Clor

Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea altor semnificații, consultați Clor (dezambiguizare) .

Acest articol sau secțiune pe tema chimiei lipsește sau lipsește de note specifice și referințe bibliografice . Deși există o bibliografie și / sau linkuri externe , nu există o contextualizare a surselor cu note de subsol sau alte referințe precise care indică cu promptitudine originea informațiilor. Puteți îmbunătăți această intrare citând mai precis sursele . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Clor
17 Cl                                                                                                                                                                                                                                               sulf ← clor → argon
Aspect
Gaz galben verzui
Linia spectrală
Generalitate
Numele, simbolul, numărul atomic	clor, Cl, 17
Serie	halogeni
Grup , punct , bloc	17 (VIIA) , 3 , p
Densitate	3.214 kg / m³ a 273 K
Configurare electronică
Termen spectroscopic	2 P sau 3/2
Proprietăți atomice
Greutate atomica	35.453
Raza atomică (calc.)	100 pm
Raza covalentă	Ora 99
Raza Van der Waals	175 pm
Configurare electronică	[Ne] 3s 2 3p 5
și - după nivelul de energie	2, 8, 7
Stări de oxidare	± 1 , 3,5,7 (acid puternic)
Structură cristalină	ortorombic
Proprietăți fizice
Stare a materiei	gaz (nemagnetic)
Punct de fuziune	171,6 K (-101,5 ° C )
Punct de fierbere	239,11 K (-34,1 ° C)
Volumul molar	17,39 × 10 −6 m³ / mol
Entalpia vaporizării	10,2 kJ / mol
Căldura de fuziune	3,203 kJ / mol
Presiunea de vapori	586 kPa a 298 K
Alte proprietăți
numar CAS	7782-50-5
Electronegativitate	3.16
Căldura specifică	480 J / (kg K)
Conductivitate termică	0,0089 W / (m K)
Energia primei ionizări	1 251,2 kJ / mol
A doua energie de ionizare	2 298 kJ / mol
A treia energie de ionizare	3 822 kJ / mol
Energia celei de-a patra ionizări	5 158,6 kJ / mol
A cincea energie de ionizare	6 542 kJ / mol
Energia celei de-a șasea ionizări	9 362 kJ / mol
Energia celei de-a șaptea ionizări	11 018 kJ / mol
A opta energie de ionizare	33 604 kJ / mol
A noua energie de ionizare	38 600 kJ / mol
A zecea energie de ionizare	43 961 kJ / mol
Izotopi mai stabili
iso N / A TD DM DE DP 35 Cl 75,77% Este stabil cu 18 neutroni 36 Cl sintetic 301 000 de ani β - ε 0,709 1.142 36 Ar 36 S 37 Cl 24,23% Este stabil cu 20 de neutroni
iso: izotop NA: abundență în natură TD: timpul de înjumătățire DM: modul de descompunere DE: energia de descompunere în MeV DP: produs de descompunere

Clorul (din grecescul χλωρός, chloròs , „verde pal”) este elementul chimic al tabelului periodic cu numărul atomic 17 și simbolul Cl . Face parte din grupul halogen , situat în grupul 17 al tabelului periodic . Gazul clorat este de culoare verde gălbuie, de două ori și jumătate mai dens decât aerul și are un miros extrem de neplăcut, înfundat și este foarte otrăvitor . În condiții standard și într-o gamă largă de temperaturi și presiuni, clorul gazos constă dintr-o moleculă diatomică Cl ₂ ( numărul CAS 7782-50-5 ). Este un puternic agent de oxidare , albire și dezinfectare . Sub formă de anion clorură Cl ^- este o componentă a sării de masă obișnuite (sau clorură de sodiu) și a multor alți compuși, este foarte abundentă în natură și este necesară pentru aproape toate formele de viață, inclusiv pentru organismul uman (sângele conține de fapt un cantitate echitabilă de anion clorură ).

fundal

Cel mai comun compus al clorului, clorura de sodiu este cunoscut din cele mai vechi timpuri, arheologii au descoperit că sarea a fost folosită încă din 3000 î.Hr.
Acidul clorhidric era deja cunoscut în anul 800 d.Hr. de alchimistul Jābir ibn Hayyān .
Un amestec de acid clorhidric și acid azotic , numit „ aqua regia ”, a fost descoperit în 1400 d.Hr. și a fost utilizat pentru a dizolva aurul, care totuși este inatacabil de către acești doi acizi luați individual. Aqua regia are acest nume datorită proprietății sale de a dizolva cel mai „nobil” dintre metale.

Clorul a fost descoperit în 1774 de Carl Wilhelm Scheele , care în mod eronat a crezut că este un compus de oxigen . A fost botezat clor ca element chimic în 1810 de Humphry Davy , care în cele din urmă l-a recunoscut ca atare. Anterior era numit și „spirit de sare”.

Disponibilitate

În natură, clorul se găsește combinat doar sub forma unui ion clorură. Clorurile reprezintă cea mai mare parte a tuturor sărurilor dizolvate din mările și oceanele Pământului ; de fapt, 1,9% din masa tuturor oceanelor se datorează ionilor de clorură. Concentrații chiar mai mari de clorură se găsesc în Marea Moartă și în depozitele subterane.

Majoritatea clorurilor sunt solubile în apă, astfel încât clorurile în stare solidă se găsesc numai în regiunile cele mai uscate sau în rezervoarele subterane adânci. Mineralele obișnuite de clor sunt sarea de rocă sau halitul ( clorură de sodiu ), silvitul ( clorura de potasiu ) și carnalitul (clorura de potasiu și magneziu hexahidrat).

Industrial, clorul elementar este de obicei produs prin electroliza clorurii de sodiu dizolvată în apă. Alături de clor, procesul generează și hidrogen și hidroxid de sodiu , conform ecuației chimice

2 NaCI + 2 H ₂ O → Cl ₂ + H ₂ + 2 NaOH

Productie industriala

Același subiect în detaliu: Procesul de clor-sodă .

Clorul este produs prin electroliza soluțiilor de clorură de sodiu , ^[1] cunoscută și sub numele de saramuri. La nivel industrial, electroliza se efectuează în principal în conformitate cu trei procese.

Celula de mercur

Aceasta este prima metodă utilizată pentru producția industrială. Celula electrolitică este formată dintr-un anod de titan și un catod de mercur . La anod se dezvoltă clor gazos; la catod sodiul formează un amalgam cu mercurul: amalgamul este apoi tratat cu apă pentru a regenera mercurul și a converti sodiul metalic în hidroxid de sodiu și hidrogen gazos. Această metodologie este acum considerată extrem de poluantă datorită mercurului care tinde să se disperseze în mediu, prin urmare toate instalațiile care o utilizează în Italia au fost scoase din funcțiune sau sunt scoase din funcțiune și / sau transformate în tehnologie cu membrană.

Celula diafragmă

Pe catod este plasat un sept de azbest , format dintr-o rețea de fier . În acest fel, clorul care se formează este păstrat separat de restul saramurii, care este îmbogățit cu hidroxid de sodiu.

Este un proces mai convenabil decât precedentul, chiar dacă hidroxidul de sodiu obținut este diluat. De asemenea, are un conținut ridicat de clorură de sodiu, care necesită un tratament costisitor pentru separarea prin evaporare. Este considerată o tehnologie învechită, tot datorită încetării utilizării azbestului , care este înlocuit cu alte materiale fibroase.

Celula membrana

Celula electrolitică este împărțită în două secțiuni de o membrană semipermeabilă cu ioni clorură; saramura este în secțiunea anodică, apa distilată în secțiunea catodică. Eficiența energetică este similară cu cea a celulelor diafragmei, cu avantajul de a obține hidroxid de sodiu de înaltă puritate. Această tehnologie este acum considerată stadiul tehnicii și nu prezintă probleme de poluare. Printre liderii mondiali în construcția celulelor cu membrană se numără italianul De Nora SpA

În Italia, o uzină care operează cu această tehnologie este uzina Eni Rewind (fostă Syndial) din Assemini (Cagliari).

Aplicații

Utilizarea clorului pentru purificarea apei.

Clorul este un important agent chimic utilizat în purificarea apei , dezinfectanți , ca albitor ; a fost printre primele arme chimice utilizate pe scară largă, sub formă gazoasă. De asemenea, este utilizat la fabricarea multor obiecte de zi cu zi, precum hârtie, antiseptice, coloranți, alimente, insecticide, vopsele, produse petroliere, materiale plastice, medicamente, țesături, solvenți. Este utilizat ca bactericid ( acid hipocloros HClO, hipoclorit de sodiu NaClO, clorit de sodiu NaClO ₂ ) în apă potabilă și piscine. Chiar și depozitele mici de apă potabilă sunt tratate de obicei cu această substanță.

Chimia organică exploatează pe larg acest element ca oxidant și pentru a înlocui atomii de hidrogen din molecule, ca și în producția de cauciuc sintetic ; de fapt, clorul conferă adesea multe proprietăți utile compușilor organici cu care este combinat. Alte utilizări sunt producția de clorați , cloroform , tetraclorură de carbon și în extracția bromului .

Clorul a fost primul element chimic care a fost utilizat sub formă organică în detectoarele solare de neutrini . Sub formă de compuși precum tetraclorură de carbon , tricloretilenă , soluția apoasă saturată de clorură de galiu este utilizată pentru studiul „electronilor solari neutrini”. De fapt, s-a văzut că atomul de clor, lovit de un neutrino, se transformă în argon ( gaz ) și emite un electron . Acest electron este detectat de fotomultiplicatori și energia, direcția etc. sunt studiate pentru a obține informații din acesta.

Este posibil ca cantitatea de argon prezentă în atmosferă (în care este prezent ca „gaz rar”, sau concentrație scăzută) să se fi format în epocile preistorice prin acțiunea bombardamentului solar neutrinic al clorului prezent în apele din oceanelor sau emise de erupții vulcanice . Încă nu există dovezi că celelalte gaze nobile pot proveni din bombardarea neutrinică a halogenilor care le preced în tabelul periodic ( neon din fluor ; kripton din brom și în cele din urmă xenon din iod ).

Izotopi

Masa atomică a clorului este de 35,4527. Cei doi izotopi stabili principali ai clorului, ³⁵ Cl (75,77%) și ³⁷ Cl (24,23%), se găsesc respectiv în proporția 3: 1 și conferă clorului o greutate atomică aparentă de 35,5. Clorul are 12 izotopi cu numere de masă cuprinse între 32 și 40. Există un izotop radioactiv , ³⁶ Cl.

Există doar trei izotopi de clor găsiți în natură: stabilul ³⁵ Cl (75,77%) și ³⁷ Cl (24,23%) și radioactivul ³⁶ Cl, care reprezintă aproximativ 7 × 10 ⁻¹⁵ % din totalul clorului. În atmosferă , ³⁶ Cl este produs de reacția dintre ³⁶ Ar și razele cosmice; la nivelul solului ³⁶ Cl este produs în schimb prin captarea neutronilor cu ³⁵ Cl sau captarea muonului de la ⁴⁰ Ca. ³⁶ Cl se descompune în ³⁶ S și ³⁶ Ar cu un timp de înjumătățire de aproximativ 308.000 de ani. Un timp de înjumătățire atât de lung face acest izotop util pentru datarea geologică a artefactelor cu vârste cuprinse între 60.000 și 1 milion de ani.

Cantități mari de ³⁶ Cl s-au format, de asemenea, prin iradierea apelor marine în timpul exploziilor nucleare efectuate în atmosferă între anii 1952 și 1958 . ³⁶ Cl rămâne în atmosferă aproximativ o săptămână, astfel încât conținutul de ³⁶ Cl din soluri și ape este util pentru datarea descoperirilor recente - până la 50 de ani. ³⁶ Cl este, de asemenea, utilizat în alte aplicații, cum ar fi datarea înghețurilor și sedimentelor.

Stări de oxidare

Clorul poate presupune stările de oxidare −1, +1, +3, +5 sau +7 corespunzătoare anionilor Cl ^- (clorură), ClO ^- (hipoclorit), ClO - 2 (clorit), ClO - 3 (clorat), sau ClO - 4 (perclorat).

numărul de oxidare	−1	+1	+3	+5	+7
anion	clorură	hipoclorit	clorit	clorat	perclorat
formulă	Cl -	ClO -	ClO - 2	ClO - 3	ClO - 4
structura

Compuși

Compușii cu clor utilizați sunt multe: cele mai cunoscute familii sunt cloruri , hipocloriți , clorați , perclorați în domeniul anorganic, cloramina și toate organice halogenuri în domeniul organic.

• Anhidridă hipocloros (Cl ₂ O)
• Anhidridă de clor (Cl ₂ O ₃ )
• Anhidridă clorică (Cl ₂ O ₅ )
• Anhidridă perclorică (Cl ₂ O ₇ )
• Acid hipocloros (HClO) (valența 1)
• Acid cloros (HClO ₂₎ (valență 3);
• Acid cloric (HClO ₃₎ (valență 5);
• Acid percloric _(HCIO4) (valență 7);
• Acid clorhidric (HCI);
• Clorură de sodiu (NaCI);
• Clorură de potasiu (KCl);
• Clorură de calciu _(CaCl2);
• Clorură de argint (AgCl);
• Clorură feroasă _(FeCI2);
• Clorură ferică _(FeCI3);
• Clorura de amoniu (NH ₄ Cl);
• Clorat de potasiu (KClO _3);
• Clorat de sodiu (NaClO _3);
• Hipoclorit de sodiu (NaClO);
• Perclorat de bariu (Ba (ClO ₄ ) ₂ );
• Magneziu perclorat (Mg (ClO _{4) 2);}
• Perclorat de potasiu (KClO _4);
• Perclorat de sodiu (NaClO _4);

Precauții

Același subiect în detaliu: Freon .

Simboluri de pericol chimic
Pericol
fraze H	270 - 280 - 330 - 315 - 319 - 335 - 400 - EUH071
Expresii R.	R 23-36 / 37 / 38-50
sfat P	260 - 220 - 280 - 244 - 273 - 304 + 340 - 305 + 351 + 338 - 332 + 313 - 370 + 376 - 302 + 352 - 315 - 405 - 403 [2]
Fraze S.	S 1 / 2-9-45-61 [3]
Produsele chimice trebuie manipulat cu precauție
Avertizări

Clorul irită sistemul respirator, în special la copii și vârstnici. În stare gazoasă irită membranele mucoase , iar în stare lichidă provoacă arsuri ale pielii. Prezența clorului este detectabilă electronic la o concentrație de 0,2 ppm, în timp ce mirosul de clor este perceput la concentrații de 3,0-3,5 ppm, dar concentrația letală este de aproximativ 1000 ppm sau mai mult (clorul a fost folosit în primul război mondial ca o armă chimică ). Prin urmare, expunerea la acest gaz nu trebuie să depășească concentrațiile de 0,5 ppm ( TLV-TWA , timp mediu de 8 ore timp de 40 de ore pe săptămână).
Expunerea cronică la doze neletale de clor poate provoca, de asemenea, disconfort: 30 ppm pot provoca iritații ale ochilor, chiar leziuni semnificative ale sistemului respirator și greață, în timp ce 60 ppm pot provoca leziuni pe termen lung, cum ar fi edemul pulmonar . Expunerea cronică la niveluri scăzute de clor slăbește plămânii datorită efectelor sale corozive, făcându-i vulnerabili la alte boli.

Experimentele efectuate pe șobolani arată că 293 ppm de Cl ₂ determină moartea a 50% din cobai. ^[4]

La domiciliu, clorul se dezvoltă atunci când hipocloritul de sodiu (sau înălbitor) este amestecat cu acid muriatic . În contact între înălbitor și urină ( uree ), amoniac sau alte produse de înălbire, se pot produce vapori toxici care conțin clor gazos sau triclorură de azot .

Considerații de mediu

Principalele surse de clor din atmosferă ( WMO Global Ozone Research and Monitoring Project - Report No. 44, Geneva, 1998).

Această secțiune despre chimie este încă goală . Ajută-ne să-l scriem!

Notă

Bibliografie

• Francesco Borgese, Elementele tabelului periodic. Descoperire, proprietăți, utilizări. Manual chimic, fizic, geologic , Roma, CISU, 1993, ISBN 88-7975-077-1 .
• R. Barbucci, A. Sabatini, P. Dapporto, Tabel periodic și proprietăți ale elementelor , Florența, Edizioni V. Morelli, 1998 (arhivat din original la 22 octombrie 2010) .
• Luigi Rolla, Chimie și mineralogie. Pentru licee , ediția a 29-a, Dante Alighieri, 1987.
• Laboratorul Național Los Alamos - Clor , la periodic.lanl.gov .

Elemente conexe

• Proces clor-sodă
• Oxicloruri
• Analiza clorurilor
• N, N-dietil-p-fenilendiamina

Alte proiecte

• Wikicitată conține citări sau despre clor
• Wikționarul conține dicționarul lema « clor »
• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre clor

linkuri externe

• Clor , pe Treccani.it - ​​Enciclopedii online , Institutul Enciclopediei Italiene .
• ( EN ) Clor , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• ( EN ) Clor , pe WebElements.com .
• ( EN ) Clor , pe EnvironmentalChemistry.com .
• Prepararea clorului , pe itchiavari.org .
• Site pe clor în italiană , pe cloro.org .
• Giorgio Nebbia, Clor ( PDF ), pe tecnologiesostenibili.it . Adus la 22 noiembrie 2009 (arhivat din original la 27 ianuarie 2012) .

V · D · M Arme chimice
Agenți letali	Agresori enzimatici și hematologic Clorură de cianogen (CK) · Cianură de hidrogen (AC) Gaze cu vezicule Etildicloroarsină (DE) · metildicloroarsină (MD) · Fenildicloroarsină (PD) · Lewisite (L) · Iprită (HD, H, HT, HL, HQ) · azot yperit (HN1, HN2, HN3) Gazele nervoase Seria G: Tabun (GA) · Sarin (GB) · Soman (GD) · Ciclosarin (GF) · GV · parathion Seria V: EA-3148 · VE · VG · VM · VR · VX · Novichok Gazele asfixiante Clor · Cloropicrin (PS) · Fosgen (CG) · difosgen (DP)
Agenți inhibitori	Agent 15 (BZ) · DMHP · EA-3167 · Kolokol-1 Gaz lacrimogen: Ardei de piper (OC) · Gaz CS · Gaz CN · Gaz CR

Portale Agricoltura

Portale Chimica

Portale Guerra