На каких химических свойствах хлора основано его использование на практике

На каких химических свойствах хлора основано его использование на практике thumbnail
  • Обозначение – Cl (Chlorum);
  • Период – III;
  • Группа – 17 (VIIa);
  • Атомная масса – 35,4527;
  • Атомный номер – 17;
  • Радиус атома = 99 пм;
  • Ковалентный радиус = 102±4 пм;
  • Распределение электронов – 1s22s22p63s23p5;
  • t плавления = 100,95°C;
  • t кипения = -34,55°C;
  • Электроотрицательность (по Полингу/по Алпреду и Рохову) = 3,16/-;
  • Степень окисления: +7, +6, +5, +4, +3, +1, 0, -1;
  • Плотность (н. у.) = 3,21 г/см3;
  • Молярный объем = 18,7 см3/моль.
  • Уравнения окислительно-восстановительных реакций хлора (метод электронного баланса).
  • Уравнения окислительно-восстановительных реакций хлора (метод полуреакций).
  • Соляная кислота

Хлор в чистом виде впервые выделил шведский ученый Карл Шееле в 1774 году. Своё нынешнее название элемент получил в 1811 году, когда Г.Дэви предложил название “хлорин”, которое вскоре было сокращено до “хлор” с легкой руки Ж. Гей-Люссака. Немецкий ученый Иоганн Швейгер предложил для хлора название “галоген”, но этим термином было решено назвать всю группу элементов, в которую входит и хлор.

Хлор является самым распространенным галогеном в земной коре – на долю хлора приходится 0,025% всей массы атомов земной коры. По причине своей высокой активности хлор не встречается в природе в свободном виде, а только в составе соединений, при этом хлору “по барабану” с каким элементом вступать в реакцию, современной науке известны соединения хлора практически со всей таблицей Менделеева.

Основная масса хлора на Земле содержится в соленой воде Мирового океана (содержание 19 г/л). Из минералов больше всего хлора содержится в галите, сильвине, сильвините, бишофите, карналлите, каините.

Хлор играет важную роль в деятельности нервных клеток, а также в регуляции осмотических процессов, происходящих в организме человека и животных. Также хлор входит в состав зеленого вещества растений – хлорофилла.

Природный хлор состоит из смеси двух изотопов:

  • 35Cl – 75,5%
  • 37Cl – 24,5%

Хлор в Периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева, стоит под номером “17”, относится к галогенам (См. Атомы элементов 17(VIIa) группы (галогены)).

Рис. Строение атома хлора.

Электронная конфигурация атома хлора – 1s22s22p63s23p5 (см. Электронная структура атомов). В образовании химических связей с другими элементами могут участвовать 5 электронов, находящихся на внешнем 3p-уровне + 2 электрона 3s уровня (всего 7 электронов), поэтому в соединениях хлор может принимать степени окисления от +7 до -1. Как уже было сказано выше, хлор является химически активным галогеном.

Физические свойства хлора:

  • при н.у. хлор является ядовитым газом желто-зеленого цвета с резким запахом;
  • хлор в 2,5 раза тяжелее воздуха;
  • при н.у. в 1 л воды растворяется 2,5 объема хлора – этот раствор называется хлорная вода.

Химические свойства хлора

Взаимодействие хлора с простыми веществами (Cl выступает в роли сильного окислителя):

  • с водородом (реакция протекает только при наличии света):

    Cl2+H2 = 2HCl

  • с металлами с образованием хлоридов:

    Cl20+2Na0 = 2Na+1Cl-1
    3Cl20+2Fe0 = 2Fe+3Cl3-1

  • с неметаллами, менее электроотрицательными, чем хлор:

    Cl20+S0 = S+2Cl2-1
    3Cl20+2P0 = 2P+3Cl3-1

  • с азотом и кислородом хлор не реагирует непосредственно.

Взаимодействие хлора со сложными веществами:

Одной из самых известных реакций хлора со сложными веществами есть взаимодействие хлора с водой – кто живет в большом городе, наверняка, периодически сталкивается с ситуацией, когда, открыв кран с водой, ощущает стойкий запах хлора, после чего многие сетуют, дескать, опять воду хлорировали. Хлорирование воды является одним из основных способов ее обеззараживания от нежелательных микроорганизмов, небезопасных для здоровья человека. Почему так происходит? Разберем реакцию хлора с водой, которая протекает в два этапа:

  • На первом этапе происходит образование двух кислот: соляной и хлорноватистой:

    Cl20+H2O ↔ HCl-1+HCl+1O

  • На втором этапе хлорноватистая кислота разлагается с выделением атомарного кислорода, который окисляет воду (убивая микроорганизмы) + подвергает отбеливающему действию ткани, окрашенные органическими красителями, если их опустить в хлорную воду:

    HClO = HCl+[O] – реакция идет на свету

С кислотами хлор не взаимодействует.

Взаимодействие хлора с основаниями:

  • на холоде:

    Cl20+2NaOH = NaCl-1+NaCl+1O+H2O

  • при нагревании:

    3Cl20+6KOH = 5KCl-1+KCl+5O3+3H2O

  • с бромидами металлов:

    Cl3+2KBr = 2KCl+Br2↓

  • с йодидами металлов:

    Cl2+2KI = 2KCl+I2↓

  • с фторидами металлов хлор не реагирует, по причине их более высокой окислительной способности, нежели у хлора.

Хлор “охотно” вступает в реакции с органическими веществами:

Cl2+CH4 → CH3Cl+HCl
Cl2+C6H6 → C6H5Cl+HCl

В результате первой реакции с метаном, которая протекает на свету, образуется хлористый метил и соляная кислота. В результате второй реакции с бензолом, которая протекает в присутствии катализатора (AlCl3), образуется хлорбензол и соляная кислота.

  • Уравнения окислительно-восстановительных реакций хлора (метод электронного баланса).
  • Уравнения окислительно-восстановительных реакций хлора (метод полуреакций).

Получение и применение хлора

Промышленным способом хлор получают электролизом водного раствора (хлор выделяется на аноде; на катоде – водород) или расплава хлорида натрия (хлор выделяется на аноде; на катоде – натрий):

2NaCl+2H2O → Cl2↑+H2↑+2NaOH
2NaCl → Cl2↑+2Na

В лаборатории хлор получают действием концентрированной HCl на различные окислители при нагревании. В роли окислителей могут выступать оксид марганца, перманганат калия, бертолетова соль:

4HCl-1+Mn+4O2 = Mn+2Cl2+Cl20↑+2H2O
2KMn+7O4+16HCl-1 = 2KCl+2Mn+2Cl2+5Cl20↑+8H2O
KCl+5O3+6HCl-1 = KCl+3Cl20↑+3H2O

Применение хлора:

  • отбеливание тканей и бумаги;
  • обеззараживание воды;
  • производство пластмасс;
  • производство хлорной извести, хлороформа, ядохимикатов, моющих средств, каучуков;
  • синтез хлороводорода в производстве соляной кислоты.

См. далее: Соляная кислота

Источник

Хлор потребляется прежде всего химической промышленностью для производства различных органических хлорпроизводных, идущих для получения пластических масс, синтетических каучуков, химических волокон, растворителей, инсектицидов и т.п. В настоящее время более 60% мирового производства хлора используется для органического синтеза. Помимо этого хлор используют для производства соляной кислоты, хлорной извести, хлоратов и других продуктов. Значительные количества хлора идут в металлургию для хлорирования при переработке полиметаллических руд, извлечения золота из руд, а также его используют в нефтеперерабатывающей промышленности, в сельском хозяйстве, в медицине и санитарии, для обезвреживания питьевой и сточных вод, в пиротехнике и ряде других областей народного хозяйства. В результате развития сфер использования хлора, главным образом благодаря успехам органического синтеза, мировое производство хлора составляет более 20 млн. т/год.

Основные примеры применения и использования хлора во всевозможных отраслях науки, промышленности и бытовых нужд:

1. в производстве поливинилхлорида, пластикатов, синтетического каучука, из которых изготавливают: изоляцию для проводов, оконный профиль, упаковочные материалы, одежду и обувь, линолеум и грампластинки, лаки, аппаратуру и пенопласты, игрушки, детали приборов, строительные материалы. Поливинилхлорид производят полимеризацией винилхлорида, который сегодня чаще всего получают из этилена сбалансированным по хлору методом через промежуточный 1,2-дихлорэтан [8].

CH2=CH2+Cl2=>CH2Cl-CH2Cl

CH2Cl-CH2Cl=> CH2=CHCl+HCl

1) в качестве отбеливающего средства (хотя не сам хлор «отбеливает», а атомарный кислород, который образуется при распаде хлорноватистой кислоты по реакции: Cl2 + H2O > HCl + HClO > 2HCl + O*).

2) в производстве хлорорганических инсектицидов — веществ, убивающих вредных для посевов насекомых, но безопасных для растений (альдрин, ДДТ, гексахлоран). Один из самых важных инсектицидов — гексахлорциклогексан (C6H6Cl6).

3) используется как боевое отравляющее вещество, а также для производства других боевых отравляющих веществ: иприт (C4H8Cl2S), фосген (CCl2O).

4) для обеззараживания воды — «хлорирования». Наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды основан на способности свободного хлора и его соединений угнетать ферментные системы микроорганизмов катализирующие окислительно-восстановительные процессы [8]. Для обеззараживания питьевой воды применяют: хлор (Cl2), двуокись хлора (ClO2), хлорамин (NH2Cl) и хлорную известь (Ca(Cl)OCl).

5) в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E925.

6) в химическом производстве каустической соды (NaOH) (применяется в производстве искусственного шелка, в мыловаренной промышленности), соляной кислоты (HCl), хлорной извести, бертолетовой соли (KClO3), хлоридов металлов, ядов, лекарств, удобрений.

7) в металлургии для производства чистых металлов: титана, олова, тантала, ниобия [8].

TiO2 + 2C + 2Cl2 => TiCl4 + 2CO;

TiCl4 + 2Mg => 2MgCl2 + Ti (при Т=850°С)

8) в качестве индикатора солнечных нейтрино в хлор-аргонных детекторах (Идея «хлорного детектора» для регистрации солнечных нейтрино была предложена известным советским физиком академиком Б. Понтекорво и осуществлена американским физиком Р. Девисом и его сотрудникми. Уловив нейтрино ядро изотопа хлора с атомным весом 37, превращается в ядро изотопа аргона-37, при этом образуется один электрон, который можно зарегистрировать.).

Многие развитые страны стремятся ограничить использование хлора в быту, в том числе потому, что при сжигании хлорсодержащего мусора образуется значительное количество диоксинов (глобальные экотоксиканты, обладающие мощным мутагенным, иммунодепрессантным, канцерогенным, тератогенным и эмбриотоксическим действием. Они слабо расщепляются и накапливаются как в организме человека, так и в биосфере планеты, включая воздух, воду, пищу).

Источник

Класс 9А Дата: 02.11.20г.

Тема урока: Хлор. Свойства и применение хлора.

Цель урока:изучить физические свойства хлора и его применение.

Задачи урока:

Образовательные:

1. Рассмотреть положение галогенов в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.
2. Ознакомить учащихся с нахождением хлора в природе и способами его получения.
3. Сформировать знания о физических и химических свойствах хлора.
4. Охарактеризовать области применения хлора и отметить его токсичность.

Воспитательные:

1. Воспитание чувства сопереживания, взаимопомощи через работу в группах.
2. Формирование экологической грамотности через учебный материал о применении хлора.

Развивающие:

1. Развитие коммуникативных, эмоциональных качеств личности через работу в группе.
2. Развивать способность делать выводы через выполнение заданий групп.

Формировать УУД:

Познавательные УУД: умение осуществлять поиск нужной информации, выделять главное в тексте, структурировать учебный материал, грамотно формулировать вопросы,

Личностные УУД: умение применять полученные знания в своей практической деятельности.

Регулятивные УУД: умение планировать свою работу при выполнении заданий учителя, делать выводы по результатам работы.

Коммуникативные УУД: умение работать в составе творческих групп, высказывать свое мнение.

Средства обучения:

  • Периодическая система элементов Д.И. Менделеева

  • коллекция простых веществ и минеральных соединений галогенов

Ход урока

  1. Организационный момент

II.Актуализация опорных знаний

  1. Определить местоположение галогенов в ПС Д.И. Менделеева, назовите их.

  2. Охарактеризовать особенности строения атомов галогенов и электронную конфигурацию внешнего слоя.

  3. Какие свойства проявляют галогены в химических реакциях?

  4. Как изменяется окислительная способность галогенов с увеличением порядкового номера?

  5. Назвать самый активный галоген-неметалл? Почему?

Галогены (от греч. halos – соль и genes – образующий) – элементы главной подгруппы VIIгруппы периодической системы: фтор, хлор, бром, йод, астат.

В свободном состоянии галогены образуют вещества, состоящие из двухатомных молекул F2, Cl2, Br2, I2.

Название

Схема строения атома

Электронная формула

Фтор

F +9)2)7

…2s22p5

Хлор

Cl +17)2)8)7

…3s23p5

Бром

Br +35)2)8)18)7

…4s24p5

Йод

I +53)2)8)18)18)7

…5s25p5

1)   Общая электронная конфигурация внешнего энергетического уровня – nS2nP5.

2)   С возрастанием порядкового номера элементов увеличиваются радиусы атомов, уменьшается электроотрицательность, ослабевают неметаллические свойства (увеличиваются металлические свойства); галогены – сильные окислители, окислительная способность элементов уменьшается с увеличением атомной массы.

III. Мотивация.

Отрывок из произведения А.Р. Беляева “Голова профессора Доуэля”.

“Первый раз в жизни Артур Доуэль почувствовал, что не в состоянии овладеть чужой волей. Связанный, беспомощный, лежащий на полу человек издевался над ним. За дверью раздалось какое-то шипение. Доуэль продолжал петь все громче, но вдруг поперхнулся. Что-то раздражало его горло. Доуэль потянул носом и почувствовал запах. В горле и носоглотке неприятно щекотало, вскоре к этому присоединилась режущая боль в глазах. Запах усиливался.

Доуэль похолодел. Он понял, что Равино отравил его хлором. Настал его смертный час. Затем свет погас, и Доуэль словно провалился … Очнулся он от свежего ветра, который трепал его волосы”.

IV. Изучение нового материала

 Хлор Cl – элемент № 17, в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева находится в 3–м периоде, в VIIA группе. Электронная конфигурация атома хлора в стационарном состоянии 

     Наиболее характерными степенями окисления хлора являются следующие:

hello_html_m326a6459.png

Хлор Cl2 – открыт К. Шееле в 1774 г.

Физические свойства

 · при нормальных условиях хлор – газ желто-зеленого цвета;

     · имеет резкий раздражающий специфический «колющий» запах;

     · растворим в воде;

     · не горюч;

     · сильный окислитель;

     · тяжелее воздуха в 2,5 раза;

     · на воздухе образует с водяными парами белый туман.

     · t°пл. = -101°C, t°кип. = -34°С.

Получение

Окисление ионов Cl сильными окислителями или электрическим током:

MnO2 + 4HCl→ MnCl2 + Cl2 + 2H2O

2KMnO4 + 16HCl→ 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O                

K2Cr2O7 + 14HCl→ 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O

Электролиз раствора NaCl(промышленный способ):

2NaCl + 2H2O→ H2 + Cl2 + 2NaOH

Химические свойства

Хлор – сильный окислитель.

1) Реакции с металлами:

2Na + Cl2→ 2NaCl

Ni + Cl2→ NiCl2

2Fe + 3Cl2→ 2FeCl3                 

2) Реакции с неметаллами:

H2 + Cl2свет или t→ 2HCl          

2P + 3Cl2 → 2PClЗ                              

3) Реакция с водой:

Cl2 + H2O↔ HCl + HClO

4) Реакции со щелочами:

Cl2 + 2KOH → KCl + KClO + H2O

3Cl2 + 6KOH t→ 5KCl + KClOЗ + 3H2O

5) Вытесняет бром и йод из галогеноводородных кислот и их солей.

Cl2 + 2KI → 2KCl + I2

Cl2 + 2HBr → 2HCl + Br2

Применение хлора:

     1.     отбеливание тканей и бумаги;

     2.     обеззараживание воды;

     3.     производство пластмасс;

     4.     производство хлорной извести, хлороформа, ядохимикатов, моющих средств, каучуков;

  1. синтез хлороводорода в производстве соляной кислоты.

     Биологическая роль и токсичность:

     Хлор относится к важнейшим биогенным элементам и входит в состав всех живых организмов. У животных и человека, ионы хлора участвуют в поддержании осмотического равновесия, хлорид-ион имеет оптимальный радиус для проникновения через мембрану клеток. Ионы хлора жизненно необходимы растениям, участвуя в энергетическом обмене у растений, активируя окислительное фосфорилирование. Хлор в виде простого вещества ядовит, при попадании в лёгкие вызывает ожог лёгочной ткани, удушье. Раздражающее действие на дыхательные пути оказывает при концентрации в воздухе около 0,006 мг/л (т.е. в два раза выше порога восприятия запаха хлора). Хлор был одним из первых химических отравляющих веществ, использованных Германией в Первую Мировую войну.

V.Закрепление изученного материала

  1. Перечислить важнейшие физические свойства хлора и назвать области его применения.

  2. Расставить коэффициенты в данных схемах, назвать продукты реакции:

a) Na + Cl2  NaCl?  c) P + Cl2  PCl3?

b) Cl2 + H2 HCl ?      d) Cl2 + KBr  KCl + Br2 ?

VI. Рефлексия.

Учащимся необходимо выбрать 3 слова из 12, которые наиболее точно передают его состояние на уроке:

  1. Раздражение

  2. Злость

  3. Радость

  4. Равнодушие.

  5. Удовлетворение

  6. Вдохновение

  7. Скука.

  8. Тревога.

  9. Покой.

  10. Уверенность

  11. Неуверенность.

  12. Наслаждение.

  1. VII. Домашнее задание

  2. _____________________________

Источник

  • Главная
  • Вопросы & Ответы
  • Вопрос 16502288

Суррикат Мими

более месяца назад

Просмотров : 16   
Ответов : 1   

Лучший ответ:

В основном обеззараживания питьевой воды, отбеливания ткани и бумаги используют свойство хлора образовывать в ре-акции с водой сильный окислитель — хлорноватистую кислоту.

Хлор используют для получения боевых отравляющих веществ (фосгена).

более месяца назад

Ваш ответ:

Комментарий должен быть минимум 20 символов

Чтобы получить баллы за ответ войди на сайт

На каких химических свойствах хлора основано его использование на практике

Лучшее из галереи за : неделю   месяц   все время

На каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практикеНа каких химических свойствах хлора основано его использование на практике

    На каких химических свойствах хлора основано его использование на практике

    Другие вопросы:

    Зачетный Опарыш

    вертикальные углы. свойства вертикальных углов

    более месяца назад

    Смотреть ответ  

    Просмотров : 1   
    Ответов : 1   

    Таня Масян

    друг хочет переслать другу подарок по почте. он живет очень далеко. Если не закрыть коробку на ключ то почтальон украдет подарок. Если друг закроет подарок на ключ, то друг не сможет открыть подарок. как сделать так, чтобы он дошел целым и друг получил подарок?

    более месяца назад

    Смотреть ответ  

    Просмотров : 1   
    Ответов : 1   

    Главный Попко

    Укажите сосуды организма человека,в которые поступает кровь из правого желудочка: а)ствол легочных артерий б)легочные вены в)аорта г)верхняя и нижняя полые вены

    более месяца назад

    Смотреть ответ  

    Просмотров : 3   
    Ответов : 1   

    Мари Умняшка

    Биология 7 класс 8 Задание

    более месяца назад

    Смотреть ответ  

    Просмотров : 3   
    Ответов :    
    Картинок: 1   

    Онтонио Веселко

    1. При полном повреждении шейного отдела спинного мозга у человека сохраняется способность: 1) жевать пищу 2) чистить зубы 3) передвигаться 4) сидеть 2. Нервные импульсы из спинного мозга в головной передаются по: 1) двигательным нервам 2) чувствительным нервам 3) проводящим путям белого вещест…

    более месяца назад

    Смотреть ответ  

    Просмотров : 1   
    Ответов : 1   

    Источник

    Читайте также:  Какой фосфор оксид по свойствам