ХЛОР
(лат. Chlorum), C1, хим. элемент
Историческая справка. X. получен впервые
Распространение а приро-д е. X. встречается
Физические и химические свойства. X. имеет
Внешняя электронная конфигурация атома
Химически X. очень активен, непосредственно
Максимальная темп-pa водородно-хлор-ного
С кислородом X. образует окислы: С1 X. в воде гидролиз у ется, образуя хлорноватистую
При взаимодействии аммиака с X. образуется
X. образует с др. галогенами межгалогенные
Получение. X. начали производить в пром-сти
Электролиз с диафрагмой требует меньших
Применение. Одной из важных отраслей хим.
X. применяется также для хлорирования нек-рых
О хлорсодержащих органич. соединениях см.
X. в организме. X. - один из биогенных
М. Я. Школьник.
Отравления X. возможны в хим., цел.-бум.,
Л. А. Каспаров.
Лит.: Якименко Л. М., Производство
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
VII группы периодич. системы Менделеева, ат. н. 17, ат. м. 35,453; относится
к семейству галогенов. При нормальных условиях (0°С, 0,1 Мн/м2,
или
1 кгс/см2) жёлто-зелёный газ с резким раздражающим запахом.
Природный X. состоит из двух стабильных изотопов: 35С1 (75,77%)
и 37С1 (24,23%). Искусственно получены радиоактивные изотопы
с массовыми числами 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 и периодами полураспада
(T1/
лет; 37,3, 55,5 и 1,4 мин. 36С1 и 38С1 используются
как изотопные индикаторы.
в 1774 К. Шееле взаимодействием соляной к-ты с пиролюзитом МпО
его chlorine (от греч. chlords - жёлто-зелёный). В 1813 Ж. Л. Гей-Люссак
предложил
для этого элемента назв. X.
в природе только в виде соединений. Среднее содержание X. в земной коре
(кларк) 1,7-102% по массе, в кислых изверженных породах- гранитах
и др. 2,4-102, в основных и ультраосновных 5-103.
Осн. роль в истории X. в земной коре играет водная миграция. В виде иона
С1 он содержится в Мировом океане (1,93%), подземных рассолах и соляных
озёрах. Число собственных минералов (преим. хлоридов природных) 97,
гл. из них галит NaCl (см. Каменная соль). Известны также крупные
месторождения хлоридов калия и магния и смешанных хлоридов: сильвин
КС1,
сильвинит
(Na,K)Cl,
карналит KCl*MgCl
KCl-MgSO
коры.
t
X. при темп-ре кипения 1,557 г/см3; твёрдого X. при -
102°С 1,9 г/см3. Давление насыщенных паров X. при 0°С
0,369; при 25°С 0,772; при 100°С 3,814 Мн/м2 или соответственно
3,69; 7,72; 38,14кгс/сл2. Теплота плавления 90,3 кдж/кг (21,5
кал/г);
теплота
испарения 288 кдж/кг (68,8 кал/г); теплоёмкость газа при
постоянном давлении 0,48 кдж/(кг*К) [0,11 кал/(г*°С)].
Критич.
константы X.: темп-pa 144°С, давление 7,72 Мн/м2(77,2
кгс/см2),
плотность
573 г/л, удельный объём 1,745•10-3 л/г. Растворимость (в г/л)
X. при парциальном давлении 0,1 Мн/м2,
или 1
кгс/см2,
в воде 14,8 (0°С), 5,8 (30°С), 2,8 (70°С); в растворе 300 г/л NaCl
1,42 (30°С), 0,64 (70°С). Ниже 9,6°С в водных растворах образуются гидраты
X. переменного состава С1
на X. и воду. X. хорошо растворяется в TiCl
1000 К равна 2,07*10-4 %, при 2500 К 0,909%.
Cl 3s2 Зр5. В соответствии с этим X. в соединениях
проявляет степени окис-ления- 1,+ 1, + 3, + 4, + 5 -4-6 и +7. Ко-валентный
радиус атома 0,99А, ионный радиус Cl- 1.82А, сродство атома
X. к электрону 3,65 эв, энергия ионизации 12,97эв.
соединяется почти со всеми металлами (с нек-рыми только в присутствии влаги
или при нагревании) и с неметаллами (кроме углерода, азота, кислорода,
инертных газов), образуя соответствующие хлориды, вступает в реакцию
со мн. соединениями, замещает водород в предельных углеводородах и присоединяется
к ненасыщенным соединениям. X. вытесняет бром и иод из их соединений с
водородом и металлами; из соединений X. с этими элементами он вытесняется
фтором. Щелочные металлы в присутствии следов влаги взаимодействуют с X.
с воспламенением, большинство металлов реагирует с сухим X. только при
нагревании. Сталь, а также нек-рые металлы стойки в атмосфере сухого X.
в условиях невысоких темп-р, поэтому их используют для изготовления аппаратуры
и хранилищ для сухого X. Фосфор воспламеняется в атмосфере X., образуя
РС1
пламенем с образованием хлористого водорода (это цепная реакция).
пламени 2200°С. Смеси X. с водородом, содержащие от 5,8 до 88,5% Н
(соли хлорноватистой кислоты), хлориты, хлораты и перхлораты. Все
кислородные соединения хлора образуют взрывоопасные смеси с легко окисляющимися
веществами. Окислы X. малостойки и могут самопроизвольно взрываться, гипохлориты
при хранении медленно разлагаются, хлораты и перхлораты могут взрываться
под влиянием инициаторов.
и соляную к-ты: С1
хлорировании водных растворов щелочей на холоду образуются гипохлориты
и хлориды: 2NaOH + C1
известь.
трёххлористый азот (см. Хлориды азота). При хлорировании органич.
соединений X. либо замещает
личные хлорсодержащие органич. соединения
(см. Хлорирование).
соединения. Фториды C1F, C1F
в 1785 взаимодействием соляной к-ты с двуокисью марганца или пиролюзитом.
В 1867 англ, химик Г. Ди-кон разработал способ получения X. окислением
НСl кислородом воздуха в присутствии катализатора. С кон. 19 - нач. 20
вв. X. получают электролизом водных растворов хлоридов щелочных металлов.
По этим методам в 70-х гг. 20 в. производится 90-95% X. в мире. Небольшие
кол-ва X. получаются попутно при произ-ве магния, кальция, натрия и лития
электролизом расплавленных хлоридов. В 1975 мировое произ-во X. составляло
ок. 25 млн. т. Применяются два осн. метода электролиза водных растворов
NaCl: 1) в электролизёрах с твёрдым катодом и пористой фильтрующей диафрагмой;
2) в электролизёрах с ртутным катодом. По обоим методам на графитовом или
окисном титано-рутение-вом аноде выделяется газообразный X. По первому
методу на катоде выделяется водород и образуется раствор NaOH и NaCl, из
к-рого последующей переработкой выделяют товарную каустич. соду. По второму
методу на катоде образуется амальгама натрия, при её разложении чистой
водой в отдельном аппарате получаются раствор NaOH, водород и чистая ртуть,
к-рая вновь идёт в производство. Оба метода дают на 1 т X. 1,125
га NaOH.
капиталовложений для организации произ-ва X., даёт более дешёвый NaOH.
Метод с ртутным катодом позволяет получать очень чистый NaOH, но потери
ртути загрязняют окружающую среду. В 1970 по методу с ртутным катодом производилось
62,2% мировой выработки X., с твёрдым катодом 33,6% и пр. способами 4,2%.
После 1970 начали применять электролиз с твёрдым катодом и ионообменной
мембраной, позволяющий получать чистый NaOH без использования ртути.
пром-сти является хлорная пром-сть. Осн. количества X. перерабатываются
на месте его произ-ва в хлорсодержащие соединения. Хранят и перевозят X.
в жидком виде в баллонах, бочках, ж.-д. цистернах или в специально оборудованных
судах. Для индустриальных стран характерно следующее примерное потребление
X.: на произ-во хлорсодержа-щих органич. соединений - 60-75%; неорганич.
соединений, содержащих X., -10-20%; на отбелку целлюлозы и тканей- 5-15%;
на санитарные нужды и хлорирование воды - 2-6% от общей выработки.
руд с целью извлечения титана, ниобия, циркония и др.
Винилхлорид,
Хлоропрен, Ви-нилиденхлорид, Четырёххлористый углерод, Хлороформ, Метиленхлорид,Тет-рахлорэтан,
Трихлорэтилен, Хлорбензол и др. О хлорсодержащих неорганич. соединениях
см. Соляная кислота. Натрия хлорид. Калия хлорид, Кальция хлорид, Хлора
окислы, Хлорная известь и др. Л. М. Якименко.
элементов, постоянный компонент тканей растений и животных. Содержание
X. в растениях (много X. в галофитах) - от тысячных долей процента
до целых процентов, у животных -десятые и сотые доли процента. Суточная
потребность взрослого человека в X. (2-4 г) покрывается за счёт
пищевых продуктов. С пищей X. поступает обычно в избытке в виде хлорида
натрия и хлорида калия. Особенно богаты X. хлеб, мясные и молочные продукты.
В организме животных X. - осн. осмотически активное вещество плазмы крови,
лимфы, спинномозговой жидкости и нек-рых тканей. Играет роль в водно-солевом
обмене, способствуя удержанию тканями воды. Регуляция кислотно-щелочного
равновесия в тканях осуществляется наряду с др. процессами путём изменения
в распределении X. между кровью и др. тканями. X. участвует в энергетич.
обмене у растений, активируя как окислительное фосфорилирование, так
и фотофосфорилирование. X. положительно влияет на поглощение корнями кислорода.
X. необходим для образования кислорода в процессе фотосинтеза изолированными
хлоропластами.
В
состав большинства питательных сред для искусственного культивирования
растении X. не входит. Возможно, для развития растений достаточны весьма
малые концентрации X.
текст., фармацевтич. пром-сти и др. X. раздражает слизистые оболочки глаз
и дыхат. путей. К первичным воспалительным изменениям обычно присоединяется
вторичная инфекция. Острое отравление развивается почти немедленно. При
вдыхании ср. и низких концентраций X. отмечаются стеснение и боль в груди,
сухой кашель, учащённое дыхание, резь в глазах, слезотечение, повышение
содержания лейкоцитов в крови, темп-ры тела и т. п. Возможны бронхопневмония,
токсич. отёк лёгких, депрессивные состояния, судороги. В лёгких случаях
выздоровление наступает через 3-7 сут. Как отдалённые последствия
наблюдаются катары верхних дыхательных путей, рецидивирующий бронхит, пневмосклероз
и др.; возможна активизация туберкулёза лёгких. При длит, вдыхании небольших
концентрации X. наблюдаются аналогичные, но медленно развивающиеся формы
заболевания. Профилактика отравлений: герметизация производств, оборудования,
эффективная вентиляция, при необходимости использование противогаза. Предельно
допустимая концентрация X. в воздухе производств, помещений 1 мг!м3.
Произ-во
X., хлорной извести и др. хлорсодержащих соединений относится к проиэ-вам
с вредными условиями труда, где по сов. законодательству ограничено применение
труда женщин и несовершеннолетних.
хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов, М., 1974; Некрасов
Б. В., Основы общей химии, 3 изд., [т.] 1, М., 1973; Вредные вещества в
промышленности, под ред. Н. В. Лазарева, 6 изд., т. 2, Л., 1971; Comprehensive
inorganic chemistry, ed. J. С. Bailar [a. o.], v. 1 - 5, Oxf.- [a. o.],
1973.