Презентация, доклад на тему Хлор. Биологическая роль активного хлора. Опасности.

системы элементов Д. И. Менделеева. Входит в группу галогенов (первоначально название «галоген» использовал немецкий химик Швейгер для хлора (дословно «галоген» переводится как солерод), но оно не прижилось, и впоследствии стало общим для VII группы элементов, в которую входит и хлор).
В природе встречаются два изотопа хлора 35Cl и 37Cl. В земной коре хлор самый распространенный галоген. Хлор очень активен — он непосредственно соединяется почти со всеми элементами периодической системы. Поэтому в природе он встречается только в виде соединений в составе минералов: галита NaCI, сильвинита KCl · NaCl, бишофита MgCl2 · 6H2O, карналлита KCl · MgCl2 · 6Н2O, каинита KCl · МgSO4 · 3Н2О. Самые большие запасы хлора содержатся в составе солей вод морей и океанов. На долю хлора приходится 0,025 % от общего числа атомов земной коры, а человеческий организм содержит 0,25 % ионов хлора по массе.
Простое вещество хлор — ядовитый желтовато-зеленый газ, с резким запахом, состоит из двух атомов Cl : Cl.

получения
5 Применение
6 Биологическая роль
7 Особенности работы и меры предосторожности
8 Литература

выделение при взаимодействии пиролюзита с соляной кислотой в своём трактате о пиролюзите
4HCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + 2H2O
Шееле отметил запах хлора, схожий с запахом царской водки, его способность взаимодействовать с золотом и киноварью, а также его отбеливающие свойства.
Однако Шееле, в соответствии с господствовавшей в химии того времени теории Флогистона, предположил, что хлор представляет собой дефлогистированную соляную кислоту, то есть оксид соляной кислоты. Бертолле и Лавуазье предположили, что хлор является оксидом элемента мурия, однако попытки его выделения оставались безуспешными вплоть до работ Дэви, которому электролизом удалось разложить поваренную соль на натрий и хлор.

−34 °C и затвердевает при −101 °C, а при +1400° диссоциирует на атомы . Один литр газообразного хлора при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 760 мм ртутного столба) весит 3,214 г. Степень диссоциации Cl2 +243 кДж = 2Cl. При 1000 К равна 2,07*10-4 %; при 2500 К 0.909 %. Хлор хорошо растворяется в жидкостях: один объём воды растворяет около двух объемов хлора, образующийся раствор называют «хлорной водой», растворяется в ТiСl4, SiCl4, SnCl4 и в некоторых органических растворителях (особенно в гексане и четырёххлористом углероде). В реестре CAS — номер 7782-50-5. Сродство атома хлора к электрону 3,65 эВ, энергия ионизации 12,97 эВ. По электропроводности жидкий хлор занимает место среди самых сильных изоляторов: он проводит ток почти в миллиард раз хуже, чем дистиллированная вода, и в 1022 раз хуже серебра. Скорость звука в хлоре примерно в полтора раза меньше, чем в воздухе.

уровне по которому происходит образование химической связи:
Cl+17;
1S² 2S² 2p6 3S² 3p5,
поэтому чаще всего хлор проявляет валентность равную единице, за исключением высших кислородных соединений, в которых хлор может проявлять валентность III, IV, V и VII,

H2+S2- → 2H+Cl- + S0
но слабее чем фтор, который способен вытеснять его из соединений и образовывать с ним свои соединения при образовании которых хлор является восстановителем:
Cl2 + 3F2 (изб.) → 2ClF3
Эти соединения весьма реакционноспособны, к примеру в атмосфере СlF3 стеклянная вата самовоспламеняется.

в присутствии влаги или при нагревании):
Cl2 + 2Na → 2NaCl (при н.у.);
3Cl2 + 2Sb → 2SbCl3 (при н.у.);
3Cl2 + 2Fe → 2FeCl3 (при нагревании).
Царская водка, благодаря присутствию хлористог нитрозила и хлора способна растворять золото и платину с образованием хлораурат-иона при комнатной температуре:
3HCl + HNO3 → Cl2 + NOCl + 2H2O
2NOCl → 2NO + Cl2
с золотом:
2Au + 8HCl + 2HNO3 → 2H[AuCl4] + 2NO↑ + 4H2O
образование комплекса:
2Au0 + 8Cl- → 2[AuCl4]-
с платиной:
3Pt + 18HCl + 4HNO3 → 3H2[PtCl6] + 4NO↑ + 8H2O

образуя соответствующие хлориды:
С водородом: Cl2 + H2 → 2HCl (при нагревании или на свету)происходит цепная реакция:
1) Cl2 + hν → Cl- + Cl-
2) …………………. .Cl- + H2 → HCl + H+
3)…………………………………………..H+ + Cl2….
Смеси хлора с водородом, содержащие от 5,8 до 88,3 % водорода, взрываются в присутствии катализатора (света) с образованием хлороводорода. Смесь хлора с водородом в небольших концентрациях, горит бесцветным или желто-зеленым пламенем с образованием хлористого водорода. Максимальная температура водородно-хлорного пламени 2200 °C.

в избытке хлора фосфор сгорает бледно-желтым пламенем),
Хлор вытесняет бром и иод из их соединений с водородом и металлами:
Cl2 + 2HBr → Br2 + 2HCl (в газовой фазе и в растворе);
Cl2 + 2IF → I2 + 2HCl (в газовой фазе и в растворе);
С серой при нагревании дает S2Сl2, SСl2 и другие SnClm.
Энергично реагирует с сурьмой с образованием SbClх, с мышьяком с образованием AsCl3, c висмутом с образованием BiCl3.
С кислородом хлор образует оксиды в которых он проявляет степень окисления от +1 до +7: Cl2O, ClO2, Cl2O6, Cl2O7 они имеют резкий запах, термически и фотохимически нестабильны, склонны к взрывному распаду.

нагревании хлорную) и соляную кислоты при этом часть атомов хлора оксиляется до степени окисления +1, а другая восстанавливается до −1:
Cl20 + H2O → H+Cl- +HOCl+.
5. При хлорировании водных растворов щелочей на холоду образуются гипохлориты и хлориды, при повышенной температуре образуются хлораты; все соли хлора имеют общее название «галиты» :
3Cl2 + 6KOH → KClO3 + 5KCl + 3H2O

в присутствии угля получают оружие массового поражения — фосген:
Cl2 + CO → COCl2
7. Хлорированием сухой гидроокиси кальция получают хлорную известь:
Cl2 + Ca(OH)2 → Cl-Ca-OCl + H2O
8. При взаимодействии аммиака с хлором образуется трёххлористый азот:
4NH3 + 3Cl2 → NCl3 + 3NH4Cl

замещает водород: в предельных углеводородах с образованием смеси хлорпроизводных различного состава и пространственного строения:
CH3-CH3 + Cl2 → C2H6-xClx + HCl
или в непредельных: CH2=CH2 + Cl2 → CH2=CHCl +HCl
Либо присоединяется по кратным связям в непредельных углеводородах (реакция Марковникова):
CH2=CH2 + Cl2 → Cl-CH2-CH2-Cl
Хлорирование органических соединений ароматического ряда протекает по ионному механизму, в присутствии кислотного катализатора, например AlCl3 или FeCl3:
(1) Cl2 + FeCl3 → Сl- + [FeCl4]-;
(2) C6H6 + Cl- → C6H5Cl + Н+;
(3) [FeCl4]- + H+ → FeCl3 + HCl.
Хлорные органические соединения ядовиты: хлорметан, гексахлоран, дихлорэтан.

на методе Шееле, то есть реакции пиролюзита с соляной кислотой. В 1867 г. Диконом был разработан метод получения хлора каталитическим окислением хлороводорода кислородом воздуха. Процесс Дикона в настоящее время используется при рекуперации хлора из хлороводорода, являющегося побочным продуктом при промышленном хлорировании органических соединений.
В лаборатории хлор получают химическими способами:
Действием оксида марганца на соляную кислоту: MnO2 +4HCl = MnCl2 + Cl2↑ +2H2O
или перманганатом калия на соляную кислоту: 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ +8H2O

одновременным получением водорода и гидроксида натрия: 2NACl + 2H2О = H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH).
Электрохимические способы производства хлора
В настоящее время хлор вырабатывается тремя электрохимическими методами. Два из них электролиз с твердым катодом: диафрагменный и мембранный методы, третий — электролиз с жидким ртутным катодом (ртутный метод производства). В ряду электрохимических методов производства самым легким и удобным способом является электролиз с ртутным катодом, но этот метод наносит значительный вред окружающей среде в результате испарения и утечек металлической ртути.
Эффективность процесса производства рассчитывается не только по выходу хлора, но и по выходу гидроксида натрия и водорода получаемых при электролизе, при этом соотношение хлора и гидроксида натрия на выходе 100/110:
1.8NaCl + 0.5H2O + Энергия 2.8(МВт) = 1.00Cl2 + 1.10NaOH + 0.03H2

— на катодное и анодное пространство, где соответственно размещены катод и анод электролизера. Поэтому такой электролизер часто называют диафрагменным, а метод получения — диафрагменным электролизом. В анодное пространство диафрагменного электролизера непрерывно поступает поток насыщенного анолита (раствора NaCl). В результате электрохимического процесса на аноде за счет разложения галита выделяется хлор, а на катоде за счет разложения воды — водород. При этом прикатодная зона обогащается гидроксидом натрия (смотри:гидроксид натрия)
2CI- — 2е = Сl20↑
H2 0 −2e1/2О2 = H2↑
Хлор и водород выводятся из электролизера раздельно, не смешиваясь и подаются на сжижение, либо в реактор для производства соляной кислоты.

катионообменной полимерной мембраной. Мембранный метод производства эффективнее, чем диафрагменный, но гораздо сложнее.
Технологическая схема ртутного электролиза объединенных между собой коммуникациями. В электролитической ванне под действием ртутного насоса циркулирует ртуть, проходя через электролизер и разлагатель. Катодом электролизера служит поток ртути. Аноды — графитовые или малоизнашивающиеся. Вместе с ртутью через электролизер непрерывно течет поток анолита — раствора галита. В результате электрохимического разложения галита на аноде образуются ионы Сl- и выделяется хлор:
2CI- — 2е = С120↑
который отводится из электролизера, а на ртутном катоде образуется слабый раствор амальгамы натрия в ртути, так называемая амальгама (Na + Hg), которая в дальнейшем участвует в образовании гидроксида натрия (смотри:гидроксид натрия).
Производимый хлор в основном сразу используется в различных производствах, а так же после предварительной очистки и ожижения сохраняется в специальных «танках», или закачивается в стальные баллоны высокого давления. Баллоны с жидким хлором под давлением имеют специальную окраску — болотный цвет. Следует отметить что при длительной эксплуатации баллонов с хлором, в них накапливается чрезвычайно взрывчатый треххлористый азот, и поэтому время от времени баллоны с хлором должны проходить плановую промывку и очистку от хлорида азота.

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.
Отбеливающие свойства хлора известны с давних времен, хотя не сам хлор «отбеливает», а атомарный кислород, который образуется при распаде хлорноватистой кислоты: CI2 + H2O → HCI + HCIO → 2HCI + O•. Этот способ отбеливания тканей, бумаги, картона используется уже несколько веков.
Производство хлорорганических инсектицидов — веществ, убивающих вредных для посевов насекомых, но безопасные для растений. На получение средств защиты растений расходуется значительная часть производимого хлора. Один из самых важных инсектицидов — гексахлорциклогексан (часто называемый гексахлораном). Это вещество впервые синтезировано еще в 1825 г. Фарадеем, но практическое применение нашло только через 100 с лишним лет — в 30-х годах нашего столетия.

массового поражения: иприт, фосген. Иприт был впервые использован как оружие массового поражения в 1915 году немецкими войсками в бельгийском городке Ипр, отсюда и название — «иприт».
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. Для обеззараживания питьевой воды применяют: хлор, двуокись хлора, хлорамин и хлорную известь. СанПиН 2.1.4.1074-01 [1] устанавливает следующие пределы (коридор)допустимого содержания свободного остаточного хлора в питьевой воде централизованного водоснабжения 0.3 - 0.5 мг/л. Ряд ученых и даже политиков в России критикуют саму концепцию хлорирования водопроводной воды, но альтернативы дезинфецирующему последействию соединений хлора предложить не могут. Материалы, из которых изготовлены водопроводные трубы, по разному взаимодействуют с хлорированной водопроводной водой. Свободный хлор в водопроводной воде существенно сокращает срок службы трубопроводов на основе полиолефинов: полиэтиленовых труб различного вида, в т.ч. сшитого полиэтилена, большие извесного как ПЕКС (PEX, PE-X)..

производстве: соляной кислоты, хлорной извести, бертолетовой соли, хлоридов металлов, ядов, лекарств, удобрений.
В металлургии для производства чистых металлов: титана, олова, тантала, ниобия.
Как индикатор солнечных нейтрино в хлор-аргонных детекторах .

хлоре составляет около 800 мг в сутки. Младенец получает необходимое количество хлора через молоко матери, в котором содержится 11 ммоль/л хлора. NaCl необходим для выработки в желудке соляной кислоты, которая способствует пищеварению и уничтожению болезнетворных бактерий. В настоящее время участие хлора в возникновении отдельных заболеваний у человека изучено недостаточно хорошо, главным образом из-за малого количества исследований. Достаточно сказать, что не разработаны даже рекомендации по норме суточного потребления хлора. Мышечная ткань человека содержит 0,20-0,52 % хлора, костная — 0,09 %; в крови — 2,89 г/л. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) 95 г хлора. Ежедневно с пищей человек получает 3-6 г хлора, что с избытком покрывает потребность в этом элементе.
Ионы хлора жизненно необходимы растениям. Хлор участвует в энергетическом обмене у растений, активируя окислительное фосфорилирование. Он необходим для образования кислорода в процессе фотосинтеза изолированными хлоропластами, стимулирует вспомогательные процессы фотосинтеза, прежде всего те из них, которые связаны с аккумулированием энергии. Xлор положительно влияет на поглощение корнями кислорода, соединений калия, кальция, магния. Чрезмерная концентрация ионов хлора в растениях может иметь и отрицательную сторону, например, снижать содержание хлорофилла, уменьшать активность фотосинтеза, задерживать рост и развитие растений

лёгкие вызывает ожог лёгочной ткани, удушье. Раздражающее действие на дыхательные пути оказывает при концентрации в воздухе около 0,006 мг/л. Хлор был одним из первых химических отравляющих веществ, использованных Германией в Первую мировую войну. При работе с хлором следует пользоваться защитной спецодеждой, противогазом, перчатками. На короткое время защитить органы дыхания от попадания в них хлора можно тряпичной повязкой, смоченной раствором сульфита натрия Na2SO3 или тиосульфата натрия Na2S2O3. ПДК хлора в воздухе рабочих помещений 1 мг/м³, в воздухе населенных пунктов 0,03 мг/м³.

В. Некрасов. — М.: Химия, 1970;
Якименко Л. М., Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов, М., 1974;
Постановление Госгортехнадзора России от 05.06.2003 N 48, Об утверждении Правил безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении хлора ПБ от 05.06.2003 N 09-594-03;
Федеральный закон от 21.07.1997 N 116-ФЗО промышленной безопасности опасных производственных объектов (с изменениями на 18 декабря 2006 года);
Постановление Госгортехнадзора России от 18.10.2002 N 61-А, Об утверждении Общих правил промышленной безопасности для организаций, осуществляющих деятельность в области промышленной безопасности опасных производственных объектов, ПБ от 18.10.2002 N 03-517-02;

Приказ Минздрава РФ от 28 марта 2003 г. N 126 «Об утверждении Перечня вредных производственных факторов, при воздействии которых в профилактических целях рекомендуется употребление молока или других равноценных пищевых продуктов»;