Галогены Хлор. Хлороводород

Хлор – элемент 3‑го периода и VII А‑группы Периодической системы, порядковый номер 17. Электронная формула атома [10Ne]3s23p5, характерные степени окисления 0, ‑I, +I, +V и +VII. Наиболее устойчиво состояние Cl‑I. Шкала степеней окисления хлора:

Хлор обладает высокой электроотрицательностью (2,83), проявляет неметаллические свойства. Входит в состав многих веществ – оксидов, кислот, солей, бинарных соединений.

В природе – двенадцатый

по химической распространенности элемент (пятый среди неметаллов). Встречается только в химически связанном виде. Третий по содержанию элемент в природных водах (после О и H), особенно много хлора в морской воде (до 2 % по массе). Жизненно важный элемент для всех организмов.

Хлор Cl2.

Простое вещество. Желто‑зеленый газ с резким удушливым запахом. Молекула Cl2 неполярна, содержит σ‑связь CI–Cl. Термически устойчив, негорюч на воздухе; смесь с водородом взрывается на свету (водород сгорает в хлоре):

Хорошо растворим в воде, подвергается в ней дисмутации на 50 % и полностью – в щелочном растворе:

Раствор хлора в воде называют хлорной водой, на свету кислота НClO разлагается на НCl и атомарный кислород О0, поэтому «хлорную воду» надо хранить в темной склянке. Наличием в «хлорной воде» кислоты НСlO и образованием атомарного кислорода объясняются ее сильные окислительные свойства: например, во влажном хлоре обесцвечиваются многие красители.

Хлор очень сильный окислитель по отношению к металлам и неметаллам:

Реакции с соединениями других галогенов:

а) Cl2 + 2KBr(p) = 2КCl + Br2↑ (кипячение)

б) Cl2 (нед.) + 2KI(p) = 2КCl + I2↓

3Cl2 (изб.) + ЗН2O + KI = 6НCl + КIO3 (80 °C)

Качественная реакция – взаимодействие недостатка Cl2 с KI (см. выше) и обнаружение иода по синему окрашиванию после добавления раствора крахмала.

Получение хлора в промышленности

:

и в лаборатории

:

4НCl (конц.) + MnO2 = Cl

2↑ + MnCl2 + 2Н2O

(аналогично с участием других окислителей; подробнее см. реакции для НCl и NaCl).

Хлор относится к продуктам основного химического производства, используется для получения брома и иода, хлоридов и кислородсодержащих производных, для отбеливания бумаги, как дезинфицирующее средство для питьевой воды. Ядовит.

Хлороводород НCl.

Бескислородная кислота. Бесцветный газ с резким запахом, тяжелее воздуха. Молекула содержит ковалентную σ‑связь Н – Cl. Термически устойчив. Очень хорошо растворим в воде; разбавленные растворы называются хлороводородной кислотой, а дымящий концентрированный раствор (35–38 %) – соляной кислотой (название дано еще алхимиками). Сильная кислота в растворе, нейтрализуется щелочами и гидратом аммиака. Сильный восстановитель в концентрированном растворе (за счет Cl‑I), слабый окислитель в разбавленном растворе (за счет НI). Составная часть «царской водки».

Качественная реакция на ион Cl‑ – образование белых осадков AgCl и Hg2Cl2, которые не переводятся в раствор действием разбавленной азотной кислоты.

Хлороводород служит сырьем в производстве хлоридов, хлорорганических продуктов, используется (в виде раствора) при травлении металлов, разложении минералов и руд.

Уравнения важнейших реакций:

НCl (разб.) + NaOH (разб.) = NaCl + Н2O

HCl (разб.) + NH3 H2O = NH4Cl + Н2O

4HCl (конц., гор.) + МО2 = МCl2 + Cl2↑ + 2H2O (М = Mn, Pb)

16HCl (конц., гор.) + 2КMnO4(т) = 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O + 2КCl

14HCl (конц.) + К2Cr2O7(т) = 2CrCl3 + ЗCl2↑ + 7H2O + 2КCl

6HCl (конц.) + КClO3(т) = КCl + ЗCl2↑ + 3H2O (50–80 °C)

4HCl (конц.) + Са(ClO)2(т) = СаCl2 + 2Cl2| + 2Н2O

2HCl (разб.) + М = МCl2 + H2↑ (М = Fe, Zn)

2HCl (разб.) + МСO3 = МCl2 + СO2↑ + H2O (М = Са, Ва)

HCl (разб.) + AgNO3 = HNO3 + AgCl↓

Получение НCl в промышленности – сжигание Н2 в Cl2 (см.), в лаборатории – вытеснение из хлоридов серной кислотой:

NaCl(т) + H2SO4 (конц.) = NaHSO4 + НCl↑

(50 °C)

2NaCl(т) + H2SO4 (конц.) = Na2SO4 + 2

Н

Cl↑

(120 °C)

Смотрите также

Сравнение изотермического реактора идеального вытеснения и реактора полного смешения в зависимости от степени превращения
Серная кислота является одним из крупнотоннажных продуктов химической технологии. Серная кислота относиться к числу сильных кислот и является самой дешёвой. Она реагирует почти со всеми мет ...

Вода в химической промышленности
...

Углеграфитовые материалы
Все виды углеграфитовых материалов производятся на основе углерода. Ассортимент изделий весьма многочислен, а каждый вид характеризуется оригинальными свойствами. Основную роль в создани ...