Kwa asili, klorini hutokea katika hali ya gesi na katika mfumo wa misombo na gesi nyingine pekee. Chini ya hali ya karibu na kawaida, ni kijani, sumu, gesi caustic. Ina uzito zaidi kuliko hewa. Ina harufu nzuri. Molekuli ya klorini ina atomi mbili. Haina kuchoma wakati wa kupumzika, lakini kwa joto la juu huingiliana na hidrojeni, baada ya hapo mlipuko unawezekana. Matokeo yake, gesi ya phosgene inatolewa. Sumu sana. Kwa hivyo, hata katika mkusanyiko wa chini hewani (0.001 mg kwa dm 13) inaweza kusababisha kifo. Tabia kuu ya klorini isiyo ya chuma ni kwamba ni nzito kuliko hewa, kwa hiyo, itakuwa daima karibu na sakafu kwa namna ya haze ya njano-kijani.
Hakika za kihistoria
Kwa mara ya kwanza katika mazoezi, dutu hii ilipatikana na K. Schelee mwaka wa 1774 kwa kuchanganya asidi hidrokloriki na pyrolusite. Walakini, mnamo 1810 tu, P. Davy aliweza kuashiria klorini na kuanzisha hiyokipengele tofauti cha kemikali.
Inafaa kuzingatia kwamba mnamo 1772 Joseph Priestley aliweza kupata kloridi hidrojeni - kiwanja cha klorini na hidrojeni, lakini duka la dawa hakuweza kutenganisha elementi hizi mbili.
Tabia za kemikali za klorini
Klorini ni kipengele cha kemikali cha kikundi kikuu cha VII cha jedwali la upimaji. Iko katika kipindi cha tatu na ina nambari ya atomiki 17 (protoni 17 kwenye kiini cha atomiki). Tendaji nonmetal. Imeteuliwa kwa herufi Cl.
Ni kiwakilishi cha kawaida cha halojeni. Hizi ni gesi ambazo hazina rangi, lakini zina harufu kali ya harufu. Kawaida sumu. Halojeni zote ni mumunyifu sana katika maji. Huanza kuvuta sigara zinapowekwa kwenye hewa yenye unyevunyevu.
Mipangilio ya nje ya kielektroniki ya atomi Cl 3s2Зр5. Kwa hiyo, katika misombo, kipengele cha kemikali kinaonyesha viwango vya oxidation ya -1, +1, +3, +4, +5, +6 na +7. Radi ya mshikamano ya atomi ni 0.96Å, radius ya ionic ya Cl ni 1.83 Å, mshikamano wa atomi na elektroni ni 3.65 eV, kiwango cha ionization ni 12.87 eV.
Kama ilivyotajwa hapo juu, klorini ni metali isiyo ya metali inayofanya kazi kikamilifu, ambayo hukuruhusu kuunda misombo yenye takriban chuma chochote (katika hali nyingine, kwa kupasha joto au kutumia unyevu, huku ukiondoa bromini) na zisizo za metali. Katika umbo la poda, humenyuka pamoja na metali inapowekwa kwenye joto la juu pekee.
Kiwango cha juu cha joto cha mwako - 2250 °C. Kwa oksijeni, inaweza kuunda oksidi, hypochlorite, klorini na klorati. Michanganyiko yote iliyo na oksijeni hulipuka inapoingiliana na vioksidishajivitu. Inafaa kukumbuka kuwa oksidi za klorini zinaweza kulipuka bila mpangilio, ilhali klorati hulipuka tu inapowekwa wazi kwa vianzilishi vyovyote.
Tabia ya klorini kwa nafasi katika Jedwali la Vipindi:
• dutu rahisi;
• kipengele cha kundi la kumi na saba la jedwali la upimaji;
• kipindi cha tatu cha safu mlalo ya tatu;
• kundi la saba la kikundi kidogo;
• nambari ya atomiki 17;
• inayoashiria kwa ishara Cl;
• tendaji isiyo ya metali;
• iko katika kikundi cha halojeni;
• katika hali ya karibu ya kawaida, ni gesi yenye sumu yenye rangi ya manjano-kijani yenye harufu kali;
• molekuli ya klorini ina atomi 2 (formula Cl2).
Tabia ya klorini:
• Kiwango mchemko: -34.04 °С;
• Kiwango myeyuko: -101.5 °С;
• Uzito wa gesi - 3.214 g/l;
• msongamano wa klorini kioevu (wakati wa kuchemka) - 1.537 g/cm3;
• msongamano wa klorini imara - 1.9 g/cm 3;
• sauti mahususi – 1.745 x 10-3 l/mwaka.
Klorini: sifa za mabadiliko ya halijoto
Katika hali ya gesi, huwa na majimaji kwa urahisi. Kwa shinikizo la anga 8 na joto la 20 ° C, inaonekana kama kioevu cha kijani-njano. Ina mali ya juu sana ya kutu. Kama inavyoonyesha mazoezi, kipengele hiki cha kemikali kinaweza kudumisha hali ya kioevu hadi joto muhimu (143 ° C), kulingana na ongezeko la shinikizo.
Ikiwa imepozwa hadi -32 °C,itabadilisha hali yake ya mkusanyiko kuwa kioevu, bila kujali shinikizo la anga. Kwa kupungua zaidi kwa halijoto, uangazaji wa fuwele hutokea (kwa -101 ° C).
Klorini katika asili
Ganda la dunia lina klorini 0.017% pekee. Wingi ni katika gesi za volkeno. Kama ilivyoonyeshwa hapo juu, dutu hii ina shughuli nyingi za kemikali, kama matokeo ambayo hutokea kwa asili katika misombo na vipengele vingine. Hata hivyo, madini mengi yana klorini. Tabia ya kipengele inaruhusu uundaji wa madini mia moja tofauti. Kama kanuni, hizi ni kloridi za chuma.
Pia, kiasi chake kikubwa kiko baharini - karibu 2%. Hii ni kutokana na ukweli kwamba kloridi ni kufutwa kikamilifu na kubeba na mito na bahari. Mchakato wa kurudi nyuma pia unawezekana. Klorini huoshwa hadi ufukweni, na kisha upepo huibeba. Ndiyo maana mkusanyiko wake wa juu zaidi unazingatiwa katika maeneo ya pwani. Katika maeneo kame ya sayari, gesi tunayozingatia huundwa na uvukizi wa maji, kama matokeo ya ambayo mabwawa ya chumvi yanaonekana. Takriban tani milioni 100 za dutu hii huchimbwa kila mwaka ulimwenguni. Ambayo, hata hivyo, haishangazi, kwa sababu kuna amana nyingi zilizo na klorini. Sifa zake, hata hivyo, hutegemea sana eneo lake la kijiografia.
Njia za kupata klorini
Leo, kuna idadi ya mbinu za kupata klorini, ambazo zifuatazo ndizo zinazojulikana zaidi:
1. diaphragm. Ni rahisi na ya gharama nafuu zaidi. haidroklorikisuluhisho katika electrolysis ya diaphragm huingia kwenye nafasi ya anode. Zaidi juu ya gridi ya cathode ya chuma inapita kwenye diaphragm. Ina kiasi kidogo cha nyuzi za polymer. Kipengele muhimu cha kifaa hiki ni counterflow. Inaelekezwa kutoka kwa nafasi ya anode hadi nafasi ya cathode, ambayo inafanya uwezekano wa kupata klorini na lye kando.
2. Utando. Nishati bora zaidi, lakini ngumu kutekeleza katika shirika. Sawa na diaphragm. Tofauti ni kwamba nafasi za anode na cathode zimetenganishwa kabisa na membrane. Kwa hivyo, matokeo ni mitiririko miwili tofauti.
Inafaa kuzingatia kwamba tabia ya chem. kipengele (klorini) iliyopatikana kwa njia hizi itakuwa tofauti. Mbinu ya utando inachukuliwa kuwa "safi" zaidi.
3. Njia ya Mercury na cathode ya kioevu. Ikilinganishwa na teknolojia nyingine, chaguo hili hukuruhusu kupata klorini safi zaidi.
Mchoro mkuu wa usakinishaji unajumuisha elektroliza na pampu iliyounganishwa na kitenganishi cha amalgam. Zebaki inayosukumwa na pampu pamoja na suluhisho la chumvi ya kawaida hutumika kama cathode, na elektroni za kaboni au grafiti hutumika kama anode. Kanuni ya uendeshaji wa ufungaji ni kama ifuatavyo: klorini hutolewa kutoka kwa electrolyte, ambayo hutolewa kutoka kwa electrolyzer pamoja na anolyte. Uchafu na mabaki ya klorini huondolewa kutoka kwa mwisho, kujazwa na halite na kurudishwa kwenye uchanganuzi wa umeme tena.
Mahitaji ya usalama wa viwanda na kutokuwa na faida kwa uzalishaji kulisababisha kubadilishwa kwa cathode ya kioevu na ile ngumu.
Matumizi ya klorini viwandanimadhumuni
Sifa za klorini huiruhusu kutumika kikamilifu katika tasnia. Kwa msaada wa kipengele hiki cha kemikali, misombo mbalimbali ya organochlorine (kloridi ya vinyl, kloro-rubber, nk), madawa ya kulevya, na disinfectants hupatikana. Lakini jambo kuu linaloshughulikiwa na tasnia hii ni utengenezaji wa asidi hidrokloriki na chokaa.
Njia za kusafisha maji ya kunywa zinatumika sana. Leo, wanajaribu kuondoka kwa njia hii, na kuibadilisha na ozonation, kwani dutu tunayozingatia huathiri vibaya mwili wa binadamu, badala ya hayo, maji ya klorini huharibu mabomba. Hii ni kutokana na ukweli kwamba katika hali ya bure Cl huathiri vibaya mabomba yaliyotolewa na polyolefins. Hata hivyo, nchi nyingi hupendelea mbinu ya uwekaji klorini.
Pia, klorini hutumika katika madini. Kwa msaada wake, idadi ya metali adimu (niobium, tantalum, titani) hupatikana. Katika tasnia ya kemikali, misombo mbalimbali ya organoklorini hutumiwa kikamilifu kwa udhibiti wa magugu na kwa madhumuni mengine ya kilimo, kipengele hiki pia hutumika kama bleach.
Kwa sababu ya muundo wake wa kemikali, klorini huharibu rangi nyingi za kikaboni na isokaboni. Hii inafanikiwa kwa kuwabadilisha kabisa rangi. Matokeo kama haya yanawezekana tu ikiwa maji yapo, kwa sababu mchakato wa blekning hutokea kutokana na oksijeni ya atomiki, ambayo hutengenezwa baada ya kuvunjika kwa klorini: Cl2 + H2 O → HCl + HClO → 2HCl + O. Njia hii imetumiwa na wanandoakarne nyingi zilizopita na bado ni maarufu hadi leo.
Matumizi ya dutu hii ni maarufu sana kwa utengenezaji wa viua wadudu vya organochlorine. Maandalizi haya ya kilimo huua viumbe hatari, na kuacha mimea intact. Sehemu kubwa ya klorini yote inayochimbwa kwenye sayari inategemea mahitaji ya kilimo.
Pia hutumika katika utengenezaji wa misombo ya plastiki na raba. Kwa msaada wao, insulation ya waya, vifaa vya kuandikia, vifaa, makombora ya vifaa vya nyumbani, nk.. Kuna maoni kwamba raba zilizopatikana kwa njia hii hudhuru mtu, lakini hii haijathibitishwa na sayansi.
Inafaa kufahamu kuwa klorini (sifa za dutu hii zilifichuliwa kwa undani na sisi hapo awali) na viini vyake, kama vile gesi ya haradali na fosjini, pia hutumika kwa madhumuni ya kijeshi kupata mawakala wa vita vya kemikali.
Klorini kama kiwakilishi angavu cha madini yasiyo ya metali
Vyama visivyo vya metali ni vitu rahisi vinavyojumuisha gesi na vimiminiko. Mara nyingi, wao hufanya sasa umeme mbaya zaidi kuliko metali, na wana tofauti kubwa katika sifa za kimwili na mitambo. Kwa msaada wa kiwango cha juu cha ionization, wana uwezo wa kuunda misombo ya kemikali ya covalent. Hapo chini, sifa ya isiyo ya chuma itatolewa kwa kutumia mfano wa klorini.
Kama ilivyotajwa hapo juu, kipengele hiki cha kemikali ni gesi. Katika hali ya kawaida, haina kabisa mali sawa na yale ya metali. Bila msaada wa nje, haiwezi kuingiliana na oksijeni, nitrojeni, kaboni, nk.huonyesha mali ya vioksidishaji katika vifungo vyenye vitu rahisi na vingine ngumu. Inahusu halojeni, ambayo inaonekana wazi katika sifa zake za kemikali. Katika misombo na wawakilishi wengine wa halojeni (bromini, astatine, iodini), huwafukuza. Katika hali ya gesi, klorini (tabia yake ni uthibitisho wa moja kwa moja wa hili) hupasuka vizuri. Ni dawa bora ya kuua vijidudu. Inaua viumbe hai pekee, jambo ambalo linaifanya kuwa ya lazima katika kilimo na dawa.
Tumia kama dutu yenye sumu
Tabia ya atomi ya klorini huiruhusu kutumika kama wakala wa sumu. Kwa mara ya kwanza, gesi ilitumiwa na Ujerumani mnamo Aprili 22, 1915, wakati wa Vita vya Kwanza vya Kidunia, kama matokeo ambayo watu wapatao elfu 15 walikufa. Kwa sasa, haitumiwi kama dutu yenye sumu.
Hebu tupe maelezo mafupi ya kipengele cha kemikali kama wakala wa kukosa hewa. Huathiri mwili wa binadamu kwa kukosa hewa. Kwanza, inakera njia ya kupumua ya juu na utando wa mucous wa macho. Kikohozi kali huanza na mashambulizi ya kutosha. Zaidi ya hayo, kupenya ndani ya mapafu, gesi huharibu tishu za mapafu, ambayo husababisha edema. Muhimu! Klorini ni dutu inayofanya kazi haraka.
Kulingana na ukolezi katika hewa, dalili ni tofauti. Kwa maudhui ya chini ndani ya mtu, uwekundu wa membrane ya mucous ya macho, upungufu wa pumzi huzingatiwa. Maudhui katika angahewa ya 1.5-2 g/m3 husababisha uzito na msisimko katika kifua, maumivu makali katika njia ya juu ya upumuaji. Pia, hali hiyo inaweza kuambatana na lacrimation kali. Baada ya dakika 10-15 ya kuwa katika chumbakwa mkusanyiko huo wa klorini, kuchomwa kali kwa mapafu na kifo hutokea. Katika viwango vya juu zaidi, kifo kinawezekana ndani ya dakika moja kutokana na kupooza kwa njia ya juu ya upumuaji.
Unapofanya kazi na dutu hii, inashauriwa kutumia ovaroli, barakoa za gesi, glavu.
Klorini katika maisha ya viumbe na mimea
Klorini ni sehemu ya takriban viumbe vyote vilivyo hai. Upekee ni kwamba haipo katika umbo lake safi, bali katika umbo la misombo.
Katika viumbe vya wanyama na binadamu, ayoni za kloridi hudumisha usawa wa kiosmotiki. Hii ni kutokana na ukweli kwamba wana radius inayofaa zaidi kwa kupenya kwenye seli za membrane. Pamoja na ioni za potasiamu, Cl inasimamia usawa wa chumvi-maji. Katika utumbo, ioni za kloridi huunda mazingira mazuri kwa hatua ya enzymes ya proteolytic ya juisi ya tumbo. Njia za klorini hutolewa katika seli nyingi za mwili wetu. Kupitia kwao, kubadilishana maji ya intercellular hutokea na pH ya seli huhifadhiwa. Karibu 85% ya jumla ya kiasi cha kipengele hiki katika mwili hukaa katika nafasi ya intercellular. Imetolewa kutoka kwa mwili kupitia urethra. Hutolewa na mwili wa mwanamke wakati wa kunyonyesha.
Katika hatua hii ya ukuaji, ni vigumu kusema bila shaka ni magonjwa gani yanayosababishwa na klorini na misombo yake. Hii ni kutokana na ukosefu wa utafiti katika eneo hili.
Pia, ioni za kloridi zipo kwenye seli za mimea. Anashiriki kikamilifu katika kubadilishana nishati. Bila kipengele hiki, mchakato wa photosynthesis hauwezekani. Kwa msaada wakemizizi inachukua kikamilifu vitu muhimu. Lakini mkusanyiko mkubwa wa klorini katika mimea unaweza kuwa na athari mbaya (kupunguza kasi ya mchakato wa photosynthesis, kusimamisha ukuaji na ukuaji).
Hata hivyo, kuna wawakilishi kama hao wa mimea ambao wanaweza "kufanya marafiki" au angalau kupatana na kipengele hiki. Tabia ya isiyo ya chuma (klorini) ina kipengee kama uwezo wa dutu ya oxidize udongo. Katika mchakato wa mageuzi, mimea iliyotajwa hapo juu, inayoitwa halophytes, ilichukua mabwawa ya chumvi tupu, ambayo yalikuwa tupu kutokana na wingi wa kipengele hiki. Hufyonza ioni za kloridi, na kisha kuziondoa kwa usaidizi wa kuanguka kwa majani.
Usafirishaji na uhifadhi wa klorini
Kuna njia kadhaa za kuhamisha na kuhifadhi klorini. Tabia ya kipengele ina maana ya haja ya mitungi maalum ya shinikizo la juu. Vyombo vile vina alama ya kitambulisho - mstari wa kijani wa wima. Silinda lazima zioshwe vizuri kila mwezi. Kwa uhifadhi wa muda mrefu wa klorini, mvua ya kulipuka hutengenezwa ndani yao - trikloridi ya nitrojeni. Kuwasha na mlipuko wa papo hapo kunawezekana ikiwa sheria zote za usalama hazitazingatiwa.
Kusoma klorini
Wakemia wa baadaye wanapaswa kujua sifa za klorini. Kulingana na mpango huo, wanafunzi wa darasa la 9 wanaweza hata kufanya majaribio ya maabara na dutu hii kulingana na ujuzi wa msingi wa taaluma. Kwa kawaida, mwalimu analazimika kuendesha muhtasari wa usalama.
Utaratibu wa kazi ni kama ifuatavyo: unahitaji kuchukua chupa nayoklorini na kumwaga shavings ndogo za chuma ndani yake. Wakati wa kuruka, chipsi zitawaka na cheche nyangavu na wakati huo huo moshi mweupe mweupe SbCl3 hutengenezwa. Wakati karatasi ya bati ikizamishwa kwenye chombo na klorini, pia itawaka kwa hiari, na theluji za moto zitaanguka polepole chini ya chupa. Wakati wa majibu haya, kioevu cha moshi huundwa - SnCl4. Wakati kunyoa chuma kunapowekwa kwenye chombo, fomu ya "matone" nyekundu na moshi mwekundu huonekana FeCl3.
Pamoja na kazi ya vitendo, nadharia inarudiwa. Hasa, swali kama vile tabia ya klorini kwa nafasi katika mfumo wa mara kwa mara (ilivyoelezwa mwanzoni mwa makala).
Kama matokeo ya majaribio, inabadilika kuwa kipengele hiki humenyuka kikamilifu kwa misombo ya kikaboni. Ikiwa utaweka pamba ya pamba iliyowekwa kwenye turpentine kwenye jar ya klorini, itawaka mara moja, na soti itaanguka kwa kasi kutoka kwenye chupa. Sodiamu kwa ufanisi huvuta moto na moto wa njano, na fuwele za chumvi huonekana kwenye kuta za sahani za kemikali. Wanafunzi watapendezwa kujua kwamba, wakati bado mwanakemia mchanga, N. N. Semenov (baadaye mshindi wa Tuzo ya Nobel), baada ya kufanya jaribio kama hilo, alikusanya chumvi kutoka kwa kuta za chupa na, akinyunyiza mkate nayo, akala. Kemia iligeuka kuwa sawa na haikumwacha mwanasayansi. Kama matokeo ya jaribio lililofanywa na mwanakemia, chumvi ya kawaida ya mezani iligeuka kweli!
