Apakah gas klorin beracun? Apa itu klorin: fakta umum

Metode produksi industri utama adalah NaCl pekat (Gbr. 96). Dalam hal ini, (2Сl’ – 2e– = Сl 2) dilepaskan, dan (2Н + 2e – = H2) dilepaskan di ruang katoda dan membentuk NaOH.

Apabila diperoleh di laboratorium biasanya menggunakan pengaruh MnO 2 atau KMnO 4 pada:

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

2KMnO 4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O

Ia serupa dalam fungsi kimianya yang khas - ia juga merupakan metaloid monovalen aktif. Namun, jumlahnya lebih sedikit dibandingkan. Oleh karena itu, yang terakhir ini mampu menggantikan koneksi.

Interaksi dengan H 2 + Cl 2 = 2HCl + 44 kkal

dalam kondisi normal, proses ini berlangsung sangat lambat, tetapi bila campuran dipanaskan atau disinari dengan kuat (sinar matahari langsung, pembakaran, dll.), hal ini disertai.

NaCl + H 2 SO 4 = NaHSO 4 + HCl

NaCl + NaHSO 4 = Na 2 SO 4 + HCl

Yang pertama terjadi sebagian dalam kondisi normal dan hampir seluruhnya dalam kondisi pemanasan rendah; yang kedua hanya terjadi pada tingkat yang lebih tinggi. Untuk melaksanakan prosesnya, digunakan mesin mekanis berperforma tinggi.

Cl 2 + H 2 O = HCl + HOCl

Menjadi senyawa yang tidak stabil, HOCl terurai perlahan bahkan dalam keadaan encer. disebut asam hipoklorit, atau . HOCl sendiri dan sifatnya sangat kuat.

Cara termudah untuk mencapai hal ini adalah dengan menambahkan ke dalam campuran reaksi. Karena, ketika H terbentuk, OH akan terikat menjadi senyawa tak terdisosiasi dan akan bergeser ke kanan.

Cl 2 + H 2 O<–––>HOCl + HCl

HOCl + HCl + 2NaOH –––>NaOCl + NaCl + 2H 2 O

atau secara umum:

Cl 2 + 2NaOH –––>NaOCl + NaCl + H 2 O

Sebagai hasil interaksi dengan, diperoleh campuran hipoklorit dan. Hasil (“”) memiliki sifat pengoksidasi yang kuat dan banyak digunakan untuk pemutihan dan.

1) HOCl = HCl + O

2) 2HOСl = H 2 O + Cl 2 O

3) 3HOCl = 2HCl + HClO3

Semua proses ini dapat terjadi secara bersamaan, namun kecepatan relatifnya sangat bergantung pada kondisi yang ada. Dengan mengubah hal terakhir, kita dapat memastikan bahwa transformasi berjalan hampir seluruhnya dalam satu arah.

Di bawah pengaruh sinar matahari langsung, dekomposisi terjadi menurut yang pertama. Hal ini juga terjadi dengan adanya orang-orang yang dapat dengan mudah dilampirkan, dan beberapa (misalnya ").

Penguraian HOCl menurut tipe ketiga sangat mudah terjadi bila dipanaskan. Oleh karena itu, pengaruh terhadap panas dinyatakan dengan persamaan ringkasan:

3Cl 2 + 6KOH = KClO 3 + 5KSl + 3H 2 O

2КlO 3 + H 2 C 2 O 4 = K 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O + 2ClO 2

dioksida berwarna kuning kehijauan terbentuk (mp. - 59 °C, bp. + 10 °C). ClO 2 bebas tidak stabil dan dapat terurai

Klorin (χλωρός - hijau) - unsur subkelompok utama golongan ketujuh, periode ketiga sistem periodik unsur kimia D.I. Mendeleev, dengan nomor atom 17. Dilambangkan dengan simbol Cl (lat. Klorum). Non-logam yang aktif secara kimia. Ini adalah bagian dari kelompok halogen (awalnya nama "halogen" digunakan oleh ahli kimia Jerman Schweiger untuk klorin [secara harfiah, "halogen" diterjemahkan sebagai garam), tetapi tidak populer, dan kemudian menjadi umum untuk kelompok VII unsur, termasuk klorin).

Zat sederhana klorin (nomor CAS: 7782-50-5) dalam kondisi normal merupakan gas beracun berwarna hijau kekuningan, dengan bau yang menyengat. Molekul klorin diatomik (rumus Cl2).

Diagram atom klorin

Klorin pertama kali diperoleh pada tahun 1772 oleh Scheele, yang menjelaskan pelepasannya selama interaksi pirolusit dengan asam klorida dalam risalahnya tentang pirolusit:

4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O

Scheele mencatat bau klorin, mirip dengan aqua regia, kemampuannya bereaksi dengan emas dan cinnabar, serta sifat pemutihannya.

Namun Scheele, sesuai dengan teori flogiston yang dominan dalam bidang kimia pada saat itu, mengemukakan bahwa klor adalah asam klorida dephlogisticated, yaitu asam klorida oksida. Berthollet dan Lavoisier mengemukakan bahwa klor adalah oksida dari unsur muria, namun upaya untuk mengisolasinya tetap tidak berhasil sampai karya Davy, yang berhasil menguraikan garam meja menjadi natrium dan klor melalui elektrolisis.

Distribusi di alam

Ada dua isotop klorin yang ditemukan di alam: 35 Cl dan 37 Cl. Di kerak bumi, klorin adalah halogen yang paling umum. Klorin sangat aktif - ia langsung bergabung dengan hampir semua unsur dalam tabel periodik. Oleh karena itu, di alam hanya terdapat dalam bentuk senyawa pada mineral: halit NaCl, silvit KCl, silvinit KCl NaCl, bischofite MgCl 2 6H2O, karnalit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainite KCl MgSO 4 3H 2 O. Yang terbesar Cadangan klorin terkandung dalam garam-garam perairan laut dan samudera.

Klorin menyumbang 0,025% dari jumlah total atom di kerak bumi, jumlah klor klor adalah 0,19%, dan tubuh manusia mengandung 0,25% ion klor berdasarkan massa. Dalam tubuh manusia dan hewan, klorin ditemukan terutama dalam cairan antar sel (termasuk darah) dan memainkan peran penting dalam pengaturan proses osmotik, serta dalam proses yang berhubungan dengan fungsi sel saraf.

Komposisi isotop

Ada 2 isotop stabil klorin yang terdapat di alam: dengan nomor massa 35 dan 37. Proporsi kandungannya masing-masing 75,78% dan 24,22%.

Sifat fisika dan fisika-kimia

Dalam kondisi normal, klorin berbentuk gas berwarna kuning kehijauan dengan bau yang menyesakkan. Beberapa sifat fisiknya disajikan dalam tabel.

Beberapa sifat fisik klorin

Ketika didinginkan, klorin berubah menjadi cairan pada suhu sekitar 239 K, dan kemudian di bawah 113 K ia mengkristal menjadi kisi ortorombik dengan gugus ruang Cmca dan parameter a=6.29 b=4.50, c=8.21. Di bawah 100 K, modifikasi ortorombik kristal klorin menjadi tetragonal, memiliki grup ruang P4 2/ncm dan parameter kisi a=8.56 dan c=6.12.

Kelarutan

Dalam cahaya atau ketika dipanaskan, ia bereaksi secara aktif (terkadang dengan ledakan) dengan hidrogen melalui mekanisme radikal. Campuran klorin dengan hidrogen, yang mengandung 5,8 hingga 88,3% hidrogen, meledak jika diiradiasi membentuk hidrogen klorida. Campuran klorin dan hidrogen dalam konsentrasi kecil terbakar dengan nyala api tidak berwarna atau kuning-hijau. Suhu maksimum nyala hidrogen-klorin 2200 °C:

Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2 Cl 2 + 3F 2 (mis.) → 2ClF 3

Properti lainnya

Ketika dilarutkan dalam air atau basa, klorin terurai, membentuk asam hipoklorat (dan bila dipanaskan, perklorat) dan asam klorida, atau garamnya:

Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O Cl 2 + Ca(OH) 2 → CaCl(OCl) + H 2 O 4NH 3 + 3Cl 2 → NCl 3 + 3NH 4 sel

Sifat pengoksidasi klorin

Reaksi dengan zat organik

Menempel pada senyawa tak jenuh melalui ikatan ganda:

CH 2 =CH 2 + Cl 2 → Cl-CH 2 -CH 2 -Cl

Senyawa aromatik menggantikan atom hidrogen dengan klor dengan adanya katalis (misalnya AlCl 3 atau FeCl 3):

C 6 H 6 + Cl 2 → C 6 H 5 Cl + HCl

Metode klorin untuk memproduksi klorin

Metode industri

Awalnya, metode industri untuk memproduksi klorin didasarkan pada metode Scheele, yaitu reaksi pirolusit dengan asam klorida:

MnO 2 + 4HCl → MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O 2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Anoda: 2Cl - - 2е - → Cl 2 0 Katoda: 2H 2 O + 2e - → H 2 + 2OH-

Karena elektrolisis air terjadi paralel dengan elektrolisis natrium klorida, persamaan keseluruhannya dapat dinyatakan sebagai berikut:

1,80 NaCl + 0,50 H 2 O → 1,00 Cl 2 + 1,10 NaOH + 0,03 H 2

Tiga varian metode elektrokimia untuk memproduksi klorin digunakan. Dua di antaranya adalah elektrolisis dengan katoda padat: metode diafragma dan membran, yang ketiga adalah elektrolisis dengan katoda cair (metode produksi merkuri). Di antara metode produksi elektrokimia, metode yang paling mudah dan nyaman adalah elektrolisis dengan katoda merkuri, namun metode ini menyebabkan kerusakan yang signifikan terhadap lingkungan akibat penguapan dan kebocoran logam merkuri.

Metode diafragma dengan katoda padat

Rongga elektroliser dibagi oleh partisi asbes berpori - diafragma - menjadi ruang katoda dan anoda, di mana masing-masing katoda dan anoda elektroliser berada. Oleh karena itu, elektroliser semacam itu sering disebut diafragma, dan metode produksinya adalah elektrolisis diafragma. Aliran anolit jenuh (larutan NaCl) terus menerus mengalir ke ruang anoda elektroliser diafragma. Sebagai hasil dari proses elektrokimia, klorin dilepaskan di anoda karena penguraian halit, dan hidrogen dilepaskan di katoda karena penguraian air. Dalam hal ini, zona dekat katoda diperkaya dengan natrium hidroksida.

Metode membran dengan katoda padat

Metode membran pada dasarnya mirip dengan metode diafragma, namun ruang anoda dan katoda dipisahkan oleh membran polimer penukar kation. Metode produksi membran lebih efisien dibandingkan metode diafragma, namun lebih sulit digunakan.

Metode merkuri dengan katoda cair

Prosesnya dilakukan dalam bak elektrolitik, yang terdiri dari elektroliser, pengurai dan pompa air raksa, yang saling berhubungan melalui komunikasi. Dalam rendaman elektrolitik, merkuri bersirkulasi di bawah aksi pompa merkuri, melewati elektroliser dan pengurai. Katoda elektroliser adalah aliran merkuri. Anoda - grafit atau keausan rendah. Bersama dengan merkuri, aliran anolit - larutan natrium klorida - terus mengalir melalui elektroliser. Sebagai hasil dekomposisi elektrokimia klorida, molekul klor terbentuk di anoda, dan di katoda, natrium yang dilepaskan larut dalam merkuri membentuk amalgam.

Metode laboratorium

Di laboratorium, untuk memproduksi klorin, mereka biasanya menggunakan proses berdasarkan oksidasi hidrogen klorida dengan zat pengoksidasi kuat (misalnya mangan (IV) oksida, kalium permanganat, kalium dikromat):

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

Penyimpanan klorin

Klorin yang dihasilkan disimpan dalam “tangki” khusus atau dipompa ke dalam silinder baja bertekanan tinggi. Silinder dengan klorin cair di bawah tekanan memiliki warna khusus - warna rawa. Perlu dicatat bahwa dengan penggunaan silinder klorin yang berkepanjangan, nitrogen triklorida yang sangat mudah meledak terakumulasi di dalamnya, dan oleh karena itu, dari waktu ke waktu, silinder klorin harus dicuci dan dibersihkan secara rutin dengan nitrogen klorida.

Standar Mutu Klorin

Menurut GOST 6718-93 “Klorin cair. Spesifikasi teknis" kadar klorin berikut ini diproduksi

Aplikasi

Klorin digunakan di banyak industri, ilmu pengetahuan dan kebutuhan rumah tangga:

• Dalam produksi polivinil klorida, senyawa plastik, karet sintetis, dari mana mereka dibuat: insulasi kawat, profil jendela, bahan pengemas, pakaian dan sepatu, linoleum dan piringan hitam, pernis, peralatan dan plastik busa, mainan, bagian instrumen, bahan bangunan. Polivinil klorida diproduksi melalui polimerisasi vinil klorida, yang saat ini paling sering dihasilkan dari etilen dengan metode keseimbangan klorin melalui zat antara 1,2-dikloroetana.
• Sifat pemutihan klorin telah diketahui sejak lama, meskipun bukan klorin itu sendiri yang “memutih”, melainkan atom oksigen, yang terbentuk selama penguraian asam hipoklorit: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O.. Metode pemutihan kain, kertas, karton telah digunakan selama beberapa abad.
• Produksi insektisida organoklorin - zat yang membunuh serangga berbahaya bagi tanaman, namun aman bagi tanaman. Sebagian besar klorin yang dihasilkan dikonsumsi untuk memperoleh produk perlindungan tanaman. Salah satu insektisida yang paling penting adalah hexachlorocyclohexane (sering disebut hexachlorane). Zat ini pertama kali disintesis pada tahun 1825 oleh Faraday, tetapi penerapan praktisnya baru ditemukan lebih dari 100 tahun kemudian - pada tahun 30-an abad kita.
• Itu digunakan sebagai bahan perang kimia, serta untuk produksi bahan perang kimia lainnya: gas mustard, fosgen.
• Untuk mendisinfeksi air - “klorinasi”. Metode desinfeksi air minum yang paling umum; didasarkan pada kemampuan klorin bebas dan senyawanya untuk menghambat sistem enzim mikroorganisme yang mengkatalisis proses redoks. Untuk mendisinfeksi air minum digunakan: klorin, klorin dioksida, kloramin dan pemutih. SanPiN 2.1.4.1074-01 menetapkan batas (koridor) berikut dari kandungan sisa klorin bebas yang diizinkan dalam air minum pasokan air terpusat 0,3 - 0,5 mg/l. Sejumlah ilmuwan dan bahkan politisi di Rusia mengkritik konsep klorinasi air keran, namun tidak dapat menawarkan alternatif selain efek desinfektan dari senyawa klorin. Bahan pembuat pipa air berinteraksi secara berbeda dengan air keran yang diklorinasi. Klorin bebas dalam air keran secara signifikan mengurangi masa pakai pipa berbahan poliolefin: berbagai jenis pipa polietilen, termasuk polietilen ikatan silang, yang besar dikenal sebagai PEX (PEX, PE-X). Di AS, untuk mengontrol penerimaan pipa yang terbuat dari bahan polimer untuk digunakan dalam sistem pasokan air dengan air yang mengandung klor, mereka terpaksa mengadopsi 3 standar: ASTM F2023 sehubungan dengan pipa, membran, dan otot rangka. Saluran ini menjalankan fungsi penting dalam mengatur volume cairan, transpor ion transepitel dan menstabilkan potensi membran, serta terlibat dalam menjaga pH sel. Klorin terakumulasi di jaringan visceral, kulit dan otot rangka. Klorin diserap terutama di usus besar. Penyerapan dan ekskresi klorin berkaitan erat dengan ion natrium dan bikarbonat, dan pada tingkat lebih rendah dengan mineralokortikoid dan aktivitas Na + /K + -ATPase. 10-15% dari seluruh klorin terakumulasi di dalam sel, dimana 1/3 hingga 1/2nya berada di sel darah merah. Sekitar 85% klorin ditemukan di ruang ekstraseluler. Klorin dikeluarkan dari tubuh terutama melalui urin (90-95%), feses (4-8%) dan melalui kulit (hingga 2%). Ekskresi klorin berhubungan dengan ion natrium dan kalium, dan berbanding terbalik dengan HCO 3 - (keseimbangan asam-basa).

  Seseorang mengkonsumsi 5-10 g NaCl per hari. Kebutuhan minimum manusia akan klorin adalah sekitar 800 mg per hari. Bayi menerima jumlah klorin yang dibutuhkan melalui ASI, yang mengandung 11 mmol/l klorin. NaCl diperlukan untuk produksi asam klorida di lambung, yang meningkatkan pencernaan dan menghancurkan bakteri patogen. Saat ini, keterlibatan klorin dalam terjadinya penyakit tertentu pada manusia belum diteliti dengan baik, terutama karena sedikitnya jumlah penelitian. Cukuplah dikatakan bahwa bahkan rekomendasi mengenai asupan klorin harian belum dikembangkan. Jaringan otot manusia mengandung 0,20-0,52% klorin, jaringan tulang - 0,09%; dalam darah - 2,89 g/l. Rata-rata tubuh seseorang (berat badan 70 kg) mengandung 95 g klorin. Setiap hari seseorang menerima 3-6 g klorin dari makanan, yang lebih dari memenuhi kebutuhan elemen ini.

  Ion klorin sangat penting bagi tanaman. Klorin terlibat dalam metabolisme energi pada tanaman dengan mengaktifkan fosforilasi oksidatif. Hal ini diperlukan untuk pembentukan oksigen selama fotosintesis oleh kloroplas yang diisolasi, dan merangsang proses tambahan fotosintesis, terutama yang terkait dengan akumulasi energi. Klorin mempunyai efek positif terhadap penyerapan senyawa oksigen, kalium, kalsium, dan magnesium oleh akar. Konsentrasi ion klor yang berlebihan pada tanaman juga dapat menimbulkan dampak negatif, misalnya menurunkan kandungan klorofil, menurunkan aktivitas fotosintesis, menghambat pertumbuhan dan perkembangan tanaman Baskunchak klorin). Klorin adalah salah satu bahan kimia pertama yang digunakan

  — Menggunakan peralatan laboratorium analitik, elektroda laboratorium dan industri, khususnya: elektroda referensi ESR-10101 yang menganalisis kandungan Cl- dan K+.

  Pertanyaan tentang klorin, kami ditemukan oleh pertanyaan tentang klorin

  Interaksi, keracunan, air, reaksi dan produksi klorin

  • oksida
  • larutan
  • asam
  • koneksi
  • properti
  • definisi
  • dioksida
  • rumus
  • berat
  • aktif
  • cairan
  • zat
  • aplikasi
  • tindakan
  • keadaan oksidasi
  • hidroksida

Betapapun negatifnya kita memandang toilet umum, alam menentukan aturannya sendiri, dan kita harus mengunjunginya. Selain bau alami (untuk suatu tempat), aroma umum lainnya adalah pemutih yang digunakan untuk mendisinfeksi ruangan. Namanya didapat karena bahan aktif utama di dalamnya - Cl. Mari kita pelajari tentang unsur kimia ini dan sifat-sifatnya, serta mengkarakterisasi klorin berdasarkan posisinya dalam tabel periodik.

Bagaimana unsur ini ditemukan?

Senyawa yang mengandung klorin (HCl) pertama kali disintesis pada tahun 1772 oleh pendeta Inggris Joseph Priestley.

Dua tahun kemudian, rekannya dari Swedia, Karl Scheele, mampu menjelaskan metode untuk mengisolasi Cl menggunakan reaksi antara asam klorida dan mangan dioksida. Namun, ahli kimia ini tidak memahami bahwa sebagai hasilnya, unsur kimia baru telah disintesis.

Para ilmuwan membutuhkan waktu hampir 40 tahun untuk mempelajari cara memproduksi klorin dalam praktiknya. Ini pertama kali dilakukan oleh Humphry Davy dari Inggris pada tahun 1811. Pada saat yang sama, dia menggunakan reaksi yang berbeda dari teori pendahulunya. Davy menggunakan elektrolisis untuk memecah NaCl (yang paling dikenal sebagai garam meja) menjadi komponen-komponennya.

Setelah mempelajari zat yang dihasilkan, ahli kimia Inggris menyadari bahwa zat tersebut bersifat unsur. Setelah penemuan ini, Davy tidak hanya menamakannya klorin, tetapi juga mampu mengkarakterisasi klorin, meski sangat primitif.

Klorin berubah menjadi klorin (chlore) berkat Joseph Gay-Lussac dan dalam bentuk ini ada dalam bahasa Prancis, Jerman, Rusia, Belarusia, Ukraina, Ceko, Bulgaria, dan beberapa bahasa lainnya saat ini. Dalam bahasa Inggris nama "klorin" masih digunakan, dan dalam bahasa Italia dan Spanyol "kloro".

Unsur yang dimaksud dijelaskan lebih rinci oleh Jens Berzelius pada tahun 1826. Dialah yang mampu menentukan massa atomnya.

Apa itu klorin (Cl)

Setelah menilik sejarah penemuan unsur kimia ini, ada baiknya mempelajarinya lebih jauh.

Nama klorin berasal dari kata Yunani χλωρός (“hijau”). Itu diberikan karena warna zat ini yang kekuningan kehijauan

Klorin sendiri ada sebagai gas diatomik Cl 2, namun dalam bentuk ini praktis tidak terdapat di alam. Lebih sering muncul di berbagai senyawa.

Selain warnanya yang khas, klorin juga memiliki ciri bau yang manis dan asam. Merupakan zat yang sangat beracun, oleh karena itu bila dilepaskan ke udara dan terhirup oleh seseorang atau hewan dapat menyebabkan kematian dalam beberapa menit (tergantung konsentrasi Cl).

Karena klorin hampir 2,5 kali lebih berat daripada udara, maka klorin akan selalu berada di bawahnya, yaitu di dekat tanah. Oleh karena itu, jika Anda mencurigai adanya Cl, Anda harus mendaki setinggi mungkin, karena konsentrasi gas ini akan lebih rendah.

Selain itu, tidak seperti beberapa zat beracun lainnya, zat yang mengandung klorin memiliki warna yang khas, sehingga memungkinkan zat tersebut diidentifikasi secara visual dan diambil tindakan. Kebanyakan masker gas standar membantu melindungi sistem pernapasan dan selaput lendir dari Cl. Namun, untuk keamanan sepenuhnya, tindakan yang lebih serius harus diambil, termasuk menetralkan zat beracun tersebut.

Perlu dicatat bahwa dengan penggunaan klorin sebagai gas beracun oleh Jerman pada tahun 1915, senjata kimia memulai sejarahnya. Akibat penggunaan hampir 200 ton zat tersebut, 15 ribu orang keracunan dalam beberapa menit. Sepertiga dari mereka tewas seketika, sepertiga menerima kerusakan permanen, dan hanya 5 ribu yang berhasil melarikan diri.

Mengapa zat berbahaya seperti itu masih belum dilarang dan ditambang setiap tahun dalam jumlah jutaan ton? Ini semua tentang sifat khususnya, dan untuk memahaminya, ada baiknya mempertimbangkan karakteristik klorin. Cara termudah untuk melakukannya adalah dengan menggunakan tabel periodik.

Karakteristik klorin dalam sistem periodik

Klorin sebagai halogen

Selain toksisitasnya yang ekstrim dan baunya yang menyengat (khas untuk semua perwakilan kelompok ini), Cl sangat larut dalam air. Konfirmasi praktis mengenai hal ini adalah penambahan deterjen yang mengandung klorin ke dalam air kolam.

Setelah kontak dengan udara lembab, zat tersebut mulai berasap.

Sifat-sifat Cl sebagai nonlogam

Saat mempertimbangkan karakteristik kimia klorin, perlu diperhatikan sifat non-logamnya.

Ia memiliki kemampuan untuk membentuk senyawa dengan hampir semua logam dan nonlogam. Contohnya adalah reaksi dengan atom besi: 2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3.

Seringkali diperlukan penggunaan katalis untuk melakukan reaksi. H2O dapat memainkan peran ini.

Seringkali reaksi dengan Cl bersifat endotermik (menyerap panas).

Perlu dicatat bahwa dalam bentuk kristal (dalam bentuk bubuk), klorin berinteraksi dengan logam hanya ketika dipanaskan hingga suhu tinggi.

Bereaksi dengan non-logam lainnya (kecuali O 2, N, F, C dan gas inert), Cl membentuk senyawa - klorida.

Ketika bereaksi dengan O 2, terbentuk oksida yang sangat tidak stabil yang rentan terhadap dekomposisi. Di dalamnya, bilangan oksidasi Cl dapat memanifestasikan dirinya dari +1 hingga +7.

Saat berinteraksi dengan F, fluorida terbentuk. Keadaan oksidasi mereka mungkin berbeda.

Klorin: ciri-ciri suatu zat ditinjau dari sifat fisiknya

Selain sifat kimia, unsur yang dimaksud juga mempunyai sifat fisika.

Pengaruh suhu terhadap keadaan agregasi Cl

Setelah memeriksa karakteristik fisik unsur klorin, kami memahami bahwa unsur tersebut mampu berubah menjadi keadaan agregasi yang berbeda. Itu semua tergantung pada suhu.

Dalam keadaan normal, Cl merupakan gas dengan sifat sangat korosif. Namun, ia dapat dengan mudah mencair. Hal ini dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Misalnya, jika suhunya 8 atmosfer dan suhunya +20 derajat Celcius, Cl 2 adalah cairan berwarna kuning asam. Ia mampu mempertahankan keadaan agregasi ini hingga +143 derajat, jika tekanannya juga terus meningkat.

Ketika mencapai -32 °C, keadaan klorin tidak lagi bergantung pada tekanan, dan tetap cair.

Kristalisasi suatu zat (keadaan padat) terjadi pada -101 derajat.

Dimanakah Cl berada di alam?

Setelah mempertimbangkan karakteristik umum klorin, ada baiknya mencari tahu di mana unsur kompleks seperti itu dapat ditemukan di alam.

Karena reaktivitasnya yang tinggi, unsur ini hampir tidak pernah ditemukan dalam bentuk murninya (itulah sebabnya para ilmuwan membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk mempelajari cara mensintesisnya ketika mereka pertama kali mempelajari unsur ini). Biasanya, Cl ditemukan dalam senyawa dalam berbagai mineral: halit, silvit, kainit, bischofite, dll.

Sebagian besar ditemukan dalam garam yang diekstraksi dari air laut atau samudera.

Efek pada tubuh

Ketika mempertimbangkan karakteristik klorin, telah dikatakan lebih dari satu kali bahwa klorin sangat beracun. Apalagi atom-atom suatu zat tidak hanya terkandung pada mineral, tetapi juga pada hampir semua organisme, mulai dari tumbuhan hingga manusia.

Karena sifat khususnya, ion Cl menembus membran sel lebih baik daripada yang lain (oleh karena itu, lebih dari 80% dari seluruh klorin dalam tubuh manusia terletak di ruang antar sel).

Bersama dengan K, Cl bertanggung jawab atas pengaturan keseimbangan air-garam dan, sebagai konsekuensinya, kesetaraan osmotik.

Meskipun berperan penting dalam tubuh, dalam bentuknya yang murni, Cl 2 membunuh semua makhluk hidup - dari sel hingga seluruh organisme. Namun, dalam dosis terkontrol dan paparan jangka pendek, tidak ada waktu untuk menyebabkan kerusakan.

Contoh mencolok dari pernyataan terakhir adalah kolam renang mana pun. Seperti yang Anda ketahui, air di institusi tersebut didesinfeksi dengan Cl. Terlebih lagi, jika seseorang jarang mengunjungi tempat tersebut (seminggu atau sebulan sekali), kecil kemungkinannya dia akan menderita karena adanya zat ini di dalam air. Namun, pegawai lembaga tersebut, terutama yang menghabiskan hampir sepanjang hari di dalam air (penyelamat, instruktur), seringkali menderita penyakit kulit atau daya tahan tubuh melemah.

Sehubungan dengan semua ini, setelah mengunjungi kolam renang, Anda harus mandi - untuk menghilangkan kemungkinan sisa klorin dari kulit dan rambut Anda.

Penggunaan Cl oleh manusia

Mengingat karakteristik klorin yang merupakan unsur yang “berubah-ubah” (jika berinteraksi dengan zat lain), menarik untuk mengetahui bahwa klorin cukup sering digunakan dalam industri.

Pertama-tama, digunakan untuk mendisinfeksi banyak zat.

Cl juga digunakan dalam pembuatan beberapa jenis pestisida, yang membantu menyelamatkan tanaman dari hama.

Kemampuan zat ini untuk berinteraksi dengan hampir semua unsur tabel periodik (karakteristik klorin sebagai non-logam) membantu mengekstraksi jenis logam tertentu (Ti, Ta dan Nb), serta kapur dan asam klorida. .

Selain semua hal di atas, Cl digunakan dalam produksi zat industri (polivinil klorida) dan obat-obatan (klorheksidin).

Perlu disebutkan bahwa saat ini telah ditemukan disinfektan yang lebih efektif dan aman - ozon (O 3). Namun, produksinya lebih mahal daripada klorin, dan gas ini bahkan lebih tidak stabil dibandingkan klorin (deskripsi singkat sifat fisik pada 6-7 poin). Oleh karena itu, hanya sedikit orang yang mampu menggunakan ozonasi sebagai pengganti klorinasi.

Bagaimana klorin diproduksi?

Saat ini, banyak metode yang diketahui untuk sintesis zat ini. Semuanya terbagi dalam dua kategori:

• Kimia.
• Elektrokimia.

Dalam kasus pertama, Cl diperoleh melalui reaksi kimia. Namun, dalam praktiknya hal ini sangat mahal dan tidak efektif.

Oleh karena itu, industri lebih memilih metode elektrokimia (elektrolisis). Ada tiga di antaranya: diafragma, membran, dan elektrolisis merkuri.

DEFINISI

Klorin- elemen ketujuh belas dari Tabel Periodik. Penunjukan - Cl dari bahasa Latin "chlorum". Bertempat di periode ketiga, grup VIIA. Mengacu pada non-logam. Muatan inti adalah 17.

Senyawa klor alami yang paling penting adalah natrium klorida (garam meja) NaCl. Sebagian besar natrium klorida ditemukan di perairan laut dan samudera. Perairan banyak danau juga mengandung sejumlah besar NaCl. Ia juga ditemukan dalam bentuk padat, terbentuk di beberapa tempat di kerak bumi lapisan tebal yang disebut garam batu. Senyawa klor lainnya juga banyak terdapat di alam, misalnya kalium klorida dalam bentuk mineral karnalit KCl × MgCl 2 × 6H 2 O dan silvit KCl.

Dalam kondisi normal, klorin adalah gas berwarna kuning-hijau (Gbr. 1), yang sangat larut dalam air. Ketika didinginkan, kristal hidrat dilepaskan dari larutan berair, yang merupakan klarat dengan komposisi perkiraan Cl 2 × 6H 2 O dan Cl 2 × 8H 2 O.

Beras. 1. Klorin dalam keadaan cair. Penampilan.

Massa atom dan molekul klorin

Massa atom relatif suatu unsur adalah perbandingan massa atom suatu unsur dengan 1/12 massa atom karbon. Massa atom relatif tidak berdimensi dan dilambangkan dengan A r (indeks “r” adalah huruf awal dari kata relatif dalam bahasa Inggris, yang berarti “relatif”). Massa atom relatif atom klor adalah 35,457 sma.

Massa molekul, serta massa atom, dinyatakan dalam satuan massa atom. Massa molekul suatu zat adalah massa suatu molekul, dinyatakan dalam satuan massa atom. Massa molekul relatif suatu zat adalah perbandingan massa molekul suatu zat dengan 1/12 massa atom karbon yang bermassa 12 sma. Diketahui bahwa molekul klor bersifat diatomik - Cl 2. Berat molekul relatif molekul klorin akan sama dengan:

M r (Cl 2) = 35,457 × 2 ≈ 71.

Isotop klorin

Diketahui bahwa di alam klor dapat ditemukan dalam bentuk dua isotop stabil 35 Cl (75,78%) dan 37 Cl (24,22%). Nomor massanya masing-masing adalah 35 dan 37. Inti atom isotop klor 35 Cl mengandung tujuh belas proton dan delapan belas neutron, dan isotop 37 Cl mengandung jumlah proton dan dua puluh neutron yang sama.

Ada isotop klorin buatan dengan nomor massa 35 hingga 43, di antaranya yang paling stabil adalah 36 Cl dengan waktu paruh 301 ribu tahun.

Ion klorin

Tingkat energi terluar atom klor memiliki tujuh elektron, yang merupakan elektron valensi:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .

Akibat interaksi kimia, klorin dapat kehilangan elektron valensinya, mis. menjadi donornya, dan berubah menjadi ion bermuatan positif atau menerima elektron dari atom lain, mis. menjadi akseptornya dan berubah menjadi ion bermuatan negatif:

Cl 0 -7e → Cl 7+ ;

Cl 0 -5e → Cl 5+ ;

Cl 0 -4e → Cl 4+ ;

Cl 0 -3e → Cl 3+ ;

Cl 0 -2e → Cl 2+ ;

Cl 0 -1e → Cl 1+ ;

Cl 0 +1e → Cl 1- .

Molekul dan atom klorin

Molekul klorin terdiri dari dua atom - Cl 2. Berikut beberapa sifat yang menjadi ciri atom dan molekul klor:

Contoh pemecahan masalah

CONTOH 1

Klorin(lat. Klorum), Cl, unsur kimia golongan VII sistem periodik Mendeleev, nomor atom 17, massa atom 35.453; milik keluarga halogen. Dalam kondisi normal (0°C, 0,1 Mn/m2, atau 1 kgf/cm2) berbentuk gas berwarna kuning kehijauan dengan bau menyengat yang mengiritasi. Klorin Alami terdiri dari dua isotop stabil: 35 Cl (75,77%) dan 37 Cl (24,23%). Isotop radioaktif dengan nomor massa 31-47 telah diperoleh secara artifisial, khususnya: 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 dengan waktu paruh (T ½) masing-masing 0,31; 2.5; 1,56 detik; 3.1·10 5 tahun; 37,3, 55,5 dan 1,4 menit. 36 Cl dan 38 Cl digunakan sebagai pelacak isotop.

Informasi sejarah. Klorin pertama kali diperoleh pada tahun 1774 oleh K. Scheele dengan mereaksikan asam klorida dengan pirolusit MnO 2 . Namun, baru pada tahun 1810 G. Davy menetapkan bahwa klorin adalah suatu unsur dan menamakannya klorin (dari bahasa Yunani chloros - kuning-hijau). Pada tahun 1813, J. L. Gay-Lussac mengusulkan nama Klorin untuk unsur ini.

Distribusi Klorin di alam. Klorin terdapat di alam hanya dalam bentuk senyawa. Rata-rata kandungan Klorin pada kerak bumi (clarke) adalah 1,7·10 -2% massa, pada batuan beku asam - granit dan lain-lain - 2,4·10 -2, pada batuan basa dan ultrabasa 5·10 -3. Peran utama dalam sejarah klorin di kerak bumi dimainkan oleh migrasi air. Dalam bentuk ion Cl ditemukan di Samudra Dunia (1,93%), air asin bawah tanah, dan danau garam. Jumlah mineralnya sendiri (terutama klorida alami) adalah 97, yang utama adalah halit NaCl (Garam batu). Deposit besar kalium dan magnesium klorida serta campuran klorida juga diketahui: sylvinite KCl, sylvinite (Na,K)Cl, karnalite KCl MgCl 2 6H 2 O, kainite KCl MgSO 4 3H 2 O, bischofite MgCl 2 6H 2 O Dalam sejarah di bumi, suplai HCl yang terkandung dalam gas vulkanik ke bagian atas kerak bumi sangatlah penting.

Sifat fisik Klorin. Klorin memiliki titik didih -34,05°C, titik leleh -101°C. Massa jenis gas klor pada kondisi normal adalah 3,214 g/l; uap jenuh pada 0°C 12,21 g/l; Klorin cair dengan titik didih 1,557 g/cm3; Klorin padat pada - 102°C 1,9 g/cm 3 . Tekanan uap jenuh Klorin pada 0°C 0,369; pada 25°C 0,772; pada 100°C 3,814 Mn/m 2 atau masing-masing 3,69; 7.72; 38,14 kgf/cm2. Kalor peleburan 90,3 kJ/kg (21,5 kal/g); kalor penguapan 288 kJ/kg (68,8 kal/g); Kapasitas kalor gas pada tekanan konstan adalah 0,48 kJ/(kg K). Konstanta kritis Klorin: suhu 144°C, tekanan 7,72 Mn/m2 (77,2 kgf/cm2), massa jenis 573 g/l, volume spesifik 1.745·10 -3 l/g. Kelarutan (dalam g/l) Klorin pada tekanan parsial 0,1 Mn/m2, atau 1 kgf/cm2, dalam air 14,8 (0°C), 5,8 (30°C), 2,8 ( 70°C); dalam larutan 300 g/l NaCl 1,42 (30°C), 0,64 (70°C). Di bawah 9,6°C, hidrat klorin dengan komposisi bervariasi Cl 2 ·nH 2 O (dimana n = 6-8) terbentuk dalam larutan air; Ini adalah kristal kubik kuning yang terurai dengan meningkatnya suhu menjadi Klorin dan air. Klorin sangat larut dalam TiCl 4, SiCl 4, SnCl 4 dan beberapa pelarut organik (terutama heksana C 6 H 14 dan karbon tetraklorida CCl 4). Molekul Klorin bersifat diatomik (Cl 2). Derajat disosiasi termal Cl 2 + 243 kJ = 2Cl pada 1000 K adalah 2,07·10 -4%, pada 2500 K 0,909%.

Sifat kimia Klorin. Konfigurasi elektron luar atom Cl 3s 2 Sp 5. Sesuai dengan ini, Klorin dalam senyawa menunjukkan bilangan oksidasi -1, +1, +3, +4, +5, +6 dan +7. Jari-jari kovalen atom adalah 0,99Å, jari-jari ionik Cl adalah 1,82Å, afinitas elektron atom Klorin adalah 3,65 eV, dan energi ionisasi adalah 12,97 eV.

Secara kimiawi, Klorin sangat aktif, langsung bergabung dengan hampir semua logam (sebagian hanya dengan adanya uap air atau saat dipanaskan) dan dengan non-logam (kecuali karbon, nitrogen, oksigen, gas inert), membentuk klorida yang sesuai, bereaksi dengan banyak senyawa, menggantikan hidrogen dalam hidrokarbon jenuh dan bergabung dengan senyawa tak jenuh. Klorin menggantikan brom dan yodium dari senyawanya dengan hidrogen dan logam; Dari senyawa klorin dengan unsur-unsur tersebut, digantikan oleh fluor. Logam alkali dengan adanya sedikit uap air bereaksi dengan Klorin dengan pengapian; sebagian besar logam bereaksi dengan Klorin kering hanya jika dipanaskan. Baja, serta beberapa logam, tahan terhadap atmosfer Klorin kering pada suhu rendah, sehingga digunakan untuk pembuatan peralatan dan fasilitas penyimpanan Klorin kering. Fosfor menyala dalam atmosfer Klorin, membentuk PCl 3, dan dengan klorinasi lebih lanjut - PCl 5; belerang dengan Klorin bila dipanaskan menghasilkan S 2 Cl 2, SCl 2 dan S n Cl m lainnya. Arsenik, antimon, bismut, strontium, telurium berinteraksi kuat dengan Klorin. Campuran klorin dan hidrogen terbakar dengan nyala api tidak berwarna atau kuning-hijau untuk membentuk hidrogen klorida (ini adalah reaksi berantai).

Suhu maksimum nyala hidrogen-klorin adalah 2200°C. Campuran klorin dengan hidrogen yang mengandung 5,8 hingga 88,5% H 2 bersifat mudah meledak.

Dengan oksigen, Klorin membentuk oksida: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7, Cl 2 O 8, serta hipoklorit (garam asam hipoklorit), klorit, klorat, dan perklorat. Semua senyawa oksigen klorin membentuk campuran yang mudah meledak dengan zat yang mudah teroksidasi. Klorin oksida memiliki stabilitas yang lemah dan dapat meledak secara spontan; hipoklorit terurai perlahan selama penyimpanan;

Klorin dalam air terhidrolisis membentuk asam hipoklorit dan asam klorida: Cl 2 + H 2 O = HClO + HCl. Ketika larutan alkali berair diklorinasi dalam keadaan dingin, hipoklorit dan klorida terbentuk: 2NaOH + Cl 2 = NaClO + NaCl + H 2 O, dan ketika dipanaskan, klorat terbentuk. Klorinasi kalsium hidroksida kering menghasilkan pemutih.

Ketika amonia bereaksi dengan klorin, nitrogen triklorida terbentuk. Saat mengklorinasi senyawa organik, Klorin menggantikan hidrogen atau menambahkan banyak ikatan, membentuk berbagai senyawa organik yang mengandung klor.

Klorin membentuk senyawa interhalogen dengan halogen lainnya. Fluorida ClF, ClF 3, ClF 3 sangat reaktif; misalnya, dalam atmosfer ClF 3, wol kaca menyala secara spontan. Senyawa klorin dengan oksigen dan fluor yang diketahui adalah Klorin oksifluorida: ClO 3 F, ClO 2 F 3, ClOF, ClOF 3 dan fluor perklorat FClO 4.

Mendapatkan Klorin. Klorin mulai diproduksi secara industri pada tahun 1785 dengan mereaksikan asam klorida dengan mangan (II) oksida atau pirolusit. Pada tahun 1867, ahli kimia Inggris G. Deacon mengembangkan metode untuk memproduksi klorin dengan mengoksidasi HCl dengan oksigen atmosfer dengan adanya katalis. Sejak akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, klorin telah diproduksi melalui elektrolisis larutan klorida logam alkali. Metode ini menghasilkan 90-95% Klorin di dunia. Klorin dalam jumlah kecil diperoleh sebagai produk sampingan dalam produksi magnesium, kalsium, natrium, dan litium melalui elektrolisis lelehan klorida. Dua metode utama elektrolisis larutan NaCl berair digunakan: 1) dalam elektroliser dengan katoda padat dan diafragma filter berpori; 2) dalam elektroliser dengan katoda merkuri. Dalam kedua metode tersebut, gas Klorin dilepaskan pada anoda titanium-rutenium grafit atau oksida. Menurut metode pertama, hidrogen dilepaskan di katoda dan larutan NaOH dan NaCl terbentuk, dari mana soda kaustik komersial dipisahkan melalui pemrosesan selanjutnya. Menurut metode kedua, natrium amalgam terbentuk di katoda; ketika diurai dengan air murni dalam peralatan terpisah, diperoleh larutan NaOH, hidrogen, dan merkuri murni, yang kembali diproduksi. Kedua metode tersebut menghasilkan 1,125 t NaOH per 1 ton Klorin.

Elektrolisis dengan diafragma memerlukan investasi modal yang lebih sedikit untuk mengatur produksi Klorin dan menghasilkan NaOH yang lebih murah. Metode katoda merkuri menghasilkan NaOH yang sangat murni, namun hilangnya merkuri mencemari lingkungan.

Penggunaan Klorin. Salah satu cabang penting dari industri kimia adalah industri klorin. Jumlah utama Klorin diproses di tempat produksinya menjadi senyawa yang mengandung klor. Klorin disimpan dan diangkut dalam bentuk cair di dalam silinder, tong, tangki kereta api atau di kapal yang dilengkapi peralatan khusus. Negara-negara industri dicirikan oleh perkiraan konsumsi Klorin berikut: untuk produksi senyawa organik yang mengandung klor - 60-75%; senyawa anorganik mengandung Klorin, -10-20%; untuk pemutihan pulp dan kain - 5-15%; untuk kebutuhan sanitasi dan klorinasi air - 2-6% dari total produksi.

Klorin juga digunakan untuk mengklorinasi bijih tertentu untuk mengekstrak titanium, niobium, zirkonium dan lain-lain.

Klorin dalam tubuh. Klorin adalah salah satu unsur biogenik, komponen konstan jaringan tumbuhan dan hewan. Kandungan Klorin pada tumbuhan (banyak Klorin dalam halofit) berkisar dari seperseribu persen hingga seluruh persen, pada hewan - sepersepuluh dan seperseratus persen. Kebutuhan harian orang dewasa akan Klorin (2-4 g) dipenuhi oleh produk makanan. Klorin biasanya diberikan secara berlebihan melalui makanan dalam bentuk natrium klorida dan kalium klorida. Roti, daging, dan produk susu sangat kaya akan Klorin. Dalam tubuh hewan, Klorin merupakan zat aktif osmotik utama dalam plasma darah, getah bening, cairan serebrospinal dan beberapa jaringan. Berperan dalam metabolisme air-garam, meningkatkan retensi air di jaringan. Pengaturan keseimbangan asam basa dalam jaringan dilakukan bersamaan dengan proses lain dengan mengubah distribusi Klorin antara darah dan jaringan lain. Klorin terlibat dalam metabolisme energi pada tanaman, mengaktifkan fosforilasi oksidatif dan fotofosforilasi. Klorin mempunyai efek positif terhadap penyerapan oksigen oleh akar. Klorin diperlukan untuk produksi oksigen selama fotosintesis oleh kloroplas yang diisolasi. Kebanyakan media nutrisi untuk budidaya tanaman buatan tidak mengandung klorin. Ada kemungkinan bahwa konsentrasi Klorin yang sangat rendah cukup untuk perkembangan tanaman.

Keracunan klorin mungkin terjadi pada industri kimia, pulp dan kertas, tekstil, farmasi dan lain-lain. Klorin mengiritasi selaput lendir mata dan saluran pernapasan. Perubahan inflamasi primer biasanya disertai dengan infeksi sekunder. Keracunan akut segera terjadi. Saat menghirup Klorin konsentrasi sedang dan rendah, sesak dan nyeri di dada, batuk kering, pernapasan cepat, nyeri pada mata, lakrimasi, peningkatan kadar leukosit dalam darah, suhu tubuh, dll diamati , keadaan depresi, kejang mungkin terjadi. Dalam kasus ringan, pemulihan terjadi dalam 3-7 hari. Sebagai konsekuensi jangka panjang, penyakit selesema pada saluran pernapasan bagian atas, bronkitis berulang, pneumosklerosis dan lain-lain diamati; kemungkinan aktivasi tuberkulosis paru. Dengan menghirup Klorin dalam konsentrasi kecil dalam waktu lama, bentuk penyakit yang serupa namun berkembang perlahan akan diamati. Pencegahan keracunan: penyegelan fasilitas produksi, peralatan, ventilasi yang efektif, penggunaan masker gas jika diperlukan. Produksi klorin, pemutih dan senyawa lain yang mengandung klorin diklasifikasikan sebagai produksi dengan kondisi kerja berbahaya.