untuk tujuan ketenteraan untuk mendapatkan agen peperangan kimia.
Klorin sebagai wakil terang bagi bukan logam
Bukan logam ialah bahan ringkas yang merangkumi gas dan cecair. Dalam kebanyakan kes, ia mengalirkan arus elektrik lebih teruk daripada logam, dan mempunyai perbezaan ketara dalam ciri fizikal dan mekanikal. Dengan bantuan tahap pengionan yang tinggi, mereka mampu membentuk sebatian kimia kovalen. Di bawah, ciri bukan logam akan diberikan menggunakan contoh klorin.
Seperti yang dinyatakan di atas, unsur kimia ini ialah gas. Di bawah keadaan biasa, ia sama sekali tidak mempunyai sifat yang serupa dengan logam. Tanpa bantuan luar, ia tidak boleh berinteraksi dengan oksigen, nitrogen, karbon, dll.mempamerkan sifat pengoksidaan dalam ikatan dengan bahan mudah dan beberapa yang kompleks. Merujuk kepada halogen, yang jelas tercermin dalam ciri kimianya. Dalam sebatian dengan wakil halogen lain (bromin, astatin, iodin), ia menggantikannya. Dalam keadaan gas, klorin (cirinya adalah pengesahan langsung ini) larut dengan baik. Ia adalah pembasmi kuman yang sangat baik. Membunuh hanya organisma hidup, yang menjadikannya amat diperlukan dalam bidang pertanian dan perubatan.
Gunakan sebagai bahan beracun
Ciri atom klorin membolehkan ia digunakan sebagai agen beracun. Untuk pertama kalinya, gas digunakan oleh Jerman pada 22 April 1915, semasa Perang Dunia Pertama, akibatnya kira-kira 15 ribu orang mati. Pada masa ini, ia tidak digunakan sebagai bahan beracun.
Mari berikan penerangan ringkas tentang unsur kimia sebagai agen penyesak. Menjejaskan tubuh manusia melalui sesak nafas. Pertama, ia merengsakan saluran pernafasan atas dan membran mukus mata. Batuk yang kuat bermula dengan serangan sesak nafas. Selanjutnya, menembusi ke dalam paru-paru, gas menghakis tisu paru-paru, yang membawa kepada edema. Penting! Klorin ialah bahan bertindak pantas.
Bergantung kepada kepekatan di udara, simptomnya berbeza. Dengan kandungan yang rendah pada seseorang, kemerahan membran mukus mata, sedikit sesak nafas diperhatikan. Kandungan dalam atmosfera 1.5-2 g/m3 menyebabkan rasa berat dan debaran di dada, sakit tajam di bahagian atas saluran pernafasan. Juga, keadaan ini mungkin disertai dengan lacrimation yang teruk. Selepas 10-15 minit berada di dalam bilikdengan kepekatan klorin sedemikian, paru-paru melecur teruk dan kematian berlaku. Pada kepekatan yang lebih tinggi, kematian mungkin berlaku dalam masa seminit dari lumpuh saluran pernafasan atas.
Apabila bekerja dengan bahan ini, disyorkan untuk menggunakan overall, topeng gas, sarung tangan.
Klorin dalam kehidupan organisma dan tumbuhan
Klorin adalah sebahagian daripada hampir semua organisma hidup. Keistimewaannya ialah ia hadir bukan dalam bentuk tulennya, tetapi dalam bentuk sebatian.
Dalam organisma haiwan dan manusia, ion klorida mengekalkan kesamaan osmotik. Ini disebabkan oleh fakta bahawa mereka mempunyai jejari yang paling sesuai untuk penembusan ke dalam sel membran. Bersama dengan ion kalium, Cl mengawal keseimbangan air-garam. Dalam usus, ion klorida mewujudkan persekitaran yang menggalakkan untuk tindakan enzim proteolitik jus gastrik. Saluran klorin disediakan dalam banyak sel badan kita. Melalui mereka, pertukaran cecair antara sel berlaku dan pH sel dikekalkan. Kira-kira 85% daripada jumlah isipadu unsur ini dalam badan berada di ruang antara sel. Ia dikeluarkan dari badan melalui uretra. Dihasilkan oleh badan wanita semasa penyusuan.
Pada peringkat perkembangan ini, sukar untuk menyatakan dengan jelas penyakit mana yang dicetuskan oleh klorin dan sebatiannya. Ini disebabkan kurangnya penyelidikan dalam bidang ini.
Selain itu, ion klorida terdapat dalam sel tumbuhan. Dia secara aktif mengambil bahagian dalam pertukaran tenaga. Tanpa unsur ini, proses fotosintesis adalah mustahil. Dengan pertolongannyaakar secara aktif menyerap bahan yang diperlukan. Tetapi kepekatan klorin yang tinggi dalam tumbuhan boleh memberi kesan buruk (melambatkan proses fotosintesis, menghentikan perkembangan dan pertumbuhan).
Namun, terdapat wakil flora yang boleh "berkawan" atau sekurang-kurangnya serasi dengan elemen ini. Ciri bukan logam (klorin) mengandungi item seperti keupayaan bahan untuk mengoksidakan tanah. Dalam proses evolusi, tumbuh-tumbuhan yang disebutkan di atas, dipanggil halophytes, menduduki paya garam kosong, yang kosong kerana terlalu banyak unsur ini. Ia menyerap ion klorida, dan kemudian menyingkirkannya dengan bantuan gugur daun.
Pengangkutan dan penyimpanan klorin
Terdapat beberapa cara untuk memindahkan dan menyimpan klorin. Ciri-ciri elemen membayangkan keperluan untuk silinder tekanan tinggi khas. Bekas sedemikian mempunyai tanda pengenalan - garis hijau menegak. Silinder mesti dibilas dengan teliti setiap bulan. Dengan penyimpanan klorin yang berpanjangan, mendakan yang sangat meletup terbentuk di dalamnya - nitrogen triklorida. Pencucuhan dan letupan spontan boleh dilakukan jika semua peraturan keselamatan tidak dipatuhi.
Mengkaji klorin
Ahli kimia masa depan harus mengetahui ciri-ciri klorin. Mengikut perancangan, pelajar gred 9 juga boleh membuat eksperimen makmal dengan bahan ini berdasarkan pengetahuan asas disiplin. Sememangnya, guru wajib mengadakan taklimat keselamatan.
Urutan kerja adalah seperti berikut: anda perlu mengambil kelalang denganklorin dan tuangkan serpihan logam kecil ke dalamnya. Dalam penerbangan, cip akan menyala dengan percikan api yang terang dan pada masa yang sama asap putih muda SbCl3 terbentuk. Apabila kerajang timah direndam dalam bekas dengan klorin, ia juga akan menyala secara spontan, dan kepingan salji berapi perlahan-lahan akan jatuh ke bahagian bawah kelalang. Semasa tindak balas ini, cecair berasap terbentuk - SnCl4. Apabila pencukur besi diletakkan di dalam bekas, "jatuh" merah terbentuk dan asap merah kelihatan FeCl3.
Seiring dengan kerja amali, teori diulang. Khususnya, soalan seperti pencirian klorin mengikut kedudukan dalam sistem berkala (diterangkan pada permulaan artikel).
Hasil daripada eksperimen, ternyata unsur itu bertindak balas secara aktif kepada sebatian organik. Jika anda meletakkan bulu kapas yang direndam dalam turpentin dalam balang klorin, ia akan serta-merta menyala, dan jelaga akan jatuh dengan mendadak dari kelalang. Natrium berkesan membara dengan api kekuningan, dan kristal garam muncul di dinding hidangan kimia. Pelajar akan berminat untuk mengetahui bahawa, semasa masih seorang ahli kimia muda, N. N. Semenov (kemudian pemenang Hadiah Nobel), selepas menjalankan eksperimen sedemikian, mengumpul garam dari dinding kelalang dan, memercikkan roti dengannya, memakannya. Kimia ternyata betul dan tidak mengecewakan saintis itu. Hasil daripada eksperimen yang dijalankan oleh ahli kimia, garam meja biasa benar-benar terbukti!
