Cloro: una caratteristica delle proprietà chimiche e fisiche

Indipendentemente dal modo in cui trattiamo i servizi igienici pubblici, la natura impone le proprie regole e noi dobbiamo partecipare a loro. Oltre agli odori naturali (per questo posto), un'altra fragranza familiare è la candeggina usata per disinfettare la stanza. Ha ricevuto il suo nome a causa del principio attivo principale in esso - Cl. Facci sapere di questo elemento chimico e delle sue proprietà, oltre a dare una caratteristica del cloro sulla posizione nel sistema periodico.

Come è stato aperto questo articolo

Il primo composto contenente cloro (HCl) fu sintetizzato nel 1772 da un prete britannico Di Joseph Priestley.

Dopo 2 anni, il suo omologo svedese Karl Scheele è stato in grado di descrivere il modo in cui Cl viene estratto usando la reazione tra acido cloridrico e diossido di manganese. Tuttavia, questo chimico non ha capito che un nuovo elemento chimico è stato sintetizzato come risultato.

Quasi 40 anni ci sono voluti scienziati per imparare come estrarre il cloro nella pratica. Questo fu fatto prima dal britannico Humphry Davy nel 1811. Allo stesso tempo, usò una reazione diversa rispetto ai suoi teorici precedenti. Davy utilizza l'elettrolisi decomposta in componenti di NaCl (noto per la maggior parte come sale da cucina).

Dopo aver studiato la sostanza, il chimico britannico si rese conto che è elementare. Dopo questa scoperta, Davy non solo lo chiamò cloro (cloro), ma fu in grado di caratterizzare il cloro, sebbene fosse molto primitivo.

Il cloro è diventato cloro (cloro) grazie a Joseph Gay-Lussac, e come tale esiste oggi in francese, tedesco, russo, bielorusso, ucraino, ceco, bulgaro e in alcune altre lingue. In inglese fino ad oggi è usato il nome "cloro", e in italiano e spagnolo "chloro".

L'elemento in questione fu descritto più dettagliatamente da Jens Berzelius nel 1826. Fu lui a poter determinare la sua massa atomica.

Cos'è il cloro (Cl)

Dopo aver considerato la storia della scoperta di questo elemento chimico, vale la pena di saperne di più.

Il nome cloro deriva dalla parola greca χλωρός ("verde"). È stato dato a causa del colore giallastro-verdastro della sostanza

Il cloro esiste indipendentemente come un gas biatomico Cl _2, tuttavia, in questa forma in natura, praticamente non si verifica. Più spesso appare in varie connessioni.

Oltre all'ombra distintiva, il cloro ha un odore dolce-pungente. È una sostanza molto velenosa, quindi, se viene rilasciata nell'aria e inalata da un essere umano o animale, può portare alla morte entro pochi minuti (dipende dalla concentrazione di Cl).

Poiché il cloro è quasi 2,5 volte più pesante dell'aria, sarà sempre al di sotto di esso, cioè vicino al terreno stesso. Per questo motivo, se si sospetta la presenza di Cl, si dovrebbe salire più in alto possibile, poiché ci sarà una minore concentrazione di questo gas.

Inoltre, a differenza di altre sostanze tossiche, i prodotti contenenti cloro hanno un colore caratteristico, che può consentire loro di identificare visivamente e agire. La maggior parte delle maschere antigas standard aiutano a proteggere gli organi respiratori e le mucose da Cl. Tuttavia, per una sicurezza completa, è necessario prendere misure più serie, compresa la neutralizzazione delle sostanze tossiche.

Vale la pena notare che l'uso del cloro da parte dei tedeschi come gas tossico nel 1915 ha iniziato la storia delle armi chimiche. A seguito dell'uso di quasi 200 tonnellate di sostanza, 15.000 persone sono state avvelenate in pochi minuti. Un terzo di loro morì quasi all'istante, un terzo subì danni permanenti e solo 5mila riuscirono a fuggire.

Perché una sostanza così pericolosa non è ancora vietata e milioni di tonnellate vengono prodotte ogni anno? Riguarda le sue proprietà speciali, ma per comprenderle, vale la pena considerare le caratteristiche del cloro. Il modo più semplice per farlo è con l'aiuto della tavola periodica.

Caratteristiche del cloro nel sistema periodico

• Il cloro è una sostanza semplice.
• Ha il diciassettesimo numero in ordine (possiede 17 protoni nel nucleo atomico).
• Situato nel terzo periodo e nella terza fila.
• Il cloro si trova nel gruppo VII (sottogruppo "a").
• La massa atomica di Cl è 35,453 a. e. m.
• Una molecola di semplice sostanza di cloro è composta da due atomi: Cl _{2 .}
• Il cloro è un non-metallo e va al gruppo alogeno. A proposito, in passato volevano chiamare questo elemento in questo termine. Ma in seguito divenne il nome comune del 17 ° gruppo. Oltre al cloro, gli alogeni includono fluoro, bromo, iodio, astato e tennesina di recente scoperta.
• Configurazione elettronica cloro - 3s ² 3p ⁵ .
• L'atomo di Cl al livello di valenza contiene un elettrone spaiato. A causa di ciò, con valenza І è molto stabile (NaCl, Cl ₂ ).
• Questo elemento a livello atomico ha un orbitale d-sottolivello vuoto. A causa di ciò, il cloro è in grado di manifestare vari stati di ossidazione (da -1 a +7).

Cloro come alogeno

Oltre alla tossicità estrema e all'odore caustico (caratteristica di tutti i membri di questo gruppo), Cl è perfettamente solubile in acqua. La conferma pratica di ciò è l'aggiunta di detergenti contenenti cloro nell'acqua della piscina.

A contatto con l'aria umida, la sostanza in questione inizia a fumare.

Proprietà di Cl come non-metallo

Considerando le caratteristiche chimiche del cloro, si dovrebbe prestare attenzione alle sue proprietà non metalliche.

Ha la capacità di formare composti con quasi tutti i metalli e non metalli. Ad esempio, si può citare la reazione con gli atomi di ferro: 2Fe + 3Cl ₂ e → 2FeCl _3.

Spesso per effettuare reazioni è necessario usare catalizzatori. H ₂ O può svolgere questo ruolo.

Spesso, le reazioni con Cl sono di natura endotermica (assorbono calore).

Va notato che nella forma cristallina (sotto forma di polvere) il cloro interagisce con i metalli solo quando riscaldato a temperature elevate.

Reagendo con altri non-metalli (eccetto O ₂ ↑, N, F, C e gas inerti), Cl forma composti - cloruri.

Quando si reagisce con O ₂ ↑ si formano ossidi estremamente instabili e soggetti a decomposizione. In essi, il grado di ossidazione di Cl è in grado di manifestarsi da +1 a +7.

Quando interagiscono con F, si formano fluoruri. Il grado di ossidazione può variare.

Cloro: una caratteristica di una sostanza in termini di proprietà fisiche

Oltre alle proprietà chimiche, l'elemento in questione ha anche caratteristiche fisiche.

• Come menzionato sopra, uno stato gassoso (in condizioni normali) è naturale per una determinata sostanza. Tuttavia, quando la temperatura cambia, è in grado di rimanere sia nel liquido che nello stato solido.
• Colore: giallo-verde.
• La densità di Cl in condizioni standard è di 3,214 g / l.
• Quando la densità di ebollizione (liquida) cambia e diventa 1.537 g / cm ³ .
• Essendo in uno stato solido di aggregazione, Cl ha una densità di 1,9 g / cm ³ .
• Il raggio atomico è 0,073 nm.
• Il cloro bolle a t-34 gradi Celsius.
• Il punto di fusione è -100 gradi Celsius.
• Il volume specifico di cloro è 1,745 x 10 ^-3 l / g.

L'effetto della temperatura sullo stato di aggregazione Cl

Avendo considerato le caratteristiche fisiche dell'elemento del cloro, comprendiamo che è capace di passare a diversi stati di aggregazione. Tutto dipende dalla temperatura.

Nello stato normale, Cl è un gas con elevate proprietà corrosive. Tuttavia, può facilmente liquefare. Questo è influenzato dalla temperatura e dalla pressione. Ad esempio, se sono 8 atmosfere e la temperatura è +20 gradi Celsius, Cl ₂ - liquido giallo acido. Questo stato aggregativo, è in grado di mantenere fino a +143 gradi, se anche la pressione continua a salire.

Al raggiungimento -32 ° С stato del cloro cessa di dipendere dalla pressione, e continua a rimanere liquido.

La cristallizzazione della sostanza (stato solido) si verifica a -101 gradi.

Dove Cl esiste in natura?

Avendo considerato le caratteristiche generali del cloro, vale la pena di sapere dove in natura può verificarsi un elemento così difficile.

A causa della sua alta reattività, non si verifica quasi mai nella sua forma pura (quindi, all'inizio dello studio, gli scienziati di questo elemento impiegarono anni per imparare a sintetizzarlo). Tipicamente, il Cl si trova in composti in vari minerali: alogenati, silvani, cainiti, bischofiti, ecc.

Soprattutto, è contenuto nei sali estratti dal mare o dall'acqua dell'oceano.

Effetto sul corpo

Considerando le caratteristiche del cloro, è già stato detto molte volte che è estremamente tossico. Allo stesso tempo, gli atomi di una sostanza sono contenuti non solo nei minerali, ma praticamente in tutti gli organismi, dalle piante agli umani.

A causa delle proprietà speciali, gli ioni Cl penetrano nelle membrane cellulari meglio di altri (quindi, più dell'80% di tutto il cloro nel corpo umano si trova nello spazio intercellulare).

Insieme a K, Cl è responsabile per la regolazione del bilancio del sale marino e, di conseguenza, per l'uguaglianza osmotica.

Nonostante un ruolo così importante nel corpo, nella sua forma pura Cl ₂ ↑ uccide tutti gli esseri viventi - dalle cellule agli organismi interi. Tuttavia, a dosi controllate e con esposizione a breve termine, non ha il tempo di causare danni.

Un chiaro esempio dell'ultima affermazione è qualsiasi pool. Come sapete, l'acqua in tali istituti è disinfettata da Cl. Allo stesso tempo, se una persona visita raramente una tale istituzione (una volta alla settimana o al mese) - è improbabile che possa soffrire della presenza di questa sostanza nell'acqua. Tuttavia, i dipendenti di tali istituti, in particolare quelli che trascorrono la maggior parte del giorno in acqua (soccorritori, istruttori), spesso soffrono di malattie della pelle o hanno un'immunità indebolita.

In connessione con tutto questo, è indispensabile fare una doccia dopo aver visitato le piscine - al fine di lavare eventuali residui di cloro da pelle e capelli.

Uso di Cl dall'uomo

Tenendo presente la caratteristica del cloro che è un elemento "capriccioso" (quando si tratta di interazione con altre sostanze), sarà interessante apprendere che viene utilizzato abbastanza spesso nell'industria.

Prima di tutto, è usato per disinfettare molte sostanze.

Cl è anche usato nella produzione di alcuni tipi di pesticidi, che aiuta a salvare il raccolto dai parassiti.

La capacità di questa sostanza di interagire con quasi tutti gli elementi della tavola periodica (caratteristica del cloro come non metallo) aiuta con il suo aiuto ad estrarre alcuni tipi di metalli (Ti, Ta e Nb), oltre a calce e acido cloridrico.

Oltre a tutto quanto sopra, Cl è utilizzato nella produzione di sostanze industriali (cloruro di polivinile) e farmaci (clorexidina).

Vale la pena ricordare che oggi ha trovato un disinfettante più efficace e sicuro: l'ozono (O ₃ ). Tuttavia, la sua produzione è più costosa del cloro e questo gas è ancora più instabile del cloro (una breve descrizione delle proprietà fisiche di 6-7 p.). Pertanto, solo pochi possono permettersi di usare l'ozonizzazione invece della clorazione.

Come viene prodotto il cloro

Oggi ci sono molti modi per sintetizzare questa sostanza. Tutti loro sono divisi in due categorie:

• Chemical.
• Elettrochimica.

Nel primo caso, Cl è ottenuto a causa di reazione chimica Tuttavia, in pratica sono molto costosi e inefficienti.

Pertanto, nel settore preferiscono metodi elettrochimici (elettrolisi). Ce ne sono tre: elettrolisi del diaframma, della membrana e del mercurio.