Опубликовано Оставить комментарий

Хлор как химический элемент таблицы Менделеева

Х Хлор является химическим элементом таблицы Менделеева с атомным номером 17 и условным обозначением Cl. Хлор представляет собой газ желто-зеленого цвета при нормальных атмосферных условиях.

Как был открыт Хлор

Карл Шееле - человек открывший хлор

История такого химичнского элемента как хлор начинается очень давно. Известно, что о каменной соли, которая является соединением натрия и хлора было известно еще в 3 тысячелетии до нашей эры. В тоже время рассол из каменной соли использовался около 8000 лет назад. В какой то период времени каменная соль использовалась в качестве валюты. Есть подтверждения того, что во времена Римской Империи с генералами за услучи расчитывались именно каменной солью. Элементарный хлор впервые был выделен в районе 1200 года с открытием царской водки. Это умозаключение сделано из соображений того, что в это время было открыто расщепление золота царской водкой. Как известно одним из продуктов этой химической реакции является именно газообразный хлор. В то время никто не установил, что образовавшийся желто-зеленый газ является новым химическим веществом.

Этот химический элемент был более подробно изучен только в 1774 году. Шведский химик Карл Вильгельм Шееле получил чистый хлор с помощью химической связи хлороводорода и оксида марганца. Он сделал описание этого газа и описал несколько его свойств. Такими свойствами являются  желто-зеленый цвет, запах похожий на царскую водку, обесцвечивание лакмуса и смертельный исход у насекомых. Он не смог установить хлор как новый химический элемент.

Сегодня большая часть ученого мира приписывает открытие именно Карлу Шееле. Это обосновывается тем, что он назвал этот газ «дефлорированным воздухом» или воздухом из соляной кислоты. В те времена общепринятая химическая теория гласила, что кислота подразумевает собой соединение с кислородом. Поэтому в будующем такие ученые как Клод Бертолле, Джозеф Луи Гей-Люссак и Луи Жак Тенар пытались отделить из этого газа новый химический элемент. Успехом эти эксперименты не закончились. В 1810 году сэр Хэмфри Дэви попробовал сам провести этот эксперимент и сделал заключение что желтовато-зеленый газ является не соединением, а новым химическим элементом.

Где и как добывают Хлор

газообразный хлор

Хлор является одним из важнейших коммерческих химических элементов на нашей планете. Его годовое производство составляет около 90 млн тонн. Способов получения хлора большое множество, но почти все они основываются на электрохимических реакциях. В небольших количествах его можно получить и химическими способами, но для масштабного производства ни один из них не применяется. Хлор является побочным продуктом при производстве таких металлов как натрий и магний.

Исходным материалом для производства хлора электрохимическими методами являются водные растворы хлорида натрия. Различаются только конструктивное исполнение установок для производства. Самым важным моментом является то, чтобы анод на котором образуется хлор был отделен от катода, на котором образуются ионы водорода и гидроксида. Если они будут объединены в сосуде, то при химической реакции будет образовываться взрывоопасная смесь оксигидрохлорид хлора.

На сегодняшний день самым распространенным методом получения хлора является «диафрагменный метод». На установке между электродами находится асбестовая диафрагма, которая пропускает через себя ионы натрия, но оставляет ионы хлора и гидроксида. Этот метод составляет около 49% рынка производства хлора.

Следующим по популярности идет «мембранный процесс». Отличием является то, что вместо асбестовой диафрагмы используется пластиковая мембрана. Доля этого процесса на мировом рынке составляет около 28%.

Ну и заключительным процессом является «процесс амальгамы». Этот процесс используется значительно реже, чем остальные. Доля его рынка составляет около 18% от общего, но отличия тут более существенные. В этом процессе электроды полностью разделены. Для этого используется ртутный катод, который из-за высокого перенапряжения позволяет образовывать натрий вместо водорода, который присутствует в виде амальгамы натрия. Этот метод позволяет получить продукт хорошей чистоты, но он требует больших затрат защитные меры из-за опасности ртути.

Существует еще очень много методов получения хлора, но эти три на сегодняшний день делят большие доли рынка.

Распространенность Хлора

Хлор при температуре -150°C

Хлор является довольно распространенным химическим веществом. Во Вселенной масса его молекул ориентировочно составляет 0,0001% от общей массы. Если рассматривать Землю, то тут его процент содержания еще выше. Из-за его высокой реакционной способности в свободном виде он почти не встречается. В свободном виде его можно встретить только в вулканическом газе и в озоновом слое. Его концентрация даже там очень невелика.

На Земле хлор встречается в основном в виде хлоридов. В пример можно поставить те же хлорид натрия и хлорид магния. По распространенности среди химических элементов он занимает 19 позицию. Многие хлориды хорошо растворяются в воде и поэтому хлор является очень распостраненным элементом в Мировом океане. По предварительным оценкам масса атомов хлора составляет около 2% от общей массы Мирового океана. Самая высокая концентрация хлора среди морей и океанов наблюдается в «Мертвом море». Что же касается хлоросодержащих минералов, то тут самыми популярными являются галит, сильвин, карналлит, бишофит и каинит. Хлоросодержащих минералов известно более 2200 вариаций, но самыми ценными являются галит и сильвин.

Применение Хлора

Хлорированное соединение

Не смотря на широкую распространенность хлора, его применение не очень однозначное. С одной стороны, большая часть добываемого хлора (около 85%) поступает в химическую промышленность. В которой его используют для производства других хлоросодержащих соединений. С другой стороны из хлора создаются более 15000 соединений, которые применяются почти повсеместно. Они затрагивают такие отрасли как медицина, пищевая промышленность, военная промышленность, строительная деятельность и многие другие. Около 63% хлора уходит на производство органических соединений, 18% на производство неорганических соединений, а оставшиеся 19% на отбеливание и дезинфекцию. Если не углубляться, то самыми популярными веществами производимыми из хлора являются винилхлорид, поливинилхлорид(ПВХ), метилхлорид, хлороформ, хлорбензол, гипохлорит натрия и кальция. Последние два (гипохлорит натрия и кальция) используются для дезинфекции помещений. В пример можно поставить бассейны, места общего пользования, а также все помещения больниц и тюрем.

Интересные факты

Холлит - хлоросодержащий минерал

Интересных фактов связанных с таким химическим элементом как хлор достаточно много. Стоит начать с того, что хлор является важным элементом для организма человека. Если быть конкретнее, то он играет важную роль в обмене веществ. Хлор необходим для образования и воспроизведения соляной кислоты в желудке человека, а так же для насосных функций в клетках организма. С другой стороны хлор является токсичным газом, который может нанести значительный вред организму человека. Хлор атакует в первую очередь слизистые оболочки организма, такие как дыхательные пути, глаза и кожу.

Это свойство хлора дало ему применение как химическому оружию. Впервые такое оружие начало применяться в годы Первой Мировой войны. 22 апреля 1915 года Германия применила Бертолит(соединение газообразного хлора) в ходе Второй битвы при Ипре. Последнее доказаное применение было зафиксировано в августе 2013 года вблизи города Дамаск в ходе Сирийской гражданской войны. Некоторые соединения хлора способны останавливать полностью или замедлять разложение живых тканей организмов. Хлор является ключевым элементом при бальзамировании тел людей и животных, которое убирает запах гниющей плоти и замедляет разложение. Это свойство хлора дало начало изготовлению музыкальных инструментов со струнами. Первые струны делались из кишечников домашнего скота в начале XIX века.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *