VII группа главная подгруппа периодический таблицы Менделеева (галогены)

Хлор: характеристика вещества с точки зрения его физических свойств

Помимо химических свойств, рассматриваемый элемент имеет и физические.

  • Как уже было сказано выше, для данного вещества естественным является газообразное состояние (в нормальных условиях). Однако при изменении температур он способен пребывать как в жидком, так и в твердом состоянии.
  • Цвет: желто-зеленый.
  • Плотность Cl при стандартных условиях — 3,214 г/л.
  • При кипении (жидкое состояние) плотность изменяется и становится 1,537 г/см3.
  • Находясь в твердом агрегатном состоянии, Cl приобретает плотность — 1,9 г/см3.
  • Атомный радиус — 0,073 нм.
  • Закипает хлор при t -34 градуса по Цельсию.
  • Температура плавления — −100 градусов по Цельсию.
  • Удельный объем хлора — 1,745 х 10-3 л/г.

Влияние на организм

При рассмотрении характеристики хлора уже было не раз сказано, что он крайне ядовит. При этом атомы вещества содержатся не только в минералах, но и практически во всех организмах, начиная от растений до человека.

Из-за особых свойств ионы Cl лучше других проникают сквозь мембраны клеток (поэтому более 80 % всего хлора в теле человека находится в межклеточном пространстве).

Вместе с К, Cl ответственен за регуляцию водно-солевого баланса и как следствие — за осмотическое равенство.

Несмотря на столь важную роль в организме, в чистом виде Cl2↑ убивает все живое – от клеток до целых организмов. Однако в контролированных дозах и при кратковременном воздействии он не успевает причинить повреждений.

Ярким примером последнему утверждению служит любой бассейн. Как известно, воду в таких учреждениях дезинфицируют при помощи Cl. При этом, если человек редко посещает такое заведение (раз в неделю или в месяц) – маловероятно, что он пострадает от наличия данного вещества в воде. Однако работники таких учреждений, особенно те, кто почти весь день пребывают в воде (спасатели, инструкторы) часто страдают кожными заболеваниями или имеют ослабленный иммунитет.

В связи со всем этим после посещения бассейнов обязательно нужно принять душ – чтобы смыть возможные остатки хлора с кожи и волос.

Где в природе существует Cl

Рассмотрев общую характеристику хлора, стоит узнать, где же в природе может встречаться столь непростой элемент.

Из-за своей высокой реакционной активности он практически никогда не встречается в чистом виде (поэтому в начале изучения учеными этого элемента понадобились годы, чтобы научиться его синтезировать). Обычно Cl находится в составе соединений в различных минералах: галит, сильвин, каинит, бишофит и т. п.

Более всего он содержится в солях, добытых из морской или океанической воды.

Что такое хлор (Cl)

Рассмотрев историю открытия данного химического элемента, стоит узнать о нем подробнее.

Название chlorine было образовано от греческого слова χλωρός («зеленый»). Дано оно было из-за желтовато-зеленоватого цвета данного вещества

Самостоятельно хлор существует как двухатомный газ Cl2,однако в таком виде в природе он практически не встречается. Чаще он фигурирует в различных соединениях.

Помимо отличительного оттенка, для хлора характерен сладковато-едкий запах. Он является очень ядовитым веществом, поэтому при попадании в воздух и вдыхании человеком или животным способен в течение нескольких минут привести к их гибели (зависит от концентрации Cl).

Поскольку хлор тяжелее воздуха почти в 2,5 раза, он всегда будет находиться ниже его, то есть у самой земли. По этой причине при подозрении на наличие Cl следует забраться как можно выше, так как там будет меньшая концентрация данного газа.

Также, в отличие от некоторых других ядовитых веществ, хлорсодержащие обладают характерным цветом, что может позволить зрительно их идентифицировать и принять меры. Большинство стандартных противогазов помогают защитить органы дыхания и слизистые оболочки от поражения Cl. Однако для полной безопасности нужно принимать более серьезные меры, вплоть до нейтрализации ядовитого вещества.

Стоит отметить, что именно с применения немцами хлора как отравляющего газа в 1915 г. начало свою историю химическое оружие. В результате использования почти 200 тонн вещества было за несколько минут отравлено 15 тысяч человек. Треть из них умерла почти мгновенно, треть получила перманентные повреждения, и лишь 5 тысячам удалось спастись.

Почему же столь опасное вещество до сих пор не запрещено и ежегодно добывается миллионами тонн? Все дело в его особых свойствах, а чтобы понять их, стоит рассмотреть характеристику хлора. Проще всего это сделать с помощью таблицы Менделеева.

Бром

Способы получения брома

Промышленный способ

  • Исходное сырьё для получения брома — морская вода, озёрные и подземные рассолы и щелока калийного производства, содержащие бром в виде бромид-иона Br-

Бром втесняют при помощи хлора:

2Вг + Cl2 = Br2 + 2Сl

 Далее бром отгоняют из раствора водяным паром или воздухом.

Лабораторный способ

  • В лаборатории для получения брома используют сильные окислители:

2NaBr + МnO2 + 2H2SO4 = Br2↓ + MnSO4 + Na2SO4 + 2Н2O

MnO2 + 4HBr → MnBr2 + Br2 + 2H2O

НВг + 2H2SO4 = 3Br2↓ + S↓ + 4Н2O

2HBr + Cl2 → Br2 + 2HCl

Физические свойства брома

%D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%BC_%D1%84%D0%BE%D1%82%D0%BE-1024x1024.png

В обычных условиях бром – красно-бурая жидкость с резким зловонным запахом. При Т=-7,2°C жидкий бром застывает, образуя красно-коричневые игольчатые кристаллы.

Пары брома жёлто-бурого цвета, Ткип = 58,78°C.

В воде бром растворяется лучше других галогенов (3,58 г брома в 100 г H2O при 20°C). Хорошо растворим во многих органических растворителях.

Бромная вода имеет желто-бурую окраску, быстро исчезающую, при взаимодействии растворенного Br2 с каким-либо веществом. «Обесцвечивание бромной воды» — широко используется в качестве теста на обнаружение в растворе многих неорганических и органических веществ.

Химические свойства брома

Химические свойства брома сходны с хлором. Различаются только условия протекания реакций.

Взаимодействие с простыми веществами

С металлами

Жидкий бром сильный окислитель. Например, железо и алюминий самовозгораются при соприкосновении с бромом даже при обычной температуре.

Al(тв) + 3/2Br2(ж) = AlBr3(тв), ΔH°298 = -513 кДж/моль

Al(тв) + 3/2Cl2(г) = AlBr3(тв), ΔH°298 = -704 кДж/моль

Fe(тв) + 3/2Br(тв) = FeBr3(тв), ΔH°298 = -269 кДж/моль

Fe(тв) + 3/2Cl2(г) = FeBr3(тв), ΔH°298 = -399 кДж/моль

С водородом

Взаимодействие брома с водородом происходит лишь при повышенной температуре. Реакция эндотермической и обратимой.

Br2 + H2 ↔ 2HBr

С азотом, углеродом, кислородом и благородными газами

Непосредственно не взаимодействует

С галогенами

Бром окисляется более активными галогенами:

5Cl2 + Br2 + 6H2O = 2HBrO3 + 10HCl

Взаимодействие со сложными веществами

  • Бром окисляет сложные соединения:

Na2SO3 + Br2 + H2O = Na2SO4 + 2HBr

BaS + 4Br2 + 4H2O = BaSO4 + 8HBr

  • диспропорционирует в водном растворе:

3BrO ↔ BrO3 + 2Br

4BrO ↔ BrO4 + 3Br

Обесцвечивание бромной воды

Обесцвечивание бромной воды – качественная реакция на многие неорганические и органические соединения:

  • в воде SO2 и H2S в газообразном и растворенном виде, а также растворимые сульфиты и сульфиды реагируют с бромной водой, обесцвечивая ее:

Br2 + SO2 + 2Н2O = 2НВr + H2SO4

Br2 + Na2SO3 + Н2O = 2HBr + Na2SO4

Br2 + H2S = 2НВr + S↓

3Br2 + Na2S + ЗН2O = 6HBr + Na2SO3

  • Обесцвечивание бромной водынепредельными органическими соединениями:

R-CH=CH-R’ + Br2 → R-CHBr-CHBr-R’

  • Фенол и анилин также легко взаимодействуют с бромной водой:

С6Н5ОН + ЗBr2 → С6Н2Вг3ОН↓ + ЗНВr

С6Н5NH2 + ЗВr2 → С6H2Br3NH2↓ + ЗНВr

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий