20. Klor. Klorovodik i klorovodična kiselina

Klor (Cl) - stoji u 3. periodu, u VII skupini glavne podskupine periodnog sustava, redni broj 17, atomska masa 35,453; odnosi se na halogene.

Fizička svojstva:žuto-zeleni plin oštrog mirisa. Gustoća 3,214 g/l; točka taljenja -101 °C; vrelište -33,97 °C, Na običnoj temperaturi lako se ukapljuje pod tlakom od 0,6 MPa. Otapajući se u vodi, stvara žućkastu klornu vodu. Dobro otopimo u organskim otapalima, posebno u heksanu (C6H14), u ugljičnom tetrakloridu.

Kemijska svojstva klora: elektronička konfiguracija: 1s22s22p63s22p5. Na vanjskoj razini nalazi se 7 elektrona. Prije nego što se razina završi, potreban je 1 elektron, koji klor prihvaća, pokazujući oksidacijsko stanje od -1. Postoje i pozitivna oksidacijska stanja klora do + 7. Poznati su sljedeći oksidi klora: Cl2O, ClO2, Cl2O6 i Cl2O7. Svi su nestabilni. Klor je jako oksidacijsko sredstvo. Izravno reagira s metalima i nemetalima:

Reagira s vodikom. U normalnim uvjetima, reakcija se odvija polagano, uz snažno zagrijavanje ili osvjetljenje - uz eksploziju, prema lančanom mehanizmu:

Klor stupa u interakciju s alkalijskim otopinama, tvoreći soli - hipoklorite i kloride:

Kada se klor propušta u otopinu lužine, nastaje mješavina otopina klorida i hipoklorita:

Klor je redukcijski agens: Cl2 + 3F2 = 2ClF3.

Interakcija s vodom:

Klor nema izravnu interakciju s ugljikom, dušikom i kisikom.

Priznanica: 2NaCl + F2 = 2NaF + Cl2.

Elektroliza: 2NaCl + 2H2O = Cl2 + H2 + 2NaOH.

Nalaz u prirodi: sadržani u sastavu minerala: halit (kamena sol), silvin, bišofit; morska voda sadrži kloride natrija, kalija, magnezija i drugih elemenata.

Klorovodik HCl. Fizička svojstva: bezbojni plin, teži od zraka, topiv u vodi i stvara klorovodičnu kiselinu.

Klorovodik- to je bezbojni plin, teži od zraka, oštrog mirisa, koji se sastoji od jednakih količina klora i vodika, formule: HCl

Mješavina klora i vodika daje burnu reakciju i eksplodira čak i na sunčevoj svjetlosti, stvarajući klorovodik.

Sam klorovodik nije zapaljiv plin.

U laboratoriju možete dobiti klorovodik koristeći koncentriranu sumpornu kiselinu + kuhinjsku sol i zagrijavanjem ove smjese.

Plin klorovodik je vrlo topiv u vodi, sama otopina se zove.

Čini se da se pri visokim koncentracijama klorovodična kiselina dimi u zraku, jer se klorovodik postupno oslobađa iz otopine u vanjsku vlagu zraka. Kada se zagrijava, oslobađanje klorovodika je intenzivnije.

Klorovodična kiselina se široko koristi za čišćenje površina od hrđe. Međutim, to se može učiniti samo korištenjem inhibitora (aditiva koji usporavaju reakciju metala s kiselinom) kako kiselina ne bi oštetila sam metal. Iz kiseline se dobivaju i soli, koristi se u medicini itd. Ovu kiselinu čak i luči naš želudac za probavu hrane, ali je koncentracija tamo vrlo mala (0,2-0,5%).

Soli ove kiseline nazivaju se kloridi. Kloridi su uglavnom također topljivi u vodi.

Ako klorovodičnoj kiselini ili njezinoj soli dodate srebrni nitrat (AgNO 3), nastat će bijeli sirasti talog. Taj je talog netopiv u kiselinama, što uvijek omogućuje utvrđivanje prisutnosti kloridnih iona.

|
klorovodični kiselin, formula klorovodika
Klorovodik, klorovodik(HCl) - bezbojan, toplinski stabilan plin (u normalnim uvjetima) oštrog mirisa, dimi u vlažnom zraku, lako topiv u vodi (do 500 volumena plina po volumenu vode) da tvori klorovodičnu (klorovodičnu) kiselinu. Na -85,1 °C kondenzira u bezbojnu, pokretnu tekućinu. Na -114,22 °C, HCl postaje krut. u čvrstom stanju, klorovodik postoji u obliku dvije kristalne modifikacije: rombične, stabilne ispod -174,75 °C, i kubične.

• 1 Svojstva
• 2 Dobivanje
• 3 Primjena
• 4 Sigurnost
• 5 Bilješke
• 6 Književnost
• 7 Veze

Svojstva

Vodena otopina klorovodika naziva se klorovodična kiselina. Kada se otopi u vodi, javljaju se sljedeći procesi:

Proces otapanja je vrlo egzoterman. S vodom HCl tvori azeotropnu smjesu koja sadrži 20,24% HCl.

Klorovodonična kiselina je jaka jednobazna kiselina, snažno djeluje sa svim metalima u nizu napona lijevo od vodika, s bazičnim i amfoternim oksidima, bazama i solima, tvoreći soli - kloride:

Kloridi su iznimno česti u prirodi i imaju najširu primjenu (halit, silvin). Većina ih je vrlo topiva u vodi i potpuno se disociraju na ione. Slabo topljivi su olovni klorid (PbCl2), srebrni klorid (AgCl), živin(I) klorid (Hg2Cl2, kalomel) i bakrov(I) klorid (CuCl).

Pod djelovanjem jakih oksidacijskih sredstava ili tijekom elektrolize, klorovodik pokazuje redukcijska svojstva:

Kada se zagrijava, klorovodik se oksidira kisikom (katalizator - bakrov (II) klorid CuCl2):

Koncentrirana klorovodična kiselina reagira s bakrom da nastane monovalentni kompleks bakra:

Mješavina od 3 volumna dijela koncentrirane klorovodične kiseline i 1 volumnog udjela koncentrirane dušične kiseline naziva se carska voda. Kraljevska votka može otopiti čak i zlato i platinu. Visoka oksidativna aktivnost carske vode je zbog prisutnosti nitrozil klorida i klora u njoj, koji su u ravnoteži s početnim materijalima:

Zbog visoke koncentracije kloridnih iona u otopini, metal se veže na kloridni kompleks, što doprinosi njegovom otapanju:

Dodaje se sumporovom anhidridu, tvoreći klorosulfonsku kiselinu HSO3Cl:

Klorovodik također karakteriziraju reakcije dodavanja višestrukih veza (elektrofilna adicija):

Priznanica

U laboratorijskim uvjetima, klorovodik se dobiva djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline na natrijev klorid (obična sol) uz lagano zagrijavanje:

HCl se također može dobiti hidrolizom kovalentnih halogenida kao što su fosfor(V) klorid, tionil klorid (SOCl2) i hidrolizom klorida karboksilne kiseline:

U industriji se klorovodik prije dobivao uglavnom sulfatnom metodom (Leblanc metoda), temeljenom na interakciji natrijevog klorida s koncentriranom sumpornom kiselinom. Trenutno se za dobivanje klorovodika obično koristi izravna sinteza iz jednostavnih tvari:

U proizvodnim uvjetima, sinteza se provodi u posebnim postrojenjima u kojima vodik kontinuirano gori ravnomjernim plamenom u struji klora, miješajući se s njim izravno u plamenu plamenika. Time se postiže miran (bez eksplozije) tijek reakcije. Vodik se isporučuje u višku (5 - 10%), što omogućuje potpunije korištenje vrijednijeg klora i dobivanje klorovodične kiseline koja nije kontaminirana klorom.

Klorovodična kiselina se proizvodi otapanjem plinovitog klorovodika u vodi.

Primjena

Vodena otopina ima široku primjenu za dobivanje klorida, za kiseljenje metala, čišćenje površine posuda, bunara od karbonata, preradu ruda, u proizvodnji gume, mononatrijevog glutamata, sode, klora i drugih proizvoda. Također se koristi u organskoj sintezi. Otopina klorovodične kiseline naširoko se koristila u proizvodnji sitnih betona i proizvoda od gipsa: ploča za popločavanje, armiranobetonskih proizvoda itd.

Sigurnost

Udisanje klorovodika može dovesti do kašlja, gušenja, upale nosa, grla i gornjih dišnih puteva, au težim slučajevima i plućnog edema, problema s cirkulacijom, pa čak i smrti. Dodir s kožom može uzrokovati crvenilo, bol i teške opekline. Klorovodik može uzrokovati teške opekline oka i trajno oštećenje oka.

Koristi se kao otrov tijekom ratova.

Bilješke

1. Klorovodik na stranici HiMiK.ru
2. Klorovodična kiselina se ponekad naziva klorovodikom.
3. A. A. Drozdov, V. P. Zlomanov, F. M. Spiridonov. Anorganska kemija (u 3 sveska). T.2. - M.: Izdavački centar "Akademija", 2004.

Književnost

• Levinsky M.I., Mazanko A.F., Novikov I.N. "Hidroklorid i klorovodična kiselina" M.: Kemija 1985.

Linkovi

• Klorovodik: kemijska i fizikalna svojstva

P o r Klorirane anorganske kiseline

klorovodik, klorovodik wikipedia, molekula klorovodika, formula klorovodika, kemijski stupanj 9 klorovodika, klorovodični kiselin, klorovodična kiselina

Informacije o klorovodiku

DEFINICIJA

Klorovodik(klorovodična kiselina, klorovodična kiselina) - složena tvar anorganske prirode, koja može postojati i u tekućem i u plinovitom stanju.

U drugom slučaju radi se o bezbojnom plinu, vrlo topljivom u vodi, au prvom slučaju o otopini jake kiseline (35-36%). Struktura molekule klorovodika, kao i njena strukturna formula, prikazani su na sl. 1. Gustoća - 1,6391 g / l (N.O.). Talište je - (-114,0 o C), ključanje - (-85,05 o C).

Riža. 1. Strukturna formula i prostorna struktura molekule klorovodika.

Bruto formula klorovodika je HCl. Kao što je poznato, molekularna masa molekule jednaka je zbroju relativnih atomskih masa atoma koji čine molekulu (vrijednosti relativnih atomskih masa preuzete iz periodnog sustava D.I. Mendelejeva zaokružuju se na cijele brojeve ).

Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);

Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.

Molarna masa (M) je masa 1 mola tvari. Lako je pokazati da su numeričke vrijednosti molarne mase M i relativne molekulske mase M r jednake, međutim, prva vrijednost ima dimenziju [M] = g/mol, a druga je bezdimenzionalna:

M = N A × m (1 molekula) = N A × M r × 1 a.m.u. = (N A ×1 amu) × M r = × M r .

To znači da molarna masa klorovodika je 36,5 g/mol.

Molarna masa tvari u plinovitom stanju može se odrediti pomoću koncepta njezinog molarnog volumena. Da biste to učinili, pronađite volumen koji u normalnim uvjetima zauzima određena masa određene tvari, a zatim izračunajte masu od 22,4 litre ove tvari pod istim uvjetima.

Za postizanje ovog cilja (izračun molarne mase) moguće je koristiti jednadžbu stanja idealnog plina (jednadžba Mendeleev-Clapeyron):

gdje je p tlak plina (Pa), V je volumen plina (m 3), m je masa tvari (g), M je molarna masa tvari (g / mol), T je apsolutna temperatura (K), R je univerzalna plinska konstanta jednaka 8,314 J / (mol × K).

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Vježbajte	U kojoj je od sljedećih tvari maseni udio kisikovog elementa veći: a) u cinkovom oksidu (ZnO); b) u magnezijevom oksidu (MgO)?
Odluka	Odredite molekulsku masu cinkovog oksida: Mr(ZnO) = Ar(Zn) + Ar(O); Mr(ZnO)=65+16=81. Poznato je da je M = Mr, što znači M(ZnO) = 81 g/mol. Tada će maseni udio kisika u cinkovom oksidu biti jednak: ω (O) = Ar (O) / M (ZnO) × 100%; ω(O) = 16 / 81 × 100% = 19,75%. Odredite molekulsku masu magnezijevog oksida: Mr(MgO) = Ar(Mg) + Ar(O); Mr (MgO) = 24+ 16 = 40. Poznato je da je M = Mr, što znači M(MgO) = 60 g/mol. Tada će maseni udio kisika u magnezijevom oksidu biti jednak: ω (O) = Ar (O) / M (MgO) × 100%; ω (O) = 16 / 40 × 100% = 40%. Dakle, maseni udio kisika veći je u magnezijevom oksidu, budući da je 40 > 19,75.
Odgovor	Maseni udio kisika veći je u magnezijevom oksidu

PRIMJER 2

Vježbajte	U kojem je od sljedećih spojeva maseni udio metala veći: a) u aluminijevom oksidu (Al 2 O 3); b) u željezovom oksidu (Fe 2 O 3)?
Odluka	Maseni udio elementa X u molekuli sastava HX izračunava se sljedećom formulom: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Izračunajmo maseni udio svakog elementa kisika u svakom od predloženih spojeva (vrijednosti relativnih atomskih masa uzetih iz periodnog sustava D.I. Mendelejeva zaokružit će se na cijele brojeve). Odredite molekulsku masu aluminijevog oksida: Mr (Al 2 O 3) = 2×Ar(Al) + 3×Ar(O); Mr (Al 2 O 3) \u003d 2 × 27 + 3 × 16 \u003d 54 + 48 \u003d 102. Poznato je da je M \u003d Mr, što znači M (Al 2 O 3) = 102 g / mol. Tada će maseni udio aluminija u oksidu biti jednak: ω (Al) \u003d 2 × Ar (Al) / M (Al 2 O 3) × 100%; ω (Al) \u003d 2 × 27 / 102 × 100% \u003d 54 / 102 × 100% = 52,94%. Odredite molekulsku masu željezovog oksida (III): Mr (Fe 2 O 3) = 2×Ar(Fe) + 3×Ar(O); Mr (Fe 2 O 3) \u003d 2 × 56 + 3 × 16 \u003d 112 + 48 \u003d 160. Poznato je da je M \u003d Mr, što znači M (Fe 2 O 3) = 160 g / mol. Tada će maseni udio željeza u oksidu biti jednak: ω (O) \u003d 3 × Ar (O) / M (Fe 2 O 3) × 100%; ω (O) = 3×16 / 160 × 100% = 48 / 160× 100% = 30%. Dakle, maseni udio metala veći je u aluminijevom oksidu, budući da je 52,94 > 30.
Odgovor	Maseni udio metala veći je u aluminijevom oksidu

Klor- element 3. perioda i VII A-skupine periodnog sustava, serijski broj 17. Elektronska formula atoma je [ 10 Ne] 3s 2 3p 5, karakteristična oksidacijska stanja su 0, -I, +I, +V i +VII. Najstabilnije stanje je Cl-I. Ljestvica oksidacijskog stanja klora:

Klor ima visoku elektronegativnost (2,83) i pokazuje nemetalna svojstva. Dio je mnogih tvari - oksida, kiselina, soli, binarnih spojeva.

U prirodi - dvanaesti po kemijskom obilju, element (peti među nemetalima). Javlja se samo u kemijski vezanom obliku. Treći element po sadržaju u prirodnim vodama (nakon O i H), osobito puno klora u morskoj vodi (do 2% masenog udjela). Važan element za sve organizme.

Klor Cl 2 . Jednostavna tvar. Žuto-zeleni plin oštrog, zagušljivog mirisa. Molekula Cl 2 je nepolarna i sadrži CI–Cl σ-vezu. Termički stabilan, nezapaljiv na zraku; smjesa s vodikom eksplodira na svjetlu (vodik gori u kloru):

Vrlo je topiv u vodi, dismutira se u njoj za 50% i potpuno - u alkalnoj otopini:

Zove se otopina klora u vodi klorna voda, na svjetlu se kiseli HClO razgrađuje na HCl i atomski kisik O 0, stoga se "klorna voda" mora čuvati u tamnoj boci. Prisutnost HClO kiseline u "klornoj vodi" i stvaranje atomskog kisika objašnjavaju njena snažna oksidacijska svojstva: na primjer, mnoge boje postaju bezbojne u vlažnom kloru.

Klor je vrlo jako oksidacijsko sredstvo u odnosu na metale i nemetale:

Reakcije sa spojevima drugih halogena:

a) Cl 2 + 2KBr (p) = 2KCl + Br 2 (vrenje)

b) Cl 2 (tjedan) + 2KI (p) = 2KCl + I 2 ↓

3Cl 2 (npr.) + ZN 2 O + KI \u003d 6HCl + KIO 3 (80 ° C)

Kvalitativna reakcija– interakcija nedostatka Cl 2 s KI (vidi gore) i detekcija joda plavom obojenošću nakon dodavanja otopine škroba.

Priznanica klor u industrija:

i u laboratorije:

4NCl (konc.) + MnO2 = Cl 2 + MnCl 2 + 2N 2 O

(slično uz sudjelovanje drugih oksidacijskih sredstava; vidjeti reakcije za HCl i NaCl za više detalja).

Klor je proizvod glavne kemijske industrije, koristi se za proizvodnju broma i joda, klorida i derivata koji sadrže kisik, za izbjeljivanje papira, kao dezinficijens za pitku vodu. Otrovno.

Klorovodik HCl. Anoksična kiselina. Bezbojni plin oštrog mirisa, teži od zraka. Molekula sadrži kovalentnu σ-vezu H - Cl. Termički stabilan. Vrlo dobro otopimo u vodi; razrijeđene otopine nazivaju se klorovodična kiselina, i dimajuću koncentriranu otopinu (35-38%) - klorovodična kiselina(ime su dali alkemičari). Jaka kiselina u otopini, neutralizirana lužinama i amonijak hidratom. Jako redukcijsko sredstvo u koncentriranoj otopini (zbog Cl‑I), slabo oksidacijsko sredstvo u razrijeđenoj otopini (zbog H I). Sastavni dio "kraljevske votke".

Kvalitativna reakcija na Cl - ion je stvaranje bijelih taloga AgCl i Hg 2 Cl 2, koji se ne prenose u otopinu djelovanjem razrijeđene dušične kiseline.

Klorovodik služi kao sirovina u proizvodnji klorida, organoklornih proizvoda, koristi se (u obliku otopine) u jetkanju metala, razgradnji minerala i ruda.

Jednadžbe najvažnijih reakcija:

HCl (razd.) + NaOH (razd.) \u003d NaCl + H 2 O

HCl (razb.) + NH 3 H 2 O \u003d NH 4 Cl + H 2 O

4HCl (konc., horizont) + MO 2 \u003d MCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O (M = Mn, Pb)

16HCl (konc., horizont) + 2KMnO 4(t) = 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O + 2KCl

14HCl (konc.) + K 2 Cr 2 O 7 (t) \u003d 2CrCl 3 + ZCl 2 + 7H 2 O + 2KCl

6HCl (konc.) + KClO 3 (t) \u003d KCl + ZCl 2 + 3H 2 O (50–80 ° C)

4HCl (konc.) + Ca(ClO) 2(t) = CaCl 2 + 2Cl 2 | + 2H20

2HCl (razb.) + M = MCl 2 + H 2 (M = Fe, Zn)

2HCl (razb.) + MSO 3 \u003d MCl 2 + CO 2 + H 2 O (M = Ca, Ba)

HCl (razb.) + AgNO 3 = HNO 3 + AgCl ↓

Priznanica HCl u industriji - izgaranje H 2 u Cl 2 (vidi), u laboratoriju - istiskivanje iz klorida sumpornom kiselinom:

NaCl (t) + H2SO4 (konc.) = NaHS04+ HCl(50°C)

2NaCl (t) + H 2 SO 4 (konc.) = Na 2 SO 4 + 2NCl(120°C)