Физични и химични свойства на хлора. Структурата на хлорния атом
хлор(от гръцки χλωρ?ς - „зелен“) - елемент от главната подгрупа на седмата група, третия период на периодичната система от химични елементи на Д. И. Менделеев, с атомен номер 17. Обозначава се със символа кл(лат. Хлор). Реактивен неметал. Принадлежи към групата на халогените (първоначално името "халоген" е използвано от немския химик Швайгер за хлор [буквално "халоген" се превежда като сол), но не се утвърди и впоследствие стана обичайно за VII групаелементи, включително хлор).
Простото вещество хлор (CAS номер: 7782-50-5) при нормални условия е жълтеникаво-зелен отровен газ с остра миризма. Молекулата на хлора е двуатомна (формула Cl 2).
Историята на откриването на хлора
За първи път газообразен безводен хлороводород е събран от J. Prisley през 1772 г. (над течен живак). Хлорът е получен за първи път през 1774 г. от Шееле, който описва освобождаването му по време на взаимодействието на пиролузит със солна киселина в своя трактат за пиролузит:
4HCl + MnO 2 \u003d Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O
Шееле отбелязва миризмата на хлор, подобна на миризмата на царска вода, способността му да взаимодейства със злато и цинобър, както и избелващите му свойства.
Въпреки това, Шееле, в съответствие с теорията за флогистона, която доминираше в химията по това време, предположи, че хлорът е дефлогистицирана солна киселина, тоест оксид на солна киселина. Бертоле и Лавоазие предполагат, че хлорът е оксид на елемента мурияопитите да се изолира обаче остават неуспешни до работата на Дейви, който успява да разложи готварската сол на натрий и хлор чрез електролиза.
Разпространение в природата
В природата има два изотопа на хлора 35 Cl и 37 Cl. Хлорът е най-разпространеният халоген в земната кора. Хлорът е много активен - той се свързва директно с почти всички елементи от периодичната таблица. Следователно в природата се среща само под формата на съединения в състава на минерали: халит NaCl, силвин KCl, силвинит KCl NaCl, бишофит MgCl 2 6H2O, карналит KCl MgCl 2 6H 2 O, каинит KCl MgSO 4 3H 2 O. Най-големи запаси от хлор се съдържат в солите на водите на моретата и океаните (съдържанието в морската вода е 19 g/l). Хлорът представлява 0,025% от общия брой атоми земната кора, числото на Кларк за хлор е 0,017%, и човешкото тялосъдържа 0,25% хлоридни йони по маса. При хората и животните хлорът се намира главно в междуклетъчните течности (включително кръвта) и играе важна роля в регулирането на осмотичните процеси, както и в процесите, свързани с функционирането на нервните клетки.
Физични и физико-химични свойства
При нормални условия хлорът е жълто-зелен газ със задушлива миризма. Някои от физичните му свойства са представени в таблицата.
Някои физични свойства на хлора
| Имот |
Значение |
|---|---|
| Цвят (газ) | жълто зелен |
| Температура на кипене | -34°C |
| Температура на топене | -100°C |
| Температура на разлагане (дисоциации на атоми) |
~1400 °C |
| Плътност (газ, n.o.s.) | 3,214 g/l |
| Афинитет към електрона на атома | 3,65 eV |
| Първа йонизационна енергия | 12,97 eV |
| Топлинна мощност (298 K, газ) | 34,94 (J/mol K) |
| Критична температура | 144°С |
| критично налягане | 76 атм |
| Стандартна енталпия на образуване (298 K, газ) | 0 (kJ/mol) |
| Стандартна ентропия на образуване (298 K, газ) | 222,9 (J/mol K) |
| Енталпия на синтез | 6,406 (kJ/mol) |
| Енталпия на кипене | 20,41 (kJ/mol) |
| Енергия на разкъсване на хомолитична връзка X-X | 243 (kJ/mol) |
| Енергия на разкъсване на хетеролитична връзка X-X | 1150 (kJ/mol) |
| Йонизационна енергия | 1255 (kJ/mol) |
| Енергия на електронен афинитет | 349 (kJ/mol) |
| Атомен радиус | 0,073 (nm) |
| Електроотрицателност според Полинг | 3,20 |
| Електроотрицателност на Allred-Rochow | 2,83 |
| Стабилни степени на окисление | -1, 0, +1, +3, (+4), +5, (+6), +7 |
Газообразният хлор се втечнява относително лесно. Започвайки от налягане от 0,8 MPa (8 атмосфери), хлорът ще бъде течен вече при стайна температура. Когато се охлади до температура от -34 ° C, хлорът също става течен при нормално атмосферно налягане. Течният хлор е жълто-зелена течност с много силен корозивен ефект (поради високата концентрация на молекули). Чрез увеличаване на налягането е възможно да се постигне наличието на течен хлор до температура от +144 ° C (критична температура) при критично налягане от 7,6 MPa.
При температури под −101 °C течният хлор кристализира в орторомбична решетка с пространствена група cmcaи параметри a=6.29 Å b=4.50 Å, c=8.21 Å. Под 100 K, орторомбичната модификация на кристалния хлор се трансформира в тетрагонална модификация с пространствена група P4 2 /ncmи параметри на решетката a=8.56 Å и c=6.12 Å.
Разтворимост
Степента на дисоциация на хлорната молекула Cl 2 → 2Cl. При 1000 К е 2,07×10 −4%, а при 2500 К е 0,909%.
Прагът на усещане на миризми във въздуха е 0,003 (mg/l).
По отношение на електропроводимостта течният хлор се нарежда сред най-силните изолатори: той провежда ток почти милиард пъти по-лошо от дестилираната вода и 10 22 пъти по-лошо от среброто. Скоростта на звука в хлора е около един и половина пъти по-малка, отколкото във въздуха.
Химични свойства
Структурата на електронната обвивка
Нивото на валентност на хлорния атом съдържа 1 несдвоен електрон: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5, така че валентността на 1 за хлорния атом е много стабилна. Поради наличието на незаета орбитала на d-поднивото в хлорния атом, хлорният атом може да проявява и други валентности. Схема на образуване на възбудени състояния на атома:
Известни са също хлорни съединения, в които хлорният атом формално проявява валентност 4 и 6, като ClO 2 и Cl 2 O 6 . Тези съединения обаче са радикали, което означава, че имат един несдвоен електрон.
Взаимодействие с метали
Хлорът реагира директно с почти всички метали (с някои само в присъствието на влага или при нагряване):
Cl 2 + 2Na → 2NaCl 3Cl 2 + 2Sb → 2SbCl 3 3Cl 2 + 2Fe → 2FeCl 3
Взаимодействие с неметали
С неметалите (с изключение на въглерод, азот, кислород и инертни газове) образува съответните хлориди.
На светлина или при нагряване той активно реагира (понякога с експлозия) с водород по радикален механизъм. Смеси от хлор с водород, съдържащи от 5,8 до 88,3% водород, експлодират при облъчване с образуване на хлороводород. Смес от хлор и водород в малки концентрации гори с безцветен или жълто-зелен пламък. Максималната температура на водородно-хлорния пламък е 2200 °C.:
Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2
С кислорода хлорът образува оксиди, в които проявява степен на окисление от +1 до +7: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Те имат остра миризма, термично и фотохимично нестабилни и склонни към експлозивно разлагане.
При реакция с флуор се образува не хлорид, а флуорид:
Cl 2 + 3F 2 (пр.) → 2ClF 3
Други имоти
Хлорът измества брома и йода от техните съединения с водород и метали:
Cl 2 + 2HBr → Br 2 + 2HCl Cl 2 + 2NaI → I 2 + 2NaCl
Когато реагира с въглероден оксид, се образува фосген:
Cl 2 + CO → COCl 2
Когато се разтвори във вода или алкали, хлорът дисмутира, образувайки хипохлорна (и при нагряване перхлорна) и солна киселина или техните соли:
Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O
Чрез хлориране на сух калциев хидроксид се получава белина:
Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O
Чрез действието на хлор върху амоняка може да се получи азотен трихлорид:
4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4 Cl
Окислителни свойства на хлора
Хлорът е много силен окислител.
Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S
Реакции с органични вещества
С наситени съединения:
CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl
Прикрепва се към ненаситени съединения чрез множество връзки:
CH 2 \u003d CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl
Ароматните съединения заместват водороден атом с хлор в присъствието на катализатори (например AlCl3 или FeCl3):
C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl
Как да получите
Индустриални методи
Първоначално индустриалният метод за производство на хлор се основава на метода на Шееле, т.е. реакцията на пиролузит със солна киселина:
MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
През 1867 г. Дийкън разработва метод за производство на хлор чрез каталитично окисление на хлороводород с атмосферен кислород. Процесът Deacon в момента се използва за възстановяване на хлор от хлороводород, страничен продукт от промишлено хлориране. органични съединения.
4HCl + O 2 → 2H 2 O + 2Cl 2
Днес хлорът се произвежда в промишлен мащаб заедно с натриев хидроксид и водород чрез електролиза на разтвор готварска сол:
2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Анод: 2Cl - - 2e - → Cl 2 0 Катод: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH -
Тъй като електролизата на водата протича успоредно с електролизата на натриев хлорид, общото уравнение може да се изрази, както следва:
1,80 NaCl + 0,50 H 2 O → 1,00 Cl 2 + 1,10 NaOH + 0,03 H 2
Използват се три варианта на електрохимичния метод за получаване на хлор. Два от тях са електролиза с твърд катод: диафрагмени и мембранни методи, третият е електролиза с течен живачен катод (метод за производство на живак). В редица електрохимични производствени методи най-лесният и удобен метод е електролизата с живачен катод, но този метод причинява значителни вреди. околен святв резултат на изпарение и изтичане на метален живак.
Мембранен метод с твърд катод
Кухината на клетката е разделена от пореста азбестова преграда - диафрагма - на катодно и анодно пространство, където са разположени съответно катодът и анодът на клетката. Следователно такъв електролизатор често се нарича диафрагмена електролиза, а методът на производство е диафрагмена електролиза. Поток от наситен анолит (разтвор на NaCl) непрекъснато навлиза в анодното пространство на диафрагмената клетка. В резултат на електрохимичния процес на анода се отделя хлор поради разлагането на халита, а на катода се отделя водород поради разлагането на водата. В този случай зоната около катода е обогатена с натриев хидроксид.
Мембранен метод с твърд катод
Мембранният метод е по същество подобен на диафрагмения метод, но анодното и катодното пространство са разделени от катионнообменна полимерна мембрана. Мембранният метод за производство е по-ефективен от диафрагмения метод, но е по-труден за използване.
Живачен метод с течен катод
Процесът се извършва в електролитна вана, която се състои от електролизатор, декомпозитор и живачна помпа, свързани помежду си с комуникации. В електролитната вана, под действието на живачна помпа, живакът циркулира, преминавайки през електролизера и разлагателя. Катодът на електролизера е поток от живак. Аноди - графитни или с ниско износване. Заедно с живака през електролизера непрекъснато протича поток от анолит, разтвор на натриев хлорид. В резултат на електрохимичното разлагане на хлорида, на анода се образуват хлорни молекули, а освободеният натрий се разтваря в живак на катода, образувайки амалгама.
Лабораторни методи
В лабораториите за получаване на хлор обикновено се използват процеси, базирани на окисление на хлороводород със силни окислители (например манганов (IV) оксид, калиев перманганат, калиев дихромат):
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
Съхранение на хлор
Произведеният хлор се съхранява в специални „резервоари” или се изпомпва в стоманени бутилки под високо налягане. Цилиндрите с течен хлор под налягане имат специален цвят - блатен цвят. Трябва да се отбележи, че при продължителна употреба на хлорни бутилки в тях се натрупва изключително експлозивен азотен трихлорид и следователно от време на време хлорните бутилки трябва редовно да се промиват и почистват от азотен хлорид.
Стандарти за качество на хлора
Съгласно ГОСТ 6718-93 „Течен хлор. Спецификации» се произвеждат следните степени на хлор
Приложение
Хлорът се използва в много индустрии, наука и битови нужди:
- В производството на поливинилхлорид, пластмаси, синтетичен каучук, от които се правят: изолации за проводници, профили за прозорци, опаковъчни материали, облекла и обувки, линолеум и грамофонни плочи, лакове, оборудване и пенопласт, играчки, части за инструменти, строителни материали. Поливинилхлоридът се произвежда чрез полимеризация на винилхлорид, който днес най-често се получава от етилен по хлорно-балансиран метод чрез междинен продукт 1,2-дихлороетан.
- Избелващите свойства на хлора са известни от древни времена, въпреки че не самият хлор „избелва“, а атомният кислород, който се образува по време на разлагането на хипохлорната киселина: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O .. Този метод за избелване на тъкани, хартия, картон се използва от векове.
- Производство на органохлорни инсектициди - вещества, които убиват насекоми, вредни за културите, но са безопасни за растенията. Значителна част от произведения хлор се изразходва за получаване на продукти за растителна защита. Един от най-важните инсектициди е хексахлорциклохексанът (често наричан хексахлоран). Това вещество е синтезирано за първи път през 1825 г. от Фарадей, но намира практическо приложение едва след повече от 100 години - през 30-те години на ХХ век.
- Използван е като бойно химическо вещество, както и за производството на други химически бойни агенти: иприт, фосген.
- За дезинфекция на вода - "хлориране". Най-често срещаният метод за дезинфекция на питейна вода; се основава на способността на свободния хлор и неговите съединения да инхибират ензимните системи на микроорганизмите, които катализират редокс процесите. За дезинфекция на питейна вода се използват хлор, хлорен диоксид, хлорамин и белина. SanPiN 2.1.4.1074-01 установява следните граници (коридор) за допустимото съдържание на свободен остатъчен хлор в питейната вода от централизирано водоснабдяване 0,3 - 0,5 mg / l. Редица учени и дори политици в Русия критикуват самата концепция за хлориране на чешмяна вода, но не могат да предложат алтернатива на дезинфекциращото последействие на хлорните съединения. Материалите, от които са направени водопроводни тръбивзаимодействат по различен начин с хлорирана чешмяна вода. Свободният хлор в чешмяната вода значително намалява експлоатационния живот на полиолефинови тръбопроводи: полиетиленови тръби различен вид, включително омрежен полиетилен, по-големият известен като PEX (PEX, PE-X). В САЩ, за да контролират допускането на тръбопроводи от полимерни материали за използване във водоснабдителни системи с хлорирана вода, те бяха принудени да приемат 3 стандарта: ASTM F2023 за тръби от омрежен полиетилен (PEX) и гореща хлорирана вода, ASTM F2263 за всички полиетиленови тръби и хлорирана вода и ASTM F2330 за многослойни (метални полимерни) тръби и гореща хлорирана вода. По отношение на издръжливостта при взаимодействие с хлорирана вода, медните водопроводни тръби показват положителни резултати.
- Регистриран в хранително-вкусовата промишленост като хранителна добавка E925.
- В химическото производство на солна киселина, белина, бертолетова сол, метални хлориди, отрови, лекарства, торове.
- В металургията за производство на чисти метали: титан, калай, тантал, ниобий.
- Като индикатор за слънчеви неутрино в хлор-аргонови детектори.
много развитите странистремят се да ограничат употребата на хлор в ежедневието, включително защото изгарянето на хлорсъдържащи отпадъци произвежда значително количество диоксини.
Биологична роля
Хлорът е един от най-важните биогенни елементи и е част от всички живи организми.
При животните и хората хлоридните йони участват в поддържането на осмотичния баланс, хлоридният йон има оптимален радиус за проникване през клетъчната мембрана. Това обяснява съвместното му участие с натриеви и калиеви йони в създаването на постоянно осмотично налягане и регулирането на водно-солевия метаболизъм. Под въздействието на GABA (невротрансмитер), хлоридните йони имат инхибиторен ефект върху невроните чрез намаляване на потенциала за действие. В стомаха хлоридните йони създават благоприятна среда за действието на протеолитичните ензими на стомашния сок. Хлорните канали присъстват в много видове клетки, митохондриални мембрани и скелетни мускули. Тези канали изпълняват важни функции в регулирането на обема на течността, трансепителния йонен транспорт и стабилизирането на мембранните потенциали и участват в поддържането на рН на клетката. Хлорът се натрупва във висцералната тъкан, кожата и скелетните мускули. Хлорът се абсорбира главно в дебелото черво. Абсорбцията и екскрецията на хлор са тясно свързани с натриевите йони и бикарбонатите, в по-малка степен с минералокортикоидите и активността на Na + /K + - ATP-аза. Клетките натрупват 10-15% от целия хлор, от това количество, от 1/3 до 1/2 - в еритроцитите. Около 85% от хлора е в извънклетъчното пространство. Хлорът се екскретира от тялото главно с урината (90-95%), изпражненията (4-8%) и през кожата (до 2%). Екскрецията на хлор е свързана с натриеви и калиеви йони и реципрочно с HCO 3 - (киселинно-базов баланс).
Човек приема 5-10 g NaCl на ден. Минималната човешка нужда от хлор е около 800 mg на ден. Кърмачето получава необходимото количество хлор чрез майчиното мляко, което съдържа 11 mmol/l хлор. NaCl е необходим за производството на солна киселина в стомаха, което насърчава храносмилането и унищожаването на патогенни бактерии. Понастоящем ролята на хлора за появата на някои заболявания при хората не е добре разбрана, главно поради малкия брой изследвания. Достатъчно е да се каже, че дори препоръки за дневния прием на хлор не са разработени. Мускулчовешки съдържа 0,20-0,52% хлор, кост - 0,09%; в кръвта - 2,89 g / l. В тялото на средностатистически човек (телесно тегло 70 kg) 95 g хлор. Всеки ден с храната човек получава 3-6 g хлор, което в излишък покрива нуждата от този елемент.
Хлорните йони са жизненоважни за растенията. Хлорът участва в енергийния метаболизъм в растенията чрез активиране на окислителното фосфорилиране. Необходим е за образуването на кислород в процеса на фотосинтеза от изолирани хлоропласти, стимулира спомагателните процеси на фотосинтезата, предимно тези, свързани с натрупването на енергия. Хлорът има положителен ефект върху усвояването на кислород, калиеви, калциеви и магнезиеви съединения от корените. Прекомерната концентрация на хлоридни йони в растенията може да има и отрицателна страна, например да намали съдържанието на хлорофил, да намали активността на фотосинтезата и да забави растежа и развитието на растенията.
Но има растения, които в процеса на еволюция или са се адаптирали към солеността на почвата, или в борбата за пространство са заели празни солени блата, където няма конкуренция. Растенията, растящи в солени почви, се наричат халофити, те натрупват хлорид по време на вегетационния период и след това се отърват от излишъка чрез падане на листата или отделят хлорид върху повърхността на листата и клоните и получават двойната полза от засенчването на повърхността от слънчева светлина.
Сред микроорганизмите са известни и халофили - халобактерии - които живеят в силно солени води или почви.
Характеристики на работа и предпазни мерки
Хлорът е токсичен задушлив газ, който, ако попадне в белите дробове, причинява изгаряния на белодробната тъкан, задушаване. Има дразнещ ефект върху дихателните пътища при концентрация във въздуха от около 0,006 mg / l (т.е. два пъти прага на миризмата на хлор). Хлорът е една от първите химически отрови, използвани от Германия през Първия световна война. При работа с хлор трябва да се използват защитно облекло, противогази и ръкавици. За кратко време е възможно да се предпазят дихателните органи от навлизането на хлор с парцалена превръзка, навлажнена с разтвор на натриев сулфит Na 2 SO 3 или натриев тиосулфат Na 2 S 2 O 3.
ПДК на хлор в атмосферния въздух е както следва: средноденонощно - 0,03 mg/m³; максимално еднократно - 0,1 mg / m³; в работните помещения на промишлено предприятие - 1 mg / m³.
Елемент VII от подгрупата на периодичната система на Д. И. Менделеев. На външно ниво - 7 електрона, следователно, когато взаимодейства с редуциращи агенти, хлорът показва своите окислителни свойства, привличайки метален електрон към себе си.
Физични свойства на хлора.
Хлорът е жълт газ. Има остра миризма.
Химични свойства на хлора.
Безплатно хлормного активен. Реагира с всички прости вещества с изключение на кислород, азот и благородни газове:
Si + 2 кл 2 = SiCl 4 + Q.
При взаимодействие с водород при стайна температура практически няма реакция, но веднага щом светлината действа като външно влияние, възниква верижна реакция, която е намерила своето приложение в органична химия.
При нагряване хлорът може да измести йода или брома от техните киселини:
кл 2 + 2 HBr = 2 НС1 + бр 2 .
Хлорът реагира с вода, частично се разтваря в нея. Тази смес се нарича хлорна вода.
Реагира с алкали:
Cl 2 + 2NaOH \u003d NaCl + NaClO + H 2 O (студ),
Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (топлина).
Получаване на хлор.
1. Електролиза на стопилка от натриев хлорид, която протича по следната схема:
2. Лабораторен метод за получаване на хлор:
MnO 2 + 4HCl \u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O.
Хлорът вероятно е бил получен и от алхимици, но неговото откриване и първо изследване е неразривно свързано с името на известния шведски химик Карл Вилхелм Шееле. Шееле открива пет химични елемента – барий и манган (заедно с Йохан Ган), молибден, волфрам, хлор и независимо от други химици (макар и по-късно) – още три: кислород, водород и азот. Впоследствие нито един химик не може да повтори това постижение. В същото време Шеле вече избран членКралската шведска академия на науките беше обикновен фармацевт в Кьопинг, въпреки че можеше да заеме по-почтена и престижна позиция. Самият Фридрих II Велики, пруският крал, му предлага позицията на професор по химия в Берлинския университет. Отказвайки подобни примамливи предложения, Шееле каза: „Не мога да ям повече, отколкото ми трябва, а това, което печеля тук в Кьопинг, ми е достатъчно, за да живея“.
Многобройни хлорни съединения са били известни, разбира се, много преди Шееле. Този елемент е част от много соли, включително най-известната - трапезна сол. През 1774 г. Шееле изолира свободния хлор чрез нагряване на черния минерал пиролузит с концентрирана солна киселина: MnO 2 + 4HCl ® Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O.
Първоначално химиците разглеждат хлора не като елемент, а като химическо съединениенеизвестен елемент мурия (от лат. muria - саламура) с кислород. Смятало се е, че солната киселина (тя се нарича муриева) съдържа химически свързан кислород. Това беше „потвърдено“ по-специално от следния факт: когато разтвор на хлор беше оставен на светлина, от него се отделя кислород и в разтвора остава солна киселина. Многобройните опити за „откъсване“ на кислорода от хлора обаче не доведоха до нищо. Така че никой не успя да получи въглероден диоксид чрез нагряване на хлор с въглища (които при високи температури „отнемат“ кислорода от много съединения, които го съдържат). В резултат на подобни експерименти, проведени от Хъмфри Дейви, Джоузеф Луис Гей-Лусак и Луи Жак Тенар, стана ясно, че хлорът не съдържа кислород и е просто вещество. Експериментите на Гей-Люсак, който анализира количественото съотношение на газовете при реакцията на хлор с водород, доведоха до същото заключение.
През 1811 г. Дейви предлага името "хлорин" за новия елемент - от гръцки. "хлорос" - жълто-зелен. Това е цветът на хлора. Същият корен е и в думата "хлорофил" (от гръцки "хлорос" и "филон" - лист). Година по-късно Гей-Люсак "съкрати" името на "хлор". Но досега британците (и американците) наричат този елемент "хлор" (хлор), докато французите - хлор (хлор). Германците, „законодателите“ на химията, също възприеха съкратеното наименование почти през целия 19 век. (на немски хлор - Chlor). През 1811 г. немският физик Йохан Швайгер предлага името "халоген" за хлор (от гръцки "hals" - сол и "gennao" - раждам). Впоследствие този термин е присвоен не само на хлора, но и на всички негови аналози от седмата група - флуор, бром, йод, астат.
Интересна демонстрация на изгарянето на водород в атмосфера на хлор: понякога по време на експеримента необичайно страничен ефект: Има бръмчене. Най-често пламъкът бръмчи, когато тънка тръба, пренасяща водород, се спусне в коничен съд, пълен с хлор; същото важи и за сферичните колби, но в цилиндрите пламъкът обикновено не жужи. Това явление се нарича "пеещ пламък".
Във воден разтвор хлорът частично и доста бавно реагира с вода; при 25 ° C, равновесието: Cl 2 + H 2 O HClO + HCl се установява в рамките на два дни. Хипохлорната киселина се разлага на светлина: HClO ® HCl + O. На атомарния кислород се приписва избелващ ефект (абсолютно сухият хлор няма такава способност).
Хлорът в неговите съединения може да проявява всички степени на окисление - от -1 до +7. С кислорода хлорът образува редица оксиди, всички те в чистата си форма са нестабилни и експлозивни: Cl 2 O е жълто-оранжев газ, ClO 2 е жълт газ (под 9,7 ° C е яркочервена течност), хлорен перхлорат Cl 2 O 4 (ClO –ClO 3, светложълта течност), Cl 2 O 6 (O 2 Cl–O–ClO 3, яркочервена течност), Cl 2 O 7 е безцветна силно експлозивна течност. При ниски температури се получават нестабилни оксиди Cl 2 O 3 и ClO 3. Оксидът ClO 2 се произвежда в промишлен мащаб и се използва вместо хлор за избелване на целулоза и дезинфекция на питейна вода и Отпадъчни води. С други халогени хлорът образува редица така наречени интерхалогенни съединения, например ClF, ClF3, ClF5, BrCl, ICl, ICl3.
Хлорът и неговите съединения с положителна степен на окисление са силни окислители. През 1822 г. немският химик Леополд Гмелин чрез окисляване с хлор получава червено от жълта кръвна сол: 2K 4 + Cl 2 ® K 3 + 2KCl. Хлорът лесно окислява бромиди и хлориди с освобождаване на свободен бром и йод.
Хлорът в различни степени на окисление образува серия от киселини: HCl - солна (солна, соли - хлориди), HClO - хипохлорна (соли - хипохлорити), HClO 2 - хлорид (соли - хлорити), HClO 3 - хлорна (соли - хлорати) , HClO 4 - хлор (соли - перхлорати). В чиста форма от кислородните киселини само перхлорната киселина е стабилна. От солите на кислородните киселини, хипохлоритите, натриевият хлорит NaClO 2 - за избелване на тъкани, за производството на компактни пиротехнически източници на кислород ("кислородни свещи"), калиеви хлорати (бертолетова сол), калций и магнезий (за борба с вредителите) имат практически приложения. селско стопанство, като компоненти на пиротехнически състави и експлозиви, в производството на кибрит), перхлорати - компоненти на експлозиви и пиротехнически състави; Амониевият перхлорат е компонент на твърдите ракетни горива.
Хлорът реагира с много органични съединения. Той бързо се добавя към ненаситени съединения с двойни и тройни въглерод-въглеродни връзки (реакцията с ацетилен протича с експлозия), а на светло - към бензен. При определени условия хлорът може да замени водородните атоми в органичните съединения: R–H + Cl 2 ® RCl + HCl. Тази реакция е изиграла значителна роля в историята на органичната химия. През 1840 г. френският химик Жан Батист Дюма открива, че когато хлорът реагира с оцетна киселина, реакцията
CH 3 COOH + Cl 2 ® CH 2 ClCOOH + HCl. При излишък от хлор се образува трихлороцетна киселина CCl 3 COOH. Много химици обаче реагираха недоверчиво на работата на Дюма. Всъщност, според тогавашната общоприета теория на Берцелиус, положително заредените водородни атоми не могат да бъдат заменени от отрицателно заредени хлорни атоми. Това мнение се поддържаше по това време от много видни химици, сред които бяха Фридрих Вьолер, Юстус Либих и, разбира се, самият Берцелиус.
За да осмее Дюма, Вьолер предава на приятеля си Либих статия от името на някой си С. Виндлер (Швиндлер е измамник на немски) за ново успешно приложение на реакцията, уж открита от Дюма. В статията Wöhler с очевидна подигравка пише за това как в мангановия ацетат Mn (CH 3 COO) 2 е възможно да се заменят всички елементи, в съответствие с тяхната валентност, с хлор, което води до жълто кристално вещество, състоящо се само от хлор . По-нататък беше казано, че в Англия, чрез последователно заместване на всички атоми в органичните съединения с атоми на хлор, обикновените тъкани се превръщат в такива с хлор и нещата запазват външния си вид. В бележка под линия се посочва, че лондонските магазини оживено търгуват с материали, състоящи се само от хлор, тъй като този материал е много добър за нощни шапки и топли гащи.
Реакцията на хлор с органични съединения води до образуването на много органохлорни продукти, сред които са широко използвани разтворители метиленхлорид CH 2 Cl 2, хлороформ CHCl 3, тетрахлорметан CCl 4, трихлоретилен CHCl \u003d CCl 2, тетрахлоретилен C 2 Cl 4 . При наличие на влага хлорът обезцветява зелените листа на растенията, много багрила. Това се използва от 18 век. за избелване на тъкани.
Хлорът като отровен газ.
Шееле, който получи хлор, отбеляза много неприятната му остра миризма, затруднено дишане и кашлица. Както по-късно беше установено, човек усеща миризмата на хлор, дори ако един литър въздух съдържа само 0,005 mg от този газ, и в същото време той вече има дразнещ ефект върху дихателните пътища, унищожавайки клетките на лигавицата на дихателните пътища и белите дробове. Концентрацията от 0,012 mg / l е трудно поносима; ако концентрацията на хлор надвишава 0,1 mg / l, става животозастрашаващо: дишането се ускорява, става конвулсивно, а след това все по-рядко и след 5-25 минути дишането спира. Максимално допустимо във въздуха индустриални предприятияконцентрацията се счита за 0,001 mg / l, а във въздуха на жилищните райони - 0,00003 mg / l.
Петербургският академик Тови Егорович Ловиц, повтаряйки експеримента на Шееле през 1790 г., случайно изпусна значително количество хлор във въздуха. След като го вдишва, той губи съзнание и пада, след което в продължение на осем дни страда от нетърпима болка в гърдите. За щастие той се възстанови. Почти умря, отровен от хлор, и известният английски химик Дейви. Експериментите дори с малко количество хлор са опасни, тъй като могат да причинят тежко увреждане на белите дробове. Говори се, че немският химик Егон Виберг започнал една от своите лекции за хлора с думите: „Хлорът е отровен газ. Ако се отровя по време на друга демонстрация, моля, изведете ме на чист въздух. Но лекцията, за съжаление, ще трябва да бъде прекъсната. Ако изпуснете много хлор във въздуха, става истинско бедствие. Това е преживяно по време на Първата световна война от англо-френските войски. Сутринта на 22 април 1915 г. германското командване решава да извърши първата газова атака в историята на войните: когато вятърът духа към врага, клапаните на 5730 цилиндъра се отварят едновременно на малък шесткилометров фронт близо до белгийския град Ипр, всяка от които съдържаше 30 кг течен хлор. В рамките на 5 минути се образува огромен жълто-зелен облак, който бавно се отдалечава от германските окопи към съюзниците. Английските и френските войници са напълно беззащитни. Газът проникна през пукнатините във всички убежища, нямаше спасение от него: в крайна сметка противогазът все още не беше изобретен. В резултат на това бяха отровени 15 000 души, от които 5 000 починаха. Месец по-късно, на 31 май, германците повториха газова атака източен фронт- срещу руските войски. Това се случи в Полша близо до град Болимов. На фронта на 12 км, от 12 хиляди цилиндъра, 264 тона смес от хлор с много по-отровния фосген (киселинен хлорид карбонова киселина COCl 2). Кралското командване знаеше какво се е случило при Ипр, но въпреки това руските войници нямаха никакви средства за защита! В резултат на газовата атака загубите възлизат на 9146 души, от които само 108 - в резултат на пушка и артилерийски обстрел, останалите са отровени. В същото време 1183 души загинаха почти веднага.
Скоро химиците посочиха как да избягате от хлора: трябва да дишате през марля, напоена с разтвор на натриев тиосулфат (това вещество се използва във фотографията, често се нарича хипосулфит). Хлорът реагира много бързо с разтвор на тиосулфат, като го окислява:
Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O® 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl. Разбира се, сярна киселинасъщо не е безвредно вещество, но неговият разреден воден разтвор е много по-малко опасен от отровния хлор. Следователно тиосулфатът през онези години имаше друго име - "антихлор", но първите тиосулфатни противогази не бяха много ефективни.
През 1916 г. руският химик, бъдещият академик Николай Дмитриевич Зелински изобретява наистина ефективен противогаз, в който отровните вещества се задържат от слой активен въглен. Такива въглища с много развита повърхност биха могли да задържат много повече хлор от марля, импрегнирана с хипосулфит. За щастие "хлорните атаки" останаха само трагичен епизод в историята. След световната война хлорът има само мирни професии.
Използването на хлор.
Огромни количества хлор - десетки милиони тонове - се произвеждат годишно по целия свят. Само в САЩ до края на 20в. годишно около 12 милиона тона хлор се получават чрез електролиза (10-то място сред химическите индустрии). Основната му част (до 50%) се изразходва за хлориране на органични съединения - за получаване на разтворители, синтетичен каучук, поливинилхлорид и други пластмаси, хлоропренов каучук, пестициди, лекарства, много други необходими и полезни продукти. Останалото се изразходва за синтез на неорганични хлориди, в целулозно-хартиената промишленост за избелване на дървесна маса, за пречистване на вода. В сравнително малки количества хлорът се използва в металургичната промишленост. С негова помощ се получават много чисти метали - титан, калай, тантал, ниобий. При изгаряне на водород в хлор се получава хлороводород, а от него - солна киселина. Хлорът се използва и за производството на избелващи агенти (хипохлорити, белина) и дезинфекция на водата чрез хлориране.
Иля Леенсън
Кузбаски държавен технически университет
предмет BJD
Характеристика на хлора като аварийно химически опасно вещество
Кемерово-2009
Въведение
1. Характеристики на АХОВ (според издаденото задание)
2. Начини за предотвратяване на авария, защита от опасни химикали
3. Задача
4. Изчисляване на химическата обстановка (съгласно издадената задача)
Заключение
Литература
Въведение
Общо в Русия работят 3300 стопански обекта, които имат значителни запаси от опасни химикали. Повече от 35% от тях имат хорови запаси.
Хлор (лат. Chlorum), Cl - химичен елементгрупа VII от периодичната система на Менделеев, атомен номер 17, атомна маса 35.453; принадлежи към семейството на халогените.
Хлорът се използва и за хлориране някоиото рихруди с предназначение и привличане на титан, ниобий, цирконий и др.
отравянехлор са възможни в химическата, целулозно-хартиената, текстилната и фармацевтичната промишленост. Хлорът дразни лигавиците на очите и дихателните пътища. Вторичната инфекция обикновено се присъединява към първичните възпалителни промени. Острото отравяне се развива почти веднага. При вдишване на средни и ниски концентрации на хлор се отбелязват стягане и болка в гърдите, суха кашлица, учестено дишане, болка в очите, сълзене, повишени нива на левкоцити в кръвта, телесна температура и др.. Бронхопневмония, токсичен белодробен оток , депресивни състояния, конвулсии. При леки случаи възстановяването настъпва след 3-7 дни. Като дългосрочни последици се наблюдават катари на горните дихателни пътища, рецидивиращи бронхити, пневмосклероза; възможно активиране на белодробна туберкулоза. При продължително вдишване на малки концентрации на хлор се наблюдават подобни, но бавно развиващи се форми на заболяването. Предотвратяване на отравяне, запечатване на производствени съоръжения, оборудване, ефективна вентилация, ако е необходимо, използване на противогаз. Максимално допустимата концентрация на хлор във въздуха на производствените помещения е 1 mg/m 3 . Производството на хлор, белина и други хлорсъдържащи съединения се отнася до отрасли с вредни условия на труд.
Разглеждат се физичните свойства на хлора: плътността на хлора, неговата топлопроводимост, специфичен топлинен капацитет и динамичен вискозитет при различни температури. Физичните свойства на Cl 2 са представени под формата на таблици за течното, твърдото и газообразното състояние на този халоген.
Основни физични свойства на хлора
Хлорът е включен в група VII на третия период на периодичната система от елементи под номер 17. Той принадлежи към халогенната подгрупа, има относителни атомни и молекулни тегла съответно 35,453 и 70,906. При температури над -30°C хлорът е зеленикаво-жълт газ с характерна остра, дразнеща миризма. Лесно се втечнява при обикновено налягане (1,013 10 5 Pa), когато се охлади до -34 ° C, и образува бистра течносткехлибарен цвят, втвърдяване при температура -101°C.
Поради високата си реактивност свободният хлор не се среща в природата, а съществува само под формата на съединения. Намира се главно в минерала халит (), също така е част от такива минерали като: силвин (KCl), карналит (KCl MgCl 2 6H 2 O) и силвинит (KCl NaCl). Съдържанието на хлор в земната кора се доближава до 0,02% от общия брой атоми в земната кора, където той е под формата на два изотопа 35 Cl и 37 Cl в процентно съотношение 75,77% 35 Cl и 24,23% 37 Cl.
| Имот | Значение |
|---|---|
| Точка на топене, °С | -100,5 |
| Точка на кипене, °C | -30,04 |
| Критична температура, °С | 144 |
| Критично налягане, Pa | 77.1 10 5 |
| Критична плътност, kg / m 3 | 573 |
| Плътност на газа (при 0°С и 1.013 10 5 Pa), kg/m 3 | 3,214 |
| Плътност на наситена пара (при 0°С и 3,664 10 5 Pa), kg/m 3 | 12,08 |
| Плътност на течния хлор (при 0 ° C и 3,664 10 5 Pa), kg / m 3 | 1468 |
| Плътност на течния хлор (при 15,6 ° C и 6,08 · 10 5 Pa), kg / m 3 | 1422 |
| Плътност на твърд хлор (при -102°С), kg/m 3 | 1900 |
| Относителна плътност на газ във въздуха (при 0°C и 1,013 10 5 Pa) | 2,482 |
| Относителна плътност на наситената пара (при 0°C и 3,664 10 5 Pa) | 9,337 |
| Относителна плътност на течен хлор при 0°С (за вода при 4°С) | 1,468 |
| Специфичен обем газ (при 0°С и 1,013 10 5 Pa), m 3 /kg | 0,3116 |
| Специфичен обем наситена пара (при 0°C и 3,664 10 5 Pa), m 3 /kg | 0,0828 |
| Специфичен обем течен хлор (при 0°C и 3,664 10 5 Pa), m 3 /kg | 0,00068 |
| Налягане на хлорните пари при 0°C, Pa | 3,664 10 5 |
| Динамичен вискозитет на газ при 20°C, 10 -3 Pa s | 0,013 |
| Динамичен вискозитет на течен хлор при 20°C, 10 -3 Pa s | 0,345 |
| Топлина на топене на твърд хлор (при точката на топене), kJ/kg | 90,3 |
| Топлина на изпарение (при точка на кипене), kJ/kg | 288 |
| Топлина на сублимация (при точка на топене), kJ/mol | 29,16 |
| Моларен топлинен капацитет C p на газ (при -73…5727°C), J/(mol K) | 31,7…40,6 |
| Моларен топлинен капацитет C p на течен хлор (при -101…-34°C), J/(mol K) | 67,1…65,7 |
| Коефициент на топлопроводимост на газа при 0°C, W/(m K) | 0,008 |
| Коефициент на топлопроводимост на течен хлор при 30°C, W/(m K) | 0,62 |
| Газова енталпия, kJ/kg | 1,377 |
| Енталпия на наситена пара, kJ/kg | 1,306 |
| Енталпия на течен хлор, kJ/kg | 0,879 |
| Индекс на пречупване при 14°C | 1,367 |
| Специфична проводимост при -70°C, Sm/m | 10 -18 |
| Електронен афинитет, kJ/mol | 357 |
| Енергия на йонизация, kJ/mol | 1260 |
Плътност на хлора
При нормални условия хлорът е тежък газ с плътност приблизително 2,5 пъти по-голяма от . Плътност на газообразен и течен хлор при нормални условия (при 0 ° C) е равна съответно на 3,214 и 1468 kg / m 3. Когато течният или газообразният хлор се нагрява, неговата плътност намалява поради увеличаване на обема поради топлинно разширение.
Плътност на хлорния газ
Таблицата показва плътността на хлора в газообразно състояние при различни температури (в диапазона от -30 до 140°C) и нормално атмосферно налягане (1,013·10 5 Pa). Плътността на хлора се променя с температурата - при нагряване тя намалява. Например, при 20 ° C, плътността на хлора е 2,985 kg / m 3, а когато температурата на този газ се повиши до 100 ° C, стойността на плътността намалява до стойност от 2,328 kg / m 3.
| t, °С | ρ, kg / m 3 | t, °С | ρ, kg / m 3 |
|---|---|---|---|
| -30 | 3,722 | 60 | 2,616 |
| -20 | 3,502 | 70 | 2,538 |
| -10 | 3,347 | 80 | 2,464 |
| 0 | 3,214 | 90 | 2,394 |
| 10 | 3,095 | 100 | 2,328 |
| 20 | 2,985 | 110 | 2,266 |
| 30 | 2,884 | 120 | 2,207 |
| 40 | 2,789 | 130 | 2,15 |
| 50 | 2,7 | 140 | 2,097 |
С увеличаване на налягането плътността на хлора се увеличава. Таблиците по-долу показват плътността на газообразния хлор в температурния диапазон от -40 до 140°C и налягане от 26,6·10 5 до 213·10 5 Pa. С увеличаване на налягането плътността на хлора в газообразно състояние нараства пропорционално. Например, увеличаването на налягането на хлора от 53,2 · 10 5 до 106,4 · 10 5 Pa при температура 10 ° C води до двойно увеличаване на плътността на този газ.
| ↓ t, °C | P, kPa → | 26,6 | 53,2 | 79,8 | 101,3 |
|---|---|---|---|---|
| -40 | 0,9819 | 1,996 | — | — |
| -30 | 0,9402 | 1,896 | 2,885 | 3,722 |
| -20 | 0,9024 | 1,815 | 2,743 | 3,502 |
| -10 | 0,8678 | 1,743 | 2,629 | 3,347 |
| 0 | 0,8358 | 1,678 | 2,528 | 3,214 |
| 10 | 0,8061 | 1,618 | 2,435 | 3,095 |
| 20 | 0,7783 | 1,563 | 2,35 | 2,985 |
| 30 | 0,7524 | 1,509 | 2,271 | 2,884 |
| 40 | 0,7282 | 1,46 | 2,197 | 2,789 |
| 50 | 0,7055 | 1,415 | 2,127 | 2,7 |
| 60 | 0,6842 | 1,371 | 2,062 | 2,616 |
| 70 | 0,6641 | 1,331 | 2 | 2,538 |
| 80 | 0,6451 | 1,292 | 1,942 | 2,464 |
| 90 | 0,6272 | 1,256 | 1,888 | 2,394 |
| 100 | 0,6103 | 1,222 | 1,836 | 2,328 |
| 110 | 0,5943 | 1,19 | 1,787 | 2,266 |
| 120 | 0,579 | 1,159 | 1,741 | 2,207 |
| 130 | 0,5646 | 1,13 | 1,697 | 2,15 |
| 140 | 0,5508 | 1,102 | 1,655 | 2,097 |
| ↓ t, °C | P, kPa → | 133 | 160 | 186 | 213 |
|---|---|---|---|---|
| -20 | 4,695 | 5,768 | — | — |
| -10 | 4,446 | 5,389 | 6,366 | 7,389 |
| 0 | 4,255 | 5,138 | 6,036 | 6,954 |
| 10 | 4,092 | 4,933 | 5,783 | 6,645 |
| 20 | 3,945 | 4,751 | 5,565 | 6,385 |
| 30 | 3,809 | 4,585 | 5,367 | 6,154 |
| 40 | 3,682 | 4,431 | 5,184 | 5,942 |
| 50 | 3,563 | 4,287 | 5,014 | 5,745 |
| 60 | 3,452 | 4,151 | 4,855 | 5,561 |
| 70 | 3,347 | 4,025 | 4,705 | 5,388 |
| 80 | 3,248 | 3,905 | 4,564 | 5,225 |
| 90 | 3,156 | 3,793 | 4,432 | 5,073 |
| 100 | 3,068 | 3,687 | 4,307 | 4,929 |
| 110 | 2,985 | 3,587 | 4,189 | 4,793 |
| 120 | 2,907 | 3,492 | 4,078 | 4,665 |
| 130 | 2,832 | 3,397 | 3,972 | 4,543 |
| 140 | 2,761 | 3,319 | 3,87 | 4,426 |
Плътност на течния хлор
Течният хлор може да съществува в сравнително тесен температурен диапазон, чиито граници са от минус 100,5 до плюс 144 ° C (т.е. от точката на топене до критичната температура). Над температура от 144 ° C хлорът няма да премине в течно състояние при никакво налягане. Плътността на течния хлор в този температурен диапазон варира от 1717 до 573 kg/m 3 .
| t, °С | ρ, kg / m 3 | t, °С | ρ, kg / m 3 |
|---|---|---|---|
| -100 | 1717 | 30 | 1377 |
| -90 | 1694 | 40 | 1344 |
| -80 | 1673 | 50 | 1310 |
| -70 | 1646 | 60 | 1275 |
| -60 | 1622 | 70 | 1240 |
| -50 | 1598 | 80 | 1199 |
| -40 | 1574 | 90 | 1156 |
| -30 | 1550 | 100 | 1109 |
| -20 | 1524 | 110 | 1059 |
| -10 | 1496 | 120 | 998 |
| 0 | 1468 | 130 | 920 |
| 10 | 1438 | 140 | 750 |
| 20 | 1408 | 144 | 573 |
Специфичен топлинен капацитет на хлора
Специфичният топлинен капацитет на газообразния хлор C p в kJ / (kg K) в температурния диапазон от 0 до 1200 ° C и нормално атмосферно налягане може да се изчисли по формулата:
където Т е абсолютната температура на хлора в градуси Келвин.
Трябва да се отбележи, че при нормални условия специфичният топлинен капацитет на хлора е 471 J/(kg K) и се увеличава при нагряване. Увеличаването на топлинния капацитет при температури над 500 ° C става незначително, а при високи температури специфичният топлинен капацитет на хлора остава практически непроменен.
Таблицата показва резултатите от изчисляването на специфичния топлинен капацитет на хлора по горната формула (грешката в изчислението е около 1%).
| t, °С | C p , J/(kg K) | t, °С | C p , J/(kg K) |
|---|---|---|---|
| 0 | 471 | 250 | 506 |
| 10 | 474 | 300 | 508 |
| 20 | 477 | 350 | 510 |
| 30 | 480 | 400 | 511 |
| 40 | 482 | 450 | 512 |
| 50 | 485 | 500 | 513 |
| 60 | 487 | 550 | 514 |
| 70 | 488 | 600 | 514 |
| 80 | 490 | 650 | 515 |
| 90 | 492 | 700 | 515 |
| 100 | 493 | 750 | 515 |
| 110 | 494 | 800 | 516 |
| 120 | 496 | 850 | 516 |
| 130 | 497 | 900 | 516 |
| 140 | 498 | 950 | 516 |
| 150 | 499 | 1000 | 517 |
| 200 | 503 | 1100 | 517 |
При температура, близка до абсолютната нула, хлорът е в твърдо състояние и има нисък специфичен топлинен капацитет (19 J/(kg·K)). С повишаване на температурата на твърдия Cl 2 неговият топлинен капацитет се увеличава и достига 720 J/(kg K) при минус 143°C.
Течният хлор има специфичен топлинен капацитет от 918 ... 949 J / (kg K) в диапазона от 0 до -90 градуса по Целзий. Според таблицата може да се види, че специфичната топлина на течния хлор е по-висока от тази на газообразния хлор и намалява с повишаване на температурата.
Топлопроводимост на хлора
Таблицата показва стойностите на коефициентите на топлопроводимост на газообразния хлор при нормално атмосферно налягане в температурния диапазон от -70 до 400°C.
Коефициентът на топлопроводимост на хлора при нормални условия е 0,0079 W / (m deg), което е 3 пъти по-малко, отколкото при същата температура и налягане. Нагряването на хлор води до увеличаване на неговата топлопроводимост. Така при температура от 100°C стойността на това физическо свойство на хлора нараства до 0,0114 W/(m deg).
| t, °С | λ, W/(m deg) | t, °С | λ, W/(m deg) |
|---|---|---|---|
| -70 | 0,0054 | 50 | 0,0096 |
| -60 | 0,0058 | 60 | 0,01 |
| -50 | 0,0062 | 70 | 0,0104 |
| -40 | 0,0065 | 80 | 0,0107 |
| -30 | 0,0068 | 90 | 0,0111 |
| -20 | 0,0072 | 100 | 0,0114 |
| -10 | 0,0076 | 150 | 0,0133 |
| 0 | 0,0079 | 200 | 0,0149 |
| 10 | 0,0082 | 250 | 0,0165 |
| 20 | 0,0086 | 300 | 0,018 |
| 30 | 0,009 | 350 | 0,0195 |
| 40 | 0,0093 | 400 | 0,0207 |
Вискозитет на хлора
Коефициентът на динамичен вискозитет на газообразния хлор в температурния диапазон 20...500°C може да се изчисли приблизително по формулата:
където η T е коефициентът на динамичен вискозитет на хлора при дадена температура T, K;
η T 0 е коефициентът на динамичен вискозитет на хлора при температура T 0 =273 K (при n.a.);
C е константата на Sutherland (за хлор C=351).
При нормални условия динамичният вискозитет на хлора е 0,0123·10 -3 Pa·s. При нагряване това физическа собственостхлорът, като вискозитет, приема по-високи стойности.
Течният хлор има порядък по-висок вискозитет от газообразния хлор. Например при температура 20°C динамичният вискозитет на течния хлор има стойност 0,345·10 -3 Pa·s и намалява с повишаване на температурата.
източници:
- Барков С. А. Халогени и подгрупа на манган. Елементи от VII група на периодичната система на Д. И. Менделеев. Студентска помощ. М .: Образование, 1976 - 112 с.
- маси физични величини. Справочник. Изд. акад. И. К. Кикойна. Москва: Атомиздат, 1976 - 1008 с.
- Якименко Л. М., Пасманик М. И. Справочник за производството на хлор, сода каустик и основни хлорни продукти. Изд. 2-ро, прев. и др. М .: Химия, 1976 - 440 с.