염소의 물리적, 화학적 특성. 염소 원자의 구조

염소(그리스어 χλΩρ?ς - "녹색"에서 유래) - 요소 주요 하위 그룹일곱 번째 그룹, D. I. Mendeleev의 화학 원소주기 시스템의 세 번째 기간, 원자 번호 17. 기호로 표시 Cl(위도. 클로럼). 화학적으로 활성이 있는 비금속. 이것은 할로겐 그룹의 일부입니다(원래 "할로겐"이라는 이름은 독일 화학자 Schweiger가 염소에 대해 사용했습니다[문자 그대로 "할로겐"은 소금으로 번역됨). 그러나 인기를 끌지 못했고 이후에 그룹 VII에서 일반화되었습니다. 염소를 포함하는 원소).

일반적인 조건에서 염소 단체(CAS 번호: 7782-50-5)는 황록색의 유독 가스이며 자극적인 냄새가 납니다. 염소 분자는 이원자(식 Cl 2)입니다.

염소 발견의 역사

기체 무수 염화수소는 1772년 J. Prisley에 의해 처음 수집되었습니다. (액체 수은 위에). 염소는 1774년 Scheele에 의해 처음으로 얻어졌는데, Scheele는 피로루사이트에 관한 논문에서 피로루사이트와 염산의 상호작용 중에 염소의 방출을 설명했습니다.

4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Scheele는 왕수와 유사한 염소 냄새, 금 및 진사와 반응하는 능력 및 표백 특성에 주목했습니다.

그러나 Scheele는 당시 화학에서 지배적이었던 플로지스톤 이론에 따라 염소가 탈플로지스틱화된 염산, 즉 염산 산화물이라고 제안했습니다. Berthollet과 Lavoisier는 염소가 원소의 산화물이라고 제안했습니다. 무리아그러나 그것을 분리하려는 시도는 전기 분해를 통해 식탁용 소금을 나트륨과 염소로 분해하는 데 성공한 Davy의 작업까지 성공하지 못했습니다.

자연에서의 분포

자연에서 발견되는 염소의 동위원소는 35Cl과 37Cl 두 가지가 있습니다. 지각에서 염소는 가장 흔한 할로겐입니다. 염소는 매우 활동적입니다. 주기율표의 거의 모든 원소와 직접 결합합니다. 따라서 자연적으로는 암염 NaCl, 실바이트 KCl, 실비나이트 KCl NaCl, 비스코파이트 MgCl 2 6H2O, 카르날라이트 KCl MgCl 2 6H 2 O, 카이나이트 KCl MgSO 4 3H 2 O와 같은 광물의 화합물 형태로만 발견됩니다. 바다와 바다의 소금에는 염소 매장량이 포함되어 있습니다(해수의 함량은 19g/l입니다). 염소는 전체 원자 수의 0.025%를 차지합니다. 지각, 염소의 클라크수는 0.017%이고, 인체중량 기준으로 0.25%의 염소 이온을 함유하고 있습니다. 인간과 동물의 신체에서 염소는 주로 세포간액(혈액 포함)에서 발견되며 삼투압 과정의 조절 및 신경 세포 기능과 관련된 과정에서 중요한 역할을 합니다.

물리화학적 특성

정상적인 조건에서 염소는 질식하는 냄새가 나는 황록색 가스입니다. 물리적 특성 중 일부가 표에 나와 있습니다.

염소의 일부 물리적 특성

재산	의미
색상(가스)	황록색
비등점	−34°C
녹는점	−100°C
분해 온도 (원자로의 해리)	~1400°C
밀도(가스, n.s.)	3.214g/리터
원자의 전자 친화력	3.65eV
1차 이온화 에너지	12.97eV
열용량(298K, 가스)	34.94 (J/mol·K)
임계온도	144°C
임계압력	76기압
표준 형성 엔탈피(298K, 가스)	0(kJ/몰)
표준 형성 엔트로피(298K, 가스)	222.9 (J/mol·K)
녹는 엔탈피	6.406(kJ/몰)
끓는 엔탈피	20.41(kJ/mol)
X-X 결합의 균일 절단 에너지	243 (kJ/몰)
X-X 결합의 이종 분해 에너지	1150(kJ/몰)
이온화 에너지	1255(kJ/몰)
전자 친화력 에너지	349(kJ/몰)
원자 반경	0.073(nm)
폴링에 따르면 전기 음성도	3,20
Allred-Rochow에 따른 전기 음성도	2,83
안정적인 산화 상태	-1, 0, +1, +3, (+4), +5, (+6), +7

염소 가스는 비교적 쉽게 액화됩니다. 0.8MPa(8기압)의 압력부터 염소는 실온에서 이미 액체 상태입니다. −34 °C로 냉각되면 염소는 일반 대기압에서도 액체가 됩니다. 액체 염소는 부식성이 매우 높은 황록색 액체입니다(분자 농도가 높기 때문에). 압력을 높이면 임계 압력 7.6MPa에서 최대 +144°C(임계 온도)까지 액체 염소의 존재를 달성할 수 있습니다.

−101 °C 이하의 온도에서 액체 염소는 공간군을 갖는 사방정계 격자로 결정화됩니다. CMCA매개변수 a=6.29Å b=4.50Å, c=8.21Å. 100K 이하에서 결정질 염소의 사방정계 변형은 공간군을 갖는 정방정계가 됩니다. P4 2/ncm격자 매개변수 a=8.56Å 및 c=6.12Å입니다.

용해도

염소 분자 Cl 2 → 2Cl의 해리 정도. 1000K에서는 2.07×10 -4%이고, 2500K에서는 0.909%입니다.

공기 중 냄새를 인식하는 임계값은 0.003(mg/l)입니다.

전기 전도성 측면에서 액체 염소는 가장 강한 절연체 중 하나입니다. 증류수보다 거의 10억 배 더 나쁘고 은보다 10-22배 더 나쁘게 전류를 전도합니다. 염소의 소리 속도는 공기보다 약 1.5배 느립니다.

화학적 성질

전자 껍질의 구조

염소 원자의 원자가 준위에는 1개의 짝을 이루지 않은 전자(1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5)가 포함되어 있으므로 염소 원자의 원자가 1은 매우 안정적입니다. 염소 원자에 비어 있는 d-하위 준위 궤도가 존재하기 때문에 염소 원자는 다른 원자가를 나타낼 수 있습니다. 원자의 여기 상태 형성 계획:

염소 원자가 공식적으로 원자가 4와 6을 나타내는 염소 화합물(예: ClO 2 및 Cl 2 O 6)도 알려져 있습니다. 그러나 이러한 화합물은 라디칼이므로 짝을 이루지 않은 전자가 하나 있습니다.

금속과의 상호 작용

염소는 거의 모든 금속과 직접 반응합니다(일부는 습기가 있거나 가열된 경우에만).

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

비금속과의 상호작용

비금속(탄소, 질소, 산소 및 불활성 가스 제외)의 경우 해당 염화물을 형성합니다.

빛에 노출되거나 가열되면 라디칼 메커니즘에 따라 수소와 적극적으로(때로는 폭발과 함께) 반응합니다. 5.8~88.3%의 수소를 함유한 염소와 수소의 혼합물은 조사 시 폭발하여 염화수소를 형성합니다. 소량의 염소와 수소의 혼합물은 무색 또는 황록색 불꽃을 내며 연소됩니다. 최대 온도수소-염소 불꽃 2200 °C.:

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

산소와 함께 염소는 +1에서 +7까지의 산화 상태를 나타내는 산화물을 형성합니다: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. 자극적인 냄새가 나고 열적, 광화학적으로 불안정하며 폭발적으로 분해되기 쉽습니다.

불소와 반응하면 염화물이 생성되지 않고 불소가 생성됩니다.

Cl 2 + 3F 2 (예) → 2ClF 3

기타 속성

염소는 화합물의 브롬과 요오드를 수소와 금속으로 대체합니다.

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

일산화탄소와 반응하면 포스겐이 형성됩니다.

Cl 2 + CO → COCl 2

물이나 알칼리에 용해되면 염소는 돌연변이를 일으키고 차아염소산(가열하면 과염소산)과 염산 또는 그 염을 형성합니다.

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

건조 수산화칼슘을 염소화하면 표백제가 생성됩니다.

Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O

암모니아, 삼염화질소에 대한 염소의 효과는 다음과 같이 얻을 수 있습니다.

4NH3 + 3Cl2 → NCl3 + 3NH4Cl

염소의 산화성

염소는 매우 강한 산화제입니다.

Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S

유기 물질과의 반응

포화 화합물의 경우:

CH 3 -CH 3 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl

다중 결합을 통해 불포화 화합물에 부착됩니다.

CH 2 =CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl

방향족 화합물은 촉매(예: AlCl 3 또는 FeCl 3)가 있는 경우 수소 원자를 염소로 대체합니다.

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl

획득 방법

산업적 방법

처음에 염소를 생산하는 산업적 방법은 Scheele 방법, 즉 피로루사이트와 염산의 반응을 기반으로 했습니다.

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

1867년 디콘은 대기 산소로 염화수소를 촉매 산화시켜 염소를 생산하는 방법을 개발했습니다. Deacon 공정은 현재 산업용 염소화 부산물인 염화수소에서 염소를 회수하는 데 사용됩니다. 유기 화합물.

4HCl + O 2 → 2H 2 O + 2Cl 2

오늘날 염소는 용액의 전기분해를 통해 수산화나트륨 및 수소와 함께 산업 규모로 생산됩니다. 식탁용 소금:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH 양극: 2Cl − — 2е − → Cl 2 0 음극: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −

물의 전기분해는 염화나트륨의 전기분해와 평행하게 일어나기 때문에 전체 방정식은 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

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

염소를 생산하는 전기화학적 방법에는 세 가지 변형이 사용됩니다. 그 중 두 가지는 고체 음극을 이용한 전기분해(격막 및 멤브레인 방식)이고, 세 번째는 액체 수은 음극을 이용한 전기분해(수은 생산법)입니다. 전기화학적 생산방법 중 가장 간편하고 편리한 방법은 수은 음극을 이용한 전기분해이지만, 이 방법은 금속 수은의 증발 및 누출로 인해 환경에 심각한 해를 끼친다.

고체 음극을 이용한 다이어프램 방식

전해조 캐비티는 다공성 석면 칸막이(격막)에 의해 음극과 양극 공간으로 나누어지며, 여기에 전해조의 음극과 양극이 각각 위치합니다. 따라서 이러한 전해조를 흔히 다이어프램(diaphragm)이라 부르며, 그 제조방법이 다이어프램 전해(diaphragm 전해)이다. 포화된 양극액(NaCl 용액)의 흐름이 격막 전해조의 양극 공간으로 지속적으로 유입됩니다. 전기화학적 공정의 결과, 암염의 분해로 인해 양극에서 염소가 방출되고, 물의 분해로 인해 음극에서 수소가 방출된다. 이 경우 음극 구역에는 수산화나트륨이 풍부해집니다.

고체 음극을 이용한 멤브레인 방식

멤브레인 방식은 기본적으로 다이어프램 방식과 유사하지만 양극과 음극 공간이 양이온 교환 고분자막으로 분리되어 있습니다. 멤브레인 제조 방식은 다이어프램 방식보다 효율적이지만 사용이 더 어렵습니다.

액체 음극을 이용한 수은법

이 공정은 통신으로 상호 연결된 전해조, 분해기 및 수은 펌프로 구성된 전해조에서 수행됩니다. 전해조에서 수은은 수은 펌프의 작용에 따라 전해조와 분해기를 통과하여 순환합니다. 전해조의 음극은 수은의 흐름입니다. 양극 - 흑연 또는 저마모. 수은과 함께 염화나트륨 용액인 양극액 흐름이 전해조를 통해 지속적으로 흐릅니다. 염화물이 전기화학적으로 분해되어 양극에서는 염소 분자가 형성되고, 음극에서는 방출된 나트륨이 수은에 용해되어 아말감을 형성합니다.

실험실 방법

실험실에서는 염소 생산을 위해 일반적으로 강한 산화제 (예 : 산화 망간 (IV), 과망간산 칼륨, 중크롬산 칼륨)을 사용하여 염화수소를 산화시키는 공정이 사용됩니다.

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

염소 저장

생산된 염소는 특수 "탱크"에 저장되거나 고압 강철 실린더로 펌핑됩니다. 압력을 받는 액체 염소가 있는 실린더에는 늪 색상이라는 특별한 색상이 있습니다. 염소 실린더를 장기간 사용하는 경우 폭발성이 매우 높은 삼염화질소가 축적되므로 때때로 염소 실린더를 정기적으로 세척하고 염화질소를 청소해야 합니다.

염소 품질 표준

GOST 6718-93에 따르면 "액체 염소. 명세서» 다음 등급의 염소가 생성됩니다.

애플리케이션

염소는 다양한 산업, 과학 및 가정에서 사용됩니다.

폴리염화비닐, 플라스틱 화합물, 합성 고무 생산 시: 와이어 단열재, 창 프로필, 포장재, 의류 및 신발, 리놀륨 및 축음기 레코드, 바니시, 장비 및 폼 플라스틱, 장난감, 악기 부품, 건축 자재 . 폴리염화비닐은 염화비닐의 중합에 의해 생산되는데, 오늘날 염화비닐은 중간체 1,2-디클로로에탄을 통해 염소 균형 방법으로 에틸렌에서 가장 흔히 생산됩니다.
염소의 표백 특성은 오랫동안 알려져 왔지만 "표백"하는 것은 염소 자체가 아니라 차아염소산이 분해되는 동안 형성되는 원자 산소입니다. Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O.. 직물, 종이, 판지를 표백하는 이 방법은 수세기 동안 사용되어 왔습니다.
유기염소 살충제 생산 - 작물에 유해한 곤충을 죽이지만 식물에는 안전한 물질입니다. 생산된 염소의 상당 부분은 식물 보호 제품을 얻기 위해 소비됩니다. 가장 중요한 살충제 중 하나는 헥사클로로사이클로헥산(종종 헥사클로란이라고도 함)입니다. 이 물질은 1825년 패러데이에 의해 처음 합성되었지만 실제 적용은 100년이 더 지난 20세기 30년대에야 발견되었습니다.
이는 화학전 물질뿐만 아니라 다른 화학전 물질(겨자 가스, 포스겐)의 생산에도 사용되었습니다.
물을 소독하려면 - "염소화". 식수를 소독하는 가장 일반적인 방법입니다. 산화환원 과정을 촉매하는 미생물의 효소 시스템을 억제하는 유리 염소와 그 화합물의 능력에 기초합니다. 식수를 소독하기 위해 염소, 이산화염소, 클로라민 및 표백제가 사용됩니다. SanPiN 2.1.4.1074-01은 중앙 급수 장치의 식수에 허용되는 유리 잔류 염소 함량 0.3 - 0.5 mg/l에 대해 다음과 같은 한계(복도)를 설정합니다. 러시아의 많은 과학자들과 심지어 정치인들까지도 수돗물의 염소화 개념 자체를 비판하고 있지만 염소 화합물의 소독 후유증에 대한 대안을 제시하지는 못하고 있습니다. 그것이 만들어지는 재료 수도관, 염소 처리된 수돗물과 다르게 상호 작용합니다. 수돗물의 유리 염소는 폴리올레핀 기반 파이프라인의 수명을 크게 단축합니다: 폴리에틸렌 파이프 다양한 유형, PEX(PE-X)로 알려진 가교 폴리에틸렌을 포함합니다. 미국에서는 염소처리된 물을 사용하는 물 공급 시스템에 사용하기 위해 폴리머 재료로 만든 파이프라인의 유입을 통제하기 위해 가교 폴리에틸렌(PEX) 파이프 및 뜨거운 염소처리된 물과 관련된 ASTM F2023의 3가지 표준을 채택해야 했습니다. 모든 폴리에틸렌 파이프 및 염소처리된 물에 대해서는 ASTM F2263이 적용되고, 다층(금속-폴리머) 파이프 및 뜨거운 염소처리된 물에는 ASTM F2330이 적용됩니다. 염소 처리된 물과 상호 작용할 때 내구성 측면에서 구리 수도관은 긍정적인 결과를 보여줍니다.
식품업 등록 식품 첨가물 E925.
염산, 표백제, 베르톨라이트 염, 금속 염화물, 독극물, 의약품, 비료의 화학 생산에 사용됩니다.
순수 금속 생산을 위한 야금: 티타늄, 주석, 탄탈륨, 니오븀.
염소-아르곤 검출기의 태양 중성미자의 지표로 사용됩니다.

많은 선진국염소 함유 폐기물을 소각할 때 상당량의 다이옥신이 생성되는 등 일상생활에서 염소 사용을 제한하기 위해 노력합니다.

생물학적 역할

염소는 가장 중요한 생물학적 요소 중 하나이며 모든 살아있는 유기체의 일부입니다.

동물과 인간에서 염화물 이온은 삼투압 균형을 유지하는 데 관여하며, 염화물 이온은 세포막을 통과하는 최적의 침투 반경을 가지고 있습니다. 이는 일정한 삼투압을 생성하고 물-소금 대사를 조절하는 데 있어 나트륨 및 칼륨 이온과의 공동 참여를 설명합니다. GABA(신경전달물질)의 영향으로 염소이온은 활동전위를 감소시켜 뉴런을 억제하는 효과가 있습니다. 위에서 염소 이온은 위액의 단백질 분해 효소 작용에 유리한 환경을 조성합니다. 염화물 채널은 많은 세포 유형, 미토콘드리아 막 및 골격근에 존재합니다. 이러한 채널은 체액량 조절, 경상피 이온 수송 및 막 전위 안정화에 중요한 기능을 수행하며 세포 pH 유지에 관여합니다. 염소는 내장 조직, 피부 및 골격근에 축적됩니다. 염소는 주로 대장에서 흡수됩니다. 염소의 흡수 및 배설은 나트륨 이온 및 중탄산염과 밀접하게 관련되어 있으며, 그보다는 덜한 미네랄코르티코이드 및 Na + /K + - ATPase 활성과 관련되어 있습니다. 전체 염소의 10~15%가 세포에 축적되며, 그 중 1/3~1/2이 적혈구에 축적됩니다. 염소의 약 85%가 세포외 공간에서 발견됩니다. 염소는 주로 소변(90~95%), 대변(4~8%), 피부(최대 2%)를 통해 몸에서 배설됩니다. 염소 배설은 나트륨 및 칼륨 이온과 연관되어 있으며, 상호적으로 HCO 3 -(산-염기 균형)과 연관되어 있습니다.

사람은 하루에 5-10g의 NaCl을 섭취합니다. 인간의 최소 염소 필요량은 하루 약 800mg입니다. 아기가 받다 필요한 수량 11mmol/l의 염소가 함유된 모유를 통해 염소를 처리합니다. NaCl은 위에서 염산을 생성하는 데 필요하며 이는 소화를 촉진하고 병원성 박테리아를 파괴합니다. 현재 인간의 특정 질병 발생에 염소가 관여한다는 점은 주로 연구 수가 적기 때문에 잘 연구되지 않았습니다. 일일 염소 섭취량에 대한 권장 사항조차 개발되지 않았다고 말하면 충분합니다. 근육 조직인간은 0.20-0.52%의 염소를 함유하고, 뼈는 0.09%를 함유합니다. 혈액 내 - 2.89g/l. 평균적인 사람의 몸(체중 70kg)에는 95g의 염소가 포함되어 있습니다. 매일 사람은 음식에서 3-6g의 염소를 섭취하며 이는 이 요소의 필요성을 충족합니다.

염소 이온은 식물에 필수적입니다. 염소는 식물의 에너지 대사에 관여하여 산화적 인산화를 활성화합니다. 이는 분리된 엽록체에 의한 광합성 중 산소 형성에 필요하며 광합성의 보조 과정, 주로 에너지 축적과 관련된 과정을 자극합니다. 염소는 뿌리의 산소, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘 화합물의 흡수에 긍정적인 영향을 미칩니다. 식물의 염소 이온 농도가 지나치게 높으면 엽록소 함량이 감소하고 광합성 활동이 감소하며 식물의 성장과 발달이 지연되는 등 부정적인 측면도 있을 수 있습니다.

그러나 진화 과정에서 토양의 염도에 적응했거나, 공간을 차지하기 위해 경쟁이 없는 빈 염습지를 점유한 식물이 있습니다. 염분 토양에서 자라는 식물을 염생 식물이라고 하는데, 성장 기간 동안 염화물을 축적한 다음 낙엽을 통해 과잉을 제거하거나 잎과 가지 표면에 염화물을 방출하고 표면에 햇빛을 차단하여 이중 이점을 얻습니다.

미생물 중에는 염분 함량이 높은 물이나 토양에 서식하는 호염성 물질(할로박테리아)도 알려져 있습니다.

작동 특징 및 주의 사항

염소는 독성이 있는 질식성 가스로, 폐에 들어가면 폐 조직에 화상을 입히고 질식을 일으킬 수 있습니다. 이는 공기 중 약 0.006mg/l의 농도(즉, 염소 냄새를 인지하는 임계값의 두 배)에서 호흡기에 자극 효과를 나타냅니다. 염소는 제1차 세계 대전 당시 독일이 사용한 최초의 화학 물질 중 하나였습니다. 세계 대전. 염소로 작업할 때는 보호복, 방독면, 장갑을 착용해야 합니다. 짧은 시간 동안 아황산나트륨 Na 2 SO 3 또는 티오황산나트륨 Na 2 S 2 O 3 용액을 적신 천 붕대를 사용하여 염소가 호흡 기관에 유입되는 것을 방지할 수 있습니다.

대기 중 최대 허용 염소 농도는 다음과 같습니다: 일일 평균 - 0.03 mg/m3; 최대 1회 투여량 - 0.1 mg/m³; 산업 기업의 작업장에서 - 1 mg/m³.

Mendeleev 주기율표의 VII 하위 그룹의 요소입니다. 외부 수준에는 7개의 전자가 있으므로 환원제와 상호작용할 때 염소는 산화 특성을 나타내어 금속 전자를 끌어당깁니다.

염소의 물리적 특성.

염소는 황색 가스입니다. 자극적인 냄새가 납니다.

염소의 화학적 성질.

무료 염소매우 활동적입니다. 산소, 질소 및 희가스를 제외한 모든 단순 물질과 반응합니다.

시 + 2 Cl 2 = SiCl 4 + 큐.

실온에서 수소와 상호작용할 때는 사실상 반응이 없지만, 조명이 작동하자마자 외부 영향, 연쇄 반응이 발생하며, 이는 다음에 적용되는 것으로 나타났습니다. 유기화학.

가열되면 염소는 산에서 요오드나 브롬을 대체할 수 있습니다.

Cl 2 + 2 HBr = 2 HCl + 브르 2 .

염소는 물과 반응하여 부분적으로 용해됩니다. 이 혼합물을 염소수라고 합니다.

알칼리와 반응:

Cl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H 2 O (추운),

Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (열).

염소를 얻는다.

1. 염화나트륨 용융물의 전기분해는 다음 계획에 따라 진행됩니다.

2. 염소 생산을 위한 실험실 방법:

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

염소는 아마도 연금술사에 의해 얻어졌을 것입니다. 그러나 염소의 발견과 최초의 연구는 스웨덴의 유명한 화학자 칼 빌헬름 셸레(Carl Wilhelm Scheele)의 이름과 불가분의 관계가 있습니다. Scheele는 바륨과 망간(Johan Hahn과 함께), 몰리브덴, 텅스텐, 염소, 그리고 다른 화학자와 독립적으로(나중에는) 산소, 수소, 질소 등 5가지 화학 원소를 발견했습니다. 이 성취는 이후 어떤 화학자도 반복할 수 없었습니다. 동시에 Scheele는 이미 선출된 회원스웨덴 왕립과학원은 더 명예롭고 권위 있는 위치를 차지할 수도 있었지만 Köping의 단순한 약사였습니다. 프로이센의 왕인 프리드리히 2세는 그에게 베를린 대학교의 화학 교수 자리를 제안했습니다. 그러한 유혹적인 제안을 거부하면서 Scheele는 이렇게 말했습니다. “저는 필요한 것보다 더 많이 먹을 수 없습니다. 여기 Köping에서 벌어들이는 돈이면 충분히 먹을 수 있습니다.”

물론 수많은 염소 화합물은 Scheele 이전에도 알려져 있었습니다. 이 요소는 가장 유명한 식용 소금을 포함하여 많은 소금의 일부입니다. 1774년에 Scheele는 흑색 광물 황철석을 진한 염산(MnO 2 + 4HCl ® Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O)으로 가열하여 유리 형태의 염소를 분리했습니다.

처음에 화학자들은 염소를 원소가 아닌 원소로 여겼습니다. 화합물알려지지 않은 원소 무리아(라틴어 무리아 - 염수에서 유래)와 산소. 염산(뮤르산이라고 함)에는 화학적으로 결합된 산소가 포함되어 있다고 믿어졌습니다. 이는 특히 다음 사실에 의해 "증명"되었습니다. 염소 용액이 빛에 닿으면 산소가 방출되고 염산이 용액에 남아있었습니다. 그러나 염소에서 산소를 "분리"하려는 수많은 시도는 아무 소용이 없었습니다. 따라서 석탄과 함께 염소를 가열하여 이산화탄소를 얻을 수 있는 사람은 아무도 없습니다(고온에서는 이를 함유한 많은 화합물에서 산소를 "제거"합니다). Humphry Davy, Joseph Louis Gay-Lussac 및 Louis Jacques Thenar가 유사한 실험을 수행한 결과 염소가 산소를 포함하지 않으며 단순한 물질이라는 것이 분명해졌습니다. 염소와 수소의 반응에서 가스의 정량적 비율을 분석한 Gay-Lussac의 실험에서도 동일한 결론이 나왔습니다.

1811년에 데이비는 새로운 원소에 그리스어에서 유래한 "염소"라는 이름을 제안했습니다. "클로로스" - 황록색. 이것이 바로 염소의 색입니다. 같은 어근은 "엽록소"(그리스어 "클로로스"와 "필론"-잎에서 유래)라는 단어에 있습니다. 1년 후 Gay-Lussac은 이름을 "염소"로 "단축"했습니다. 그러나 여전히 영국인과 미국인은 이 원소를 "염소"라고 부르고, 프랑스인은 이를 염소라고 부릅니다. 거의 19세기 전체에 걸쳐 화학의 "입법자"였던 독일인들도 약칭을 채택했습니다. (독일어로 염소는 Chlor입니다.) 1811년 독일 물리학자 요한 슈바이거(Johann Schweiger)는 염소에 대해 "할로겐"이라는 이름을 제안했습니다(그리스어 "hals" - 소금 및 "gennao" - 출산). 결과적으로 이 용어는 염소뿐만 아니라 일곱 번째 그룹의 모든 유사체(불소, 브롬, 요오드, 아스타틴)에도 지정되었습니다.

염소 대기에서 수소 연소에 대한 시연은 흥미롭습니다. 때로는 실험 중에 특이한 현상이 나타납니다. 부작용: 윙윙거리는 소리가 납니다. 대부분의 경우, 수소가 공급되는 얇은 튜브가 염소로 채워진 원뿔 모양의 용기로 내려갈 때 화염이 윙윙 거립니다. 구형 플라스크의 경우에도 마찬가지이지만 원통형 플라스크에서는 불꽃이 일반적으로 윙윙거리지 않습니다. 이 현상을 '노래하는 불꽃'이라고 불렀습니다.

수용액에서 염소는 물과 부분적으로 그리고 다소 느리게 반응합니다. 25°C에서 평형: Cl 2 + H 2 O HClO + HCl이 2일 이내에 확립됩니다. 차아염소산은 빛에서 분해됩니다: HClO ® HCl + O. 표백 효과가 있는 것은 원자 산소입니다(절대 건조 염소에는 이러한 능력이 없습니다).

화합물의 염소는 –1에서 +7까지의 모든 산화 상태를 나타낼 수 있습니다. 산소와 함께 염소는 수많은 산화물을 형성합니다. 순수한 형태불안정하고 폭발성: Cl 2 O - 노란색-주황색 가스, ClO 2 - 노란색 가스(9.7 o C 미만 - 밝은 빨간색 액체), 염소 과염소산염 Cl 2 O 4 (ClO–ClO 3, 밝은 노란색 액체), Cl 2 O 6 (O 2 Cl–O–ClO 3, 밝은 빨간색 액체), Cl 2 O 7 – 무색의 매우 폭발성이 높은 액체. 저온에서는 불안정한 산화물 Cl 2 O 3 및 ClO 3가 얻어졌습니다. ClO 2 산화물은 다음에서 생성됩니다. 산업 규모염소 대신 펄프 표백, 식수 소독 등에 사용됩니다. 폐수. 다른 할로겐과 함께 염소는 ClF, ClF 3, ClF 5, BrCl, ICl, ICl 3와 같은 소위 할로겐간 화합물을 형성합니다.

양성 산화 상태를 갖는 염소 및 그 화합물은 강력한 산화제입니다. 1822년 독일의 화학자 레오폴드 그멜린(Leopold Gmelin)은 염소(2K 4 + Cl 2 ® K 3 + 2KCl)로 산화하여 황혈염에서 붉은 소금을 얻었습니다. 염소는 브롬화물과 염화물을 쉽게 산화시켜 브롬과 요오드를 유리 형태로 방출합니다.

다양한 산화 상태의 염소는 여러 가지 산을 형성합니다: HCl - 염산(염산, 염 - 염화물), HClO - 차아염소산(염 - 차아염소산염), HClO 2 - 염소(염 - 아염소산염), HClO 3 - 차아염소산(염 - 염소산염) , HClO 4 – 염소(염 – 과염소산염). 산소산 중에서 과염소산만이 순수한 형태로 안정합니다. 산소산 염 중에서 차아염소산염은 실제 사용되는 아염소산나트륨 NaClO 2 - 직물 표백용, 소형 불꽃 산소 공급원(“산소 양초”) 제조용, 염소산 칼륨(Bertholometa 염), 칼슘 및 마그네슘(용) 해충 방제 농업, 불꽃 구성 요소 및 폭발물의 구성 요소, 성냥 생산 시), 과염소산염 - 폭발물 및 불꽃 구성 요소의 구성 요소; 과염소산암모늄은 고체 로켓 연료의 구성 요소입니다.

염소는 많은 유기 화합물과 반응합니다. 이는 이중 및 삼중 탄소-탄소 결합(아세틸렌과의 반응이 폭발적으로 발생함)을 갖는 불포화 화합물과 빛 속에서 벤젠에 빠르게 부착됩니다. 특정 조건에서 염소는 유기 화합물(R–H + Cl 2 ® RCl + HCl)의 수소 원자를 대체할 수 있습니다. 이 반응은 유기화학의 역사에서 중요한 역할을 했습니다. 1840년대 프랑스 화학자 장 바티스트 뒤마(Jean Baptiste Dumas)는 염소가 아세트산과 반응할 때 그 반응이 놀라울 정도로 쉽게 일어난다는 것을 발견했습니다.

CH 3 COOH + Cl 2 ® CH 2 ClCOOH + HCl. 과량의 염소로 인해 삼염화 아세트산 CCl 3 COOH가 형성됩니다. 그러나 많은 화학자들은 Dumas의 연구를 불신했습니다. 실제로 당시 일반적으로 받아들여졌던 베르셀리우스(Berzelius)의 이론에 따르면, 양전하를 띤 수소 원자는 음전하를 띤 염소 원자로 대체될 수 없었습니다. 이 의견은 당시 Friedrich Wöhler, Justus Liebig 및 Berzelius 자신을 포함한 많은 뛰어난 화학자들에 의해 유지되었습니다.

Dumas를 조롱하기 위해 Wöhler는 특정 S. Windler(Schwindler - 독일어로 사기꾼)를 대신하여 Dumas가 발견한 것으로 알려진 반응의 새로운 성공적인 적용에 관한 기사를 친구 Liebig에게 넘겼습니다. 기사에서 Wöhler는 망간 아세테이트 Mn(CH 3 COO) 2에서 원자가에 따라 모든 원소를 염소로 대체하여 염소로만 구성된 노란색 결정질 물질을 생성하는 방법에 대해 명백한 조롱으로 썼습니다. 또한 영국에서는 유기 화합물의 모든 원자를 염소 원자로 연속적으로 대체함으로써 일반 직물이 염소 직물로 전환되며 동시에 사물은 원래의 직물을 유지한다고 합니다. 모습. 각주에는 런던 상점에서 염소만으로 구성된 물질이 활발하게 거래되고 있다고 명시되어 있습니다. 이 물질은 잠옷과 따뜻한 속옷에 매우 좋기 때문입니다.

염소와 유기 화합물의 반응은 널리 사용되는 용매인 염화메틸렌 CH 2 Cl 2, 클로로포름 CHCl 3, 사염화탄소 CCl 4, 트리클로로에틸렌 CHCl=CCl 2, 테트라클로로에틸렌 C 2 Cl 4 등 많은 유기염소 생성물을 형성합니다. . 습기가 있는 경우 염소는 식물의 녹색 잎과 많은 염료를 변색시킵니다. 이것은 18세기에도 사용되었습니다. 표백용 직물.

유독가스로서의 염소.

염소를 투여받은 Scheele는 매우 불쾌하고 강한 냄새, 호흡 곤란 및 기침을 지적했습니다. 나중에 알아낸 바와 같이 공기 1리터에 이 가스가 0.005mg만 포함되어 있어도 사람은 염소 냄새를 맡으며 동시에 이미 호흡기에 자극 효과를 주어 호흡기 점막 세포를 파괴합니다. 기관과 폐. 0.012mg/l의 농도는 견디기가 어렵습니다. 염소 농도가 0.1mg/l를 초과하면 생명을 위협하게 됩니다. 호흡이 빨라지고 경련이 발생하며 점차 드물어지며 5~25분 후에 호흡이 중단됩니다. 공기 중 최대 허용 산업 기업농도는 0.001 mg/l로 간주되며 주거 지역의 공기에서는 0.00003 mg/l로 간주됩니다.

1790년 Scheele의 실험을 반복한 상트페테르부르크 학자 Toviy Egorovich Lovitz는 실수로 상당한 양의 염소를 공기 중으로 방출했습니다. 이를 흡입한 뒤 의식을 잃고 쓰러졌고, 이후 8일 동안 극심한 가슴 통증을 겪었다. 다행히 그는 회복되었습니다. 영국의 유명한 화학자 데이비는 염소 중독으로 거의 죽을 뻔했습니다. 소량의 염소를 사용하는 실험은 심각한 폐 손상을 일으킬 수 있으므로 위험합니다. 독일의 화학자 Egon Wiberg는 염소에 관한 강의 중 하나를 다음과 같은 말로 시작했다고 합니다. “염소는 유독 가스입니다. 다음 시연 중에 제가 중독되면 신선한 공기가 있는 곳으로 데리고 나가주세요. 하지만 아쉽게도 강의는 중단되어야 할 것 같습니다.” 많은 양의 염소를 공기 중으로 방출하면 정말 재앙이 됩니다. 이것은 제1차 세계대전 당시 영국-프랑스 군대가 경험한 것입니다. 1915년 4월 22일 아침, 독일군 사령부는 전쟁 역사상 최초의 가스 공격을 수행하기로 결정했습니다. 바람이 적을 향해 불었을 때 벨기에 마을 이프레스 근처 전선의 작은 6km 구간에서였습니다. , 각각 30kg의 액체 염소를 담고 있는 5,730개 실린더의 밸브가 동시에 열렸습니다. 5분 안에 거대한 황록색 구름이 형성되었고, 이는 독일 참호에서 연합군 쪽으로 천천히 이동했습니다. 영국군과 프랑스군은 완전히 무방비 상태였습니다. 가스는 균열을 통해 모든 대피소로 침투했으며 탈출구가 없었습니다. 결국 방독면은 아직 발명되지 않았습니다. 그 결과 15,000명이 중독되었고, 그 중 5,000명이 사망했습니다. 한 달 후인 5월 31일, 독일군은 다시 가스 공격을 가했습니다. 동부 전선- 러시아군을 상대로. 이것은 폴란드 볼리모바(Bolimova) 시 근처에서 일어났습니다. 12km 전방에서 264톤의 염소 혼합물과 훨씬 더 독성이 강한 포스겐(염화산)이 12,000개의 실린더에서 방출되었습니다. 탄산 COCl 2). 짜르 사령부는 이프르에서 무슨 일이 일어났는지 알고 있었지만, 러시아 병사들은 방어 수단이 전혀 없었습니다! 가스 공격으로 인한 손실은 9,146명에 달했으며, 그 중 소총과 포격으로 인해 108명만 피해를 입었고 나머지는 중독되었습니다. 동시에 1,183명이 거의 즉시 사망했습니다.

곧 화학자들은 염소에서 탈출하는 방법을 보여주었습니다. 티오황산나트륨 용액에 적신 거즈 붕대를 통해 숨을 쉬어야 합니다(이 물질은 사진에 사용되며 종종 차아황산염이라고 함). 염소는 티오황산염 용액과 매우 빠르게 반응하여 산화시킵니다.

Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O ® 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl. 물론 황산도 무해한 물질은 아니지만 희석된 수용액은 유독한 염소보다 훨씬 덜 위험합니다. 따라서 그 당시 티오황산염에는 "염소제"라는 또 다른 이름이 있었지만 최초의 티오황산염 방독면은 그다지 효과적이지 않았습니다.

1916년에 러시아의 화학자이자 미래의 학자인 Nikolai Dmitrievich Zelinsky는 독성 물질이 층에 유지되는 정말 효과적인 방독면을 발명했습니다. 활성탄. 표면이 매우 발달된 석탄은 차아황산염에 담근 거즈보다 훨씬 더 많은 염소를 보유할 수 있습니다. 다행히도 '염소 공격'은 역사상 비극적인 사건으로만 남았습니다. 제1차 세계대전 이후 염소에게는 평화로운 직업만이 남았습니다.

염소 사용.

매년 전 세계적으로 수천만 톤에 달하는 엄청난 양의 염소가 생산됩니다. 20세기 말까지 미국에서만 가능했습니다. 전기분해를 통해 연간 약 1200만톤의 염소가 생산됐다. 화학 생산). 그 중 대부분(최대 50%)은 용매, 합성 고무, 폴리염화비닐 및 기타 플라스틱, 클로로프렌 고무, 살충제 등을 생산하기 위해 유기 화합물의 염소화에 사용됩니다. 약, 기타 많은 필수 및 건강한 제품. 나머지는 무기 염화물 합성, 목재 펄프 표백을 위한 펄프 및 제지 산업, 수질 정화에 사용됩니다. 비교적으로 소량염소는 야금 산업에서 사용됩니다. 그것의 도움으로 티타늄, 주석, 탄탈륨, 니오브와 같은 매우 순수한 금속이 얻어집니다. 염소에 수소를 태워 염화수소를 얻고, 이로부터 염산을 얻는다. 염소는 표백제(차아염소산염, 표백제) 생산과 염소 처리를 통한 물 소독에도 사용됩니다.

일리아 린슨

쿠즈바스 주립 기술대학교

교과 과정

BJD의 주제

긴급화학위험물질로서 염소의 특성

케메로보-2009

소개

1. 유해화학물질의 특성(업무에 따라)

2. 사고예방, 유해물질로부터의 보호방법

3. 과제

4. 화학적 상황 계산(지정된 작업에 따라)

결론

문학

소개

전체적으로 러시아에는 상당량의 위험 물질을 보유하고 있는 경제 시설이 3,300개 있습니다. 약. 그 중 35% 이상이 합창단 예비역을 보유하고 있습니다.

염소 (lat. Chlorum), Cl - 멘델레예프 주기율표 VII 족의 화학 원소, 원자 번호 17, 원자 질량 35.453; 할로겐 계열에 속합니다.

염소는 염소화에도 사용됩니다. 네크오토 리크티타늄, 니오븀, 지르코늄 등의 목적과 매력을 위한 광석.

중독염소는 화학, 펄프 및 제지, 섬유, 제약 산업에서 사용 가능합니다. 염소는 눈과 호흡기의 점막을 자극합니다. 1차 염증 변화에는 대개 2차 감염이 동반됩니다. 급성 중독은 거의 즉시 발생합니다. 중농도 및 저농도 염소를 흡입하면 가슴이 답답함과 통증, 마른 기침, 빠른 호흡, 눈의 통증, 눈물, 혈중 백혈구 수치 증가, 체온 등이 나타납니다. 기관지 폐렴, 독성 폐부종 가능성 , 우울한 상태, 경련. 가벼운 경우에는 3~7일 이내에 회복됩니다. 장기적인 결과로 상부 호흡 기관의 카타르, 재발성 기관지염 및 폐렴이 관찰됩니다. 폐결핵의 활성화 가능성. 소량의 염소를 장기간 흡입하면 유사하지만 천천히 진행되는 질병 형태가 관찰됩니다. 중독방지, 생산시설 및 장비의 밀봉, 효과적인 환기, 필요시 방독면 착용 생산 시설 및 부지 공기 중 최대 허용 염소 농도는 1 mg/m 3 입니다. 염소, 표백제 및 기타 염소 함유 화합물의 생산은 위험한 작업 조건의 생산으로 분류됩니다.

염소의 물리적 특성, 즉 염소의 밀도, 열전도도, 비열 용량 및 동적 점도가 고려됩니다. 다른 온도. Cl 2의 물리적 특성은 이 할로겐의 액체, 고체 및 기체 상태에 대한 표 형식으로 표시됩니다.

염소의 기본 물리적 특성

염소는 주기율표 17번의 세 번째 주기의 VII족에 속합니다. 할로겐의 하위 그룹에 속하며 상대 원자 질량과 분자 질량은 각각 35.453과 70.906입니다. -30°C 이상의 온도에서 염소는 특유의 강하고 자극적인 냄새가 나는 녹황색 가스입니다. -34 ° C로 냉각되면 상압 (1.013 · 10 5 Pa)에서 쉽게 액화되며 투명한 액체호박색을 띠고 -101°C에서 경화됩니다.

화학적 활성이 높기 때문에 유리 염소는 자연에서 발생하지 않고 화합물 형태로만 존재합니다. 주로 광물 암염()에서 발견되며 실바이트(KCl), 카르날라이트(KCl MgCl 2 6H 2 O) 및 실비나이트(KCl NaCl)와 같은 광물의 일부이기도 합니다. 지각의 염소 함량은 지각의 총 원자 수의 0.02%에 접근하며, 75.77% 35 Cl 및 24.23% 37 Cl의 백분율 비율로 두 동위원소 35 Cl 및 37 Cl의 형태로 발견됩니다. .

염소의 물리적 특성 - 주요 지표 표

재산	의미
녹는점, °C	-100,5
끓는점, °C	-30,04
임계 온도, °C	144
임계 압력, Pa	77.1 10 5
임계 밀도, kg/m 3	573
가스 밀도(0°C 및 1.013 · 10 5 Pa에서), kg/m 3	3,214
포화 증기 밀도(0°C 및 3.664 · 10 5 Pa에서), kg/m 3	12,08
액체 염소의 밀도(0°C 및 3.664 · 10 5 Pa에서), kg/m 3	1468
액체 염소의 밀도(15.6°C 및 6.08 · 10 5 Pa), kg/m 3	1422
고체 염소의 밀도(-102°C에서), kg/m 3	1900
공기 중 가스의 상대 밀도(0°C 및 1.013 10 5 Pa)	2,482
공기 중 포화 증기의 상대 밀도(0°C 및 3.664 · 10 5 Pa)	9,337
0°C에서의 액체 염소의 상대 밀도(4°C의 물에 대한 상대 밀도)	1,468
가스의 비체적(0°C 및 1.013 · 10 5 Pa에서), m 3 /kg	0,3116
포화 증기의 비체적(0°C 및 3.664 · 10 5 Pa에서), m 3 /kg	0,0828
액체 염소의 비체적(0°C 및 3.664 · 10 5 Pa에서), m 3 /kg	0,00068
0°C에서의 염소 증기압, Pa	3.664 10 5
20°C, 10 -3 Pa s에서 가스의 동적 점도	0,013
20°C, 10 -3 Pa s에서 액체 염소의 동적 점도	0,345
고체 염소의 융해열(용융점), kJ/kg	90,3
증발열(끓는점), kJ/kg	288
승화열(용융점), kJ/mol	29,16
가스의 몰 열용량 C p (-73…5727°C에서), J/(mol K)	31,7…40,6
액체 염소의 몰 열용량 C p(-101…-34°C에서), J/(mol K)	67,1…65,7
0°C에서의 가스 열전도 계수, W/(m·K)	0,008
30°C에서 액체 염소의 열전도 계수, W/(m·K)	0,62
가스 엔탈피, kJ/kg	1,377
포화 증기 엔탈피, kJ/kg	1,306
액체 염소 엔탈피, kJ/kg	0,879
14°C에서의 굴절률	1,367
-70°С에서의 전기 전도성, S/m	10 -18
전자 친화력, kJ/mol	357
이온화 에너지, kJ/mol	1260

염소 밀도

정상적인 조건에서 염소는 밀도가 약 2.5배 더 높은 무거운 가스입니다. 기체 및 액체 염소의 밀도 정상 조건(0°C)에서 각각 3.214 및 1468kg/m3입니다.. 액체 또는 기체 염소를 가열하면 열팽창으로 인한 부피 증가로 인해 밀도가 감소합니다.

염소 가스의 밀도

표는 다양한 온도(-30 ~ 140°C 범위)와 일반 대기압(1.013·10 5 Pa)에서 기체 상태의 염소 밀도를 보여줍니다. 염소의 밀도는 온도에 따라 변합니다. 가열하면 감소합니다. 예를 들어, 20°C에서 염소의 밀도는 2.985kg/m3입니다., 이 가스의 온도가 100°C로 증가하면 밀도 값은 2.328 kg/m 3 값으로 감소합니다.

다양한 온도에서의 염소 가스 밀도

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

압력이 증가하면 염소의 밀도가 증가합니다.. 아래 표는 -40 ~ 140°C의 온도 범위와 26.6·10 5 ~ 213·10 5 Pa의 압력에서 염소 가스의 밀도를 보여줍니다. 압력이 증가함에 따라 기체 상태의 염소 밀도는 비례적으로 증가합니다. 예를 들어, 10°C 온도에서 염소 압력이 53.2·10 5 Pa에서 106.4·10 5 Pa로 증가하면 이 가스의 밀도가 2배 증가합니다.

다양한 온도와 압력에서 염소 가스의 밀도는 0.26에서 1atm입니다.

↓ t, °С \| 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

다양한 온도와 압력에서 염소 가스의 밀도는 1.31~2.1atm입니다.

↓ t, °С \| 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

액체 염소의 밀도

액체 염소는 상대적으로 좁은 온도 범위에서 존재할 수 있으며 그 경계는 영하 100.5 ~ 영하 144 ° C (즉, 녹는 점에서 임계 온도까지)입니다. 144°C 이상의 온도에서 염소는 어떤 압력에서도 액체 상태로 변하지 않습니다. 이 온도 범위에서 액체 염소의 밀도는 1717~573kg/m3입니다.

다양한 온도에서의 액체 염소 밀도

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

염소의 비열 용량

0~1200°C의 온도 범위와 일반 대기압에서 염소 가스 C p(kJ/(kg K))의 비열 용량은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

여기서 T는 염소의 절대 온도(켈빈 온도)입니다.

정상적인 조건에서 염소의 비열은 471J/(kg·K)이고 가열되면 증가한다는 점에 유의해야 합니다. 500°C 이상의 온도에서는 열용량의 증가가 미미하며, 고온에서 염소의 비열은 사실상 변하지 않습니다.

위의 공식을 이용하여 염소의 비열을 계산한 결과를 표로 나타내었다. (계산오차는 약 1%이다.)

온도에 따른 염소 가스의 비열 용량

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

절대 영도에 가까운 온도에서 염소는 고체 상태이며 비열 용량(19 J/(kg K))이 낮습니다. 고체 Cl 2의 온도가 증가함에 따라 열용량이 증가하여 영하 143°C에서 720 J/(kg K) 값에 도달합니다.

액체 염소의 비열 용량은 섭씨 0~-90도 범위에서 918...949 J/(kg K)입니다. 표는 액체 염소의 비열 용량이 기체 염소의 비열 용량보다 높고 온도가 증가함에 따라 감소한다는 것을 보여줍니다.

염소의 열전도도

표는 -70 ~ 400°C의 온도 범위에서 일반 대기압에서 염소 가스의 열전도 계수 값을 보여줍니다.

정상적인 조건에서 염소의 열전도 계수는 0.0079W/(mdeg)로 동일한 온도 및 압력에서보다 3배 낮습니다. 염소를 가열하면 열전도도가 증가합니다. 따라서 100°C의 온도에서 염소의 이러한 물리적 특성 값은 0.0114 W/(m deg)로 증가합니다.

염소가스의 열전도율

t, °С	λ, W/(m도)	t, °С	λ, W/(m도)
-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

염소 점도

20~500°C 온도 범위에서 염소 기체의 동적 점도 계수는 다음 공식을 사용하여 대략적으로 계산할 수 있습니다.

여기서 θ T는 주어진 온도 T, K에서 염소의 동적 점도 계수입니다.
θ T 0 - 온도 T 0 = 273 K(정상 조건에서)에서 염소의 동적 점도 계수;
C는 서덜랜드 상수(염소 C = 351)입니다.

정상적인 조건에서 염소의 동적 점도는 0.0123·10 -3 Pa·s입니다. 가열하면 이 물리적 특성점도로서 염소는 더 높은 값을 갖습니다.

액체 염소는 기체 염소보다 점도가 훨씬 높습니다. 예를 들어, 20°C의 온도에서 액체 염소의 동적 점도는 0.345·10 -3 Pa·s의 값을 가지며 온도가 증가함에 따라 감소합니다.

출처:

Barkov S. A. 할로겐 및 망간 하위 그룹. D. I. Mendeleev 주기율표의 VII족 요소. 학생들을 위한 매뉴얼입니다. M .: 교육, 1976 - 112 p.
테이블 물리량. 예배 규칙서. 에드. acad. I. K. 키코이나. M .: Atomizdat, 1976-1008 p.
Yakimenko L. M., Pasmanik M. I. 염소, 가성소다 및 기본 염소 제품 생산에 관한 핸드북. 에드. 2위, 당. 및 기타 M .: 화학, 1976 - 440 p.