Хлор

ХЛОР, Cl (лат. Chlorum; от греч. chlorum — жёлто-зелёный * а. chlorine; н. Chlor; а. chlore; и. cloro), — химический элемент VII группы периодической системы Менделеева; относится к галогенам, атомный номер 17, атомная масса 35,453. В природе 2 стабильных изотопа ³⁶Cl (75,77%) и ³⁷Cl (24,23%). Искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40. Хлор впервые получен шведским химиком К. Шееле в 1774. Название было предложено в 1813 французским учёным Л. Гей-Люссаком.

Физические свойства

Хлор — жёлто-зелёный газ с резким раздражающим запахом. Плотность газообразного хлора при нормальных условиях 3,214 кг/м³, жидкого хлора при температуре кипения 1,557 кг/м³, твёрдого хлора 1,9 кг/м³ при 102°С; t плавления — 101°С; t кипения — 34,1°С; молярная теплоёмкость 33,94 Дж/(моль•К); коэффициент объёмного расширения 3,9•10^-3 К^-1(при 293 К).

Химические свойства

Хлор в соединениях проявляет степени окисления -1, +1, +3, +5, +7. Хлор химически очень активен. Образует соединения почти со всеми элементами (с некоторыми в присутствии влаги или при нагревании), давая при взаимодействии с металлами хлориды, с кислородом — оксиды (Cl₂О, ClO₂, Cl₂О₆, Cl₂О₇, Cl₂О₈), из которых при реакциях с водой образуются хлорноватистая, хлористая, хлорноватая, хлорная кислоты (соли этих кислот — гипохлориты, хлориты, хлораты и перхлораты). Пары хлора токсичны, раздражают слизистые оболочки. ПДК в воздухе производственные помещений 1 мг/м³, в атмосфере населённых пунктов разовая — 0,1 мг/м³, среднесуточная — 0,003 мг/м³.

Хлор в природе

Среднее содержание хлора 10^-4% (по массе) в земной коре 130, в ультраосновных породах и базальтовых — 50, в андезитах 100, гранитоидах 240, в осадочных породах — 160. В морской воде при вариациях солёности от 10 до 39% содержание иона Cl^- изменяется от 5,53 до 21,565 г/кг. В магматических породах хдор преимущественно концентрируется в амфиболах, флогопите, апатите. При фракционной кристаллизации основных магм хлор перераспределяется незначительно, обычно накапливается в богатых Mg и Fe породах. Наиболее резкое изменение концентрации хлора встречается при кристаллизации дифференциации и ликвации в агпаитовых щелочных расплавах (образование содалитовых пород и пегматитов). Хлор интенсивно выделяется при фумарольной деятельности вулканов. Важнейшие минералы хлора: галит, сильвин, бишофит, карналлит, хлорапатит Ca₃PO₄₃Cl, содалит (см. Галогениды природные).

Получение и применение хлора

Получают хлор при электролизе водных растворов NaCl (реже других хлоридов щелочных металлов) и использовании стального катода и диафрагмы (диафрагменный метод), ионообменной мембраны или ртутного катода (ртутный метод). Небольшое количество хлора получают попутно при производстве магния, кальция, натрия и лития электролизом расплавленных хлоридов. Применяется хлор при производстве хлорорганические соединений (винил-хлорида, дихлорэтана, хлорбензола и др.), неорганических хлоридов, для получения отбеливателей и дезинфицирующих средств, для очистки воды. Хлор используется также для хлорирования полиметаллических руд с целью извлечения титана, ниобия, циркония и др. Основные количества хлора перерабатываются на месте его производства в хлорсодержащие соединения. Хранят и перевозят хлор в жидком виде в баллонах, бочках, железнодорожных цистернах или в специально оборудованных судах. Примерное потребление хлора: на производство хлорсодержащих органических соединений около 70%; неорганических соединений, содержащих хлор, 10-20%; отбелку целлюлозы и тканей 5-15%; на санитарные нужды и хлорирование воды 2-6% от общей выработки.