clor Este un element chimic care este reprezentat de simbolul Cl. Este al doilea dintre halogeni, situat sub fluor și este, de asemenea, al treilea element cel mai electronegativ dintre toate. Numele său derivă din culoarea verde gălbuie, care este mai intensă decât fluorura.
În mod popular, când cineva îți aude numele, primul lucru la care se gândește este produsele de albire a hainelor și apa din piscine. Deși clorul funcționează eficient în astfel de exemple, nu gazul său, ci compușii săi (în special hipocloritul) exercită acțiunea de albire și dezinfectare..
Imaginea de mai sus prezintă un balon rotund cu clor gazos. Densitatea sa este mai mare decât cea a aerului, ceea ce explică de ce rămâne în balon și nu scapă în atmosferă; cum se întâmplă cu alte gaze mai ușoare, ca să spunem heliu sau azot. În această stare, este o substanță foarte toxică, deoarece produce acid clorhidric în plămâni..
De aceea clorul elementar sau gazos nu are multe utilizări, altele decât în unele sinteze. Cu toate acestea, compușii săi, fie ei săruri sau molecule organice clorurate, acoperă un repertoriu bun de utilizări, dincolo de piscine și îmbrăcăminte extrem de albă..
La fel, atomii săi sub formă de anioni clorură se găsesc în corpul nostru, reglând nivelurile de sodiu, calciu și potasiu, precum și în sucul gastric. În caz contrar, aportul de clorură de sodiu ar fi și mai letal.
Clorul este produs prin electroliza saramurii, bogată în clorură de sodiu, un proces industrial în care se obțin și hidroxid de sodiu și hidrogen. Și pentru că mările sunt o sursă aproape inepuizabilă a acestei sări, rezervele potențiale ale acestui element în hidrosferă sunt foarte mari..
Indice articol
Datorită reactivității ridicate a gazului de clor, civilizațiile antice nu i-au suspectat niciodată existența. Cu toate acestea, compușii săi au făcut parte din cultura umanității încă din cele mai vechi timpuri; istoria sa a început legată de sarea comună.
Pe de altă parte, clorul a apărut din erupțiile vulcanice și când cineva a dizolvat aurul în aqua regia; Dar niciuna dintre primele abordări nu a fost suficientă pentru a formula ideea că gazul verde-gălbui este un element sau un compus.
Descoperirea clorului este atribuită chimistului suedez Carl Wilhelm Scheele, care în 1774 a efectuat reacția dintre piroluzitul mineral și acidul clorhidric (pe atunci numit acid muriatic).
Scheele primește creditul deoarece a fost primul om de știință care a studiat proprietățile clorului; deși recunoscut anterior (1630) de Jan Baptist van Helmont.
Experimentele cu care Scheele și-a obținut observațiile sunt interesante: a evaluat acțiunea de albire a clorului asupra petalelor roșiatice și albăstrui ale florilor, precum și a frunzelor plantelor și insectelor care au murit instantaneu..
De asemenea, el a raportat reactivitatea sa ridicată pentru metale, mirosul sufocant și efectul nedorit asupra plămânilor și că, atunci când a fost dizolvat în apă, aciditatea sa a crescut..
Până atunci, chimiștii considerau că orice compus care avea oxigen este un acid; așa că au crezut din greșeală că clorul trebuie să fie un oxid gazos. Așa l-au numit „acid oximuratic” (oxid de acid muriatic), un nume inventat de celebrul chimist francez Antoine Lavoisier.
Apoi, în 1809, Joseph Louis Gay-Lussac și Louis Jacques Thénard au încercat să reducă acest acid cu cărbune; reacție cu care au obținut metale din oxizii lor. În acest fel, au dorit să extragă elementul chimic al presupusului acid oximuratic (pe care l-au numit „aerul defluent de acid muriatic”.
Cu toate acestea, Gay-Lussac și Thénard au eșuat în experimentele lor; dar au avut dreptate să ia în considerare posibilitatea ca gazul galben-verzui să fie un element chimic și nu un compus.
Recunoașterea clorului ca element chimic s-a datorat lui Sir Humphry Davy, care în 1810 a efectuat propriile experimente cu electrozi de carbon și a concluzionat că un astfel de oxid de acid muriatic nu exista..
Și, în plus, Davy a fost cel care a inventat numele „clor” pentru acest element din cuvântul grecesc „chloros”, care înseamnă verde gălbui..
Pe măsură ce au studiat proprietățile chimice ale clorului, mulți dintre compușii săi s-au dovedit a fi salini în natură; prin urmare, l-au numit „halogen”, ceea ce înseamnă sare. Apoi termenul halogen a fost folosit cu celelalte elemente din același grup (F, Br și I).
Michael Faraday a reușit chiar să lichefieze clorul într-un solid care, datorită contaminării cu apă, a format hidratul ClDouăHDouăSAU.
Restul istoriei clorului este legat de proprietățile sale dezinfectante și de albire, până la dezvoltarea procesului industrial de electroliză a saramurii pentru a produce cantități masive de clor..
Este un gaz dens, opac, de culoare verde-gălbuie, cu un miros acrit iritant (o versiune super-îmbunătățită a clorului comercial) și este, de asemenea, extrem de otrăvitor..
17
35,45 u.
Dacă nu se specifică altfel, toate celelalte proprietăți corespund cantităților măsurate pentru clorul molecular, ClDouă.
-34,04 ºC
-101,5 ºC
-În condiții normale, 3,2 g / L
-Chiar la punctul de fierbere, 1,5624 g / ml
Rețineți că clorul lichid este de aproximativ cinci ori mai dens decât gazul său. De asemenea, densitatea vaporilor săi este de 2,49 ori mai mare decât cea a aerului. De aceea, în prima imagine clorul nu tinde să scape din balonul rotund, deoarece fiind mai dens decât aerul, este situat în partea de jos. Această caracteristică îl face un gaz și mai periculos..
6,406 kJ / mol
20,41 kJ / mol
33,95 J / (mol K)
1,46 g / 100 ml la 0 ° C
7,67 atm la 25 ° C. Această presiune este relativ scăzută în comparație cu alte gaze.
3.16 pe scara Pauling.
-Mai întâi: 1251,2 kJ / mol
-Al doilea: 2298 kJ / mol
-În al treilea rând: 3822 kJ / mol
8.9 10-3 W / (mK)
Clorul apare în natură în primul rând ca doi izotopi: 35Cl, cu o abundență de 76% și 37Cl, cu o abundență de 24%. Astfel, greutatea atomică (35,45 u) este o medie a maselor atomice ale acestor doi izotopi, cu procentele de abundență respective..
Toți radioizotopii clorului sunt artificiali, printre care 36Cl este cel mai stabil, cu un timp de înjumătățire de 300.000 de ani.
Clorul poate avea diferite numere sau stări de oxidare atunci când face parte dintr-un compus. Fiind unul dintre cei mai electronegativi atomi din tabelul periodic, are de obicei numere de oxidare negative; cu excepția cazului în care vine peste oxigen sau fluor, în al cărui oxid și respectiv fluoruri, trebuie să „piardă” electroni.
În numerele lor de oxidare se presupune existența sau prezența ionilor cu aceeași magnitudine a sarcinii. Astfel, avem: -1 (Cl-, celebrul anion clorură), +1 (Cl+), +2 (ClDouă+), +3 (Cl3+), +4 (Cl4+), +5 (Cl5+), +6 (Cl6+) și +7 (Cl7+). Dintre toate, -1, +1, +3, +5 și +7 sunt cele mai frecvente găsite în compușii clorurați..
De exemplu, în ClF și ClF3 numerele de oxidare pentru clor sunt +1 (Cl+F-) și +3 (Cl3+F3-). În ClDouăSau, acesta este +1 (ClDouă+SAUDouă-); în timp ce se afla în ClODouă, ClDouăSAU3 și ClDouăSAU7, sunt +4 (Cl4+SAUDouăDouă-), +3 (ClDouă3+SAU3Două-) și +7 (ClDouă7+SAU7Două-).
Pe de altă parte, în toate clorurile, clorul are un număr de oxidare de -1; ca în cazul NaCl (Na+Cl-), unde este valabil să spunem că Cl există- dată fiind natura ionică a acestei sări.
Atomii de clor în starea lor de bază au următoarea configurație electronică:
[Ne] 3sDouă 3p5
Prin urmare, fiecare dintre ei are șapte electroni de valență. Dacă nu sunt supraîncărcați cu energie, vor exista atomi individuali de Cl în spațiu, ca marmura verde. Cu toate acestea, tendința lor naturală este de a forma legături covalente între ele, pentru a-și completa octetii de valență..
Rețineți că cu greu au nevoie de un electron pentru a avea opt electroni de valență, deci formează o singură legătură simplă; acesta este cel care unește doi atomi de Cl pentru a crea molecula de ClDouă (imaginea de sus), Cl-Cl. De aceea clorul în condiții normale și / sau terestre este un gaz molecular; nu monatomic, ca și în cazul gazelor nobile.
Molecula ClDouă este homonucleară și apolară, deci interacțiunile sale intermoleculare sunt guvernate de forțele de împrăștiere de la Londra și de masele sale moleculare. În faza gazoasă, distanța ClDouă-ClDouă este relativ scurt în comparație cu alte gaze care, adăugate la masa sa, îl fac un gaz de trei ori mai dens decât aerul.
Lumina poate excita și promova tranzițiile electronice în interiorul orbitalilor moleculari ai ClDouă; în consecință, apare culoarea sa verde-gălbuie caracteristică. Această culoare se intensifică în stare lichidă și apoi dispare parțial când se solidifică.
Pe măsură ce temperatura scade (-34 ° C), moleculele de ClDouă pierde energia cinetică și distanța ClDouă-ClDouă scade; prin urmare, acestea se unesc și ajung să definească clorul lichid. Același lucru se întâmplă atunci când sistemul este răcit și mai mult (-101 ° C), acum cu moleculele de ClDouă atât de apropiate încât definesc un cristal ortorombic.
Faptul că există cristale de clor indică faptul că forțele lor de dispersie sunt suficient de direcționale pentru a crea un model structural; adică straturi moleculare de ClDouă. Separarea acestor straturi este de așa natură încât structura lor nu se schimbă nici măcar sub o presiune de 64 GPa și nici nu prezintă conducere electrică..
Clorul în starea sa gazoasă nu poate fi găsit nicăieri pe suprafața Pământului, deoarece este foarte reactiv și tinde să formeze cloruri. Aceste cloruri sunt bine difuzate pe scoarța terestră și, în plus, după milioane de ani de a fi spălate de ploi, îmbogățesc mările și oceanele..
Dintre toate clorurile, NaCl al halitei minerale (imaginea superioară) este cel mai comun și abundent; urmat de mineralele silvin, KCl și carnalit, MgClDouăKCI 6HDouăO. Când masele de apă se evaporă datorită acțiunii Soarelui, lasă în urmă lacurile sărate din deșert, din care NaCl poate fi extras direct ca materie primă pentru producerea de clor..
NaCI se dizolvă în apă pentru a produce o saramură (26%), care este supusă electrolizei într-o celulă clor-alcalină. Acolo au loc două jumătăți de reacții în compartimentele anodice și catodice:
2Cl-(ac) => ClDouă(g) + 2e- (Anod)
2HDouăO (l) + 2e- => 2OH-(ac) + HDouă(g) (catod)
Și ecuația globală pentru ambele reacții este:
2NaCI (aq) + 2HDouăO (l) => 2NaOH (aq) + HDouă(g) + ClDouă(g)
Pe măsură ce reacția continuă, ionii de Na+ formate la anod migrează în compartimentul catodic printr-o membrană permeabilă de azbest. Din acest motiv, NaOH se află pe partea dreaptă a ecuației globale. Ambele gaze, ClDouă si HDouă, sunt colectate din anod și respectiv catod.
Imaginea de mai jos ilustrează ceea ce tocmai a fost scris:
Rețineți că concentrația saramurii la sfârșit scade cu 2% (trece de la 24 la 26%), ceea ce înseamnă că o parte din anionii săi Cl- originalele au fost transformate în molecule de ClDouă. În cele din urmă, industrializarea acestui proces a dat o metodă de a produce clor, hidrogen și hidroxid de sodiu.
După cum sa menționat în secțiunea de istorie, clorul gazos poate fi produs prin dizolvarea probelor minerale de piroluzită cu acid clorhidric. Următoarea ecuație chimică arată produsele obținute din reacție:
MnODouă(s) + 4HCI (aq) => MnCIDouă(aq) + 2HDouăO (l) + ClDouă(g)
Aliajele de clor nu există din două motive simple: moleculele lor gazoase nu pot fi prinse între cristalele metalice și sunt, de asemenea, foarte reactive, așa că ar reacționa imediat cu metalele pentru a produce clorurile respective..
Pe de altă parte, nici clorurile nu sunt de dorit, deoarece odată dizolvate în apă exercită un efect salin care favorizează coroziunea aliajelor; și, prin urmare, metalele se dizolvă pentru a forma cloruri metalice. Procesul de coroziune pentru fiecare aliaj este diferit; unele sunt mai susceptibile decât altele.
Prin urmare, clorul nu este deloc un aditiv bun pentru aliaje; nici ca ClDouă nici ca Cl- (și atomii de Cl ar fi foarte reactivi, astfel încât să poată exista chiar).
Deși solubilitatea clorului în apă este scăzută, este suficient să producem acid clorhidric în umiditatea pielii și a ochilor noștri, care ajunge să corodeze țesuturile provocând iritații grave și chiar pierderea vederii..
Și mai rău își respiră vaporii de culoare galben-verzuie, deoarece odată ajuns în plămâni generează din nou acizi și deteriorează țesutul pulmonar. Cu aceasta, persoana întâmpină dureri în gât, tuse și dificultăți de respirație datorate fluidelor formate în plămâni.
Dacă există o scurgere de clor, vă aflați într-o situație deosebit de periculoasă: aerul nu-și poate pur și simplu „mătura” vaporii; rămân acolo până reacționează sau se dispersează încet.
În plus, este un compus foarte oxidant, astfel încât diverse substanțe pot reacționa exploziv cu acesta la cel mai mic contact; la fel ca vata de otel si aluminiu. De aceea, acolo unde este depozitat clorul, trebuie luate toate considerațiile necesare pentru a evita riscurile de incendiu..
În mod ironic, deși clorul gazos este mortal, anionul său clorură nu este toxic; Poate fi consumat (cu măsură), nu arde și nici nu reacționează decât cu fluor și alți reactivi.
Aproximativ 81% din clorul gazos produs anual este utilizat pentru sinteza clorurilor organice și anorganice. În funcție de gradul de covalență al acestor compuși, clorul poate fi găsit ca niște atomi de Cl în molecule organice clorurate (cu legături C-Cl) sau ca ioni Cl- în câteva săruri de clorură (NaCI, CaClDouă, MgClDouă, etc.).
Fiecare dintre acești compuși are propriile aplicații. De exemplu, cloroformul (CHCl3) și clorură de etil (CH3CHDouăCl) sunt solvenți care au ajuns să fie folosiți ca anestezice prin inhalare; diclormetan (CHDouăClDouă) și tetraclorură de carbon (CCl4), între timp, sunt solvenți folosiți pe scară largă în laboratoarele de chimie organică.
Când acești compuși clorurați sunt lichizi, de cele mai multe ori sunt folosiți ca solvenți pentru mediul de reacție organic..
În alți compuși, prezența atomilor de clor reprezintă o creștere a momentului dipol, astfel încât aceștia pot interacționa într-un grad mai mare cu o matrice polară; unul alcătuit din proteine, aminoacizi, acizi nucleici etc., biomolecule. Astfel, clorul are și un rol în sinteza medicamentelor, pesticidelor, insecticidelor, fungicidelor etc..
În ceea ce privește clorurile anorganice, acestea sunt de obicei utilizate ca catalizatori, materie primă pentru obținerea metalelor prin electroliză sau surse de ioni Cl.-.
Clorul gazos sau elementar nu are nici un rol în ființele vii, altul decât distrugerea țesuturilor lor. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că atomii săi nu pot fi găsiți în corp. De exemplu, ioni Cl- sunt foarte abundente în mediul celular și extracelular și contribuie la controlul nivelurilor ionilor de Na+ și CaDouă+, Mai ales.
De asemenea, acidul clorhidric face parte din sucul gastric cu care alimentele sunt digerate în stomac; ionii săi Cl-, în compania lui H3SAU+, definiți pH-ul apropiat de 1 dintre aceste secreții.
Densitatea gazului de clor îl face o substanță mortală atunci când este vărsat sau turnat în spații închise sau deschise. Fiind mai dens decât aerul, un curent al acestuia nu transportă cu ușurință clorul, așa că rămâne o perioadă considerabilă de timp înainte de a se dispersa definitiv.
În Primul Război Mondial, de exemplu, acest clor a fost folosit pe câmpurile de luptă. Odată eliberat, se strecura în tranșee pentru a sufoca soldații și îi obliga să iasă la suprafață..
Soluțiile clorurate, cele în care clorul gazos a fost dizolvat în apă și apoi alcalinizat cu un tampon, au proprietăți dezinfectante excelente, precum și inhibă putrezirea țesuturilor. Au fost folosite pentru a dezinfecta rănile deschise pentru a elimina bacteriile patogene.
Apa din piscină este clorurată exact pentru a elimina bacteriile, microbii și paraziții care pot adăposti în ea. Clorul gazos era folosit în acest scop, însă acțiunea sa este destul de agresivă. În schimb, se utilizează soluții de hipoclorit de sodiu (înălbitor) sau tablete de acid tricloroizocianuric (TCA)..
Cele de mai sus arată că nu este ClDouă cel care exercită acțiunea de dezinfectare, dar HClO, acidul hipoclorit, care produce radicali O care distrug microorganismele.
Foarte similar cu acțiunea sa dezinfectantă, clorul înălbește și materialele, deoarece coloranții responsabili de culori sunt degradați de HClO. Astfel, soluțiile sale clorurate sunt ideale pentru îndepărtarea petelor de pe hainele albe sau pentru albirea pastei de hârtie..
Cel mai important compus de clor dintre toți, care reprezintă aproximativ 19% din restul producției de clor gazos, este clorura de polivinil (PVC). Acest plastic are multiple utilizări. Cu acesta, se realizează conducte de apă, rame de ferestre, învelitori de perete și podea, cabluri electrice, saci IV, paltoane etc..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.