Хлор.
Атом хлора имеет в основном состоянии структуру внешнего электронного слоя 3s23р5 и одновалентен. Возбуждение его до ближайшего трехковалентного уровня 3s23р44s1 требует затраты 857 кДж/моль.
Энергия присоединения электрона к нейтральному атому хлора оценивается в 355 кДж/моль. Сродство к электрону хлора (аналогично и других галоидов) может быть вычислено при помощи рассмотрения реакций образования хлористых солей по отдельным стадиям. Например, для NаС1 имеем:
1) Nа (т) = Nа (г) — 109 кДж (теплота возгонки)
2) 1/2 С12 (г) = С1 (г) — 121 кДж (теплота диссоциации)
3) Na (г) = Nа+(г) + е- — 493 кДж (энергия ионизации)
4) С1(г) + е- = Сl-(г) + Х кДж (искомое сродство к электрону)
5) Nа+(г) + Сl-(г) = NаС1(т) +777 кДж (энергия кристаллической решетки)
в сумме: Nа(т) + 1/2 С12(г) = NаСl(т) + (Х+777-493-121-109) кДж
С другой стороны, непосредственно определенная на опыте теплота образования NаС1 из элементов равна: Nа(т) + 1/2 С12(г) = NаС1(т) + 410 кДж. Следовательно, по закону Гесса, Х + 777 - 493 - 121 - 109 = 410, откуда Х = 356 кДж.
Ион С1- — характеризуется эффективным радиусом 181 пм и энергией гидратации 351 кДж/моль. Для ковалентного радиуса хлора принимается половина ядерного расстояния молекулы С12, т. е. 99 пм.
Растворимость хлора в воде меняется с температурой следующим образом:
|
Температура, °С |
0 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
Растворимость V на 1V H2O |
4,6 |
3,1 |
2,7 |
2,3 |
2,0 |
1,8 |
1,4 |
1,2 |
1,0 |
Описаны два кристаллогидрата хлора — С12·6Н2О и С12·8Н2О. В действительности они могут иметь переменный состав, так как являются клатратами.
Значительно хуже (примерно в 4 раза), чем в воде, растворяется хлор в насыщенном растворе NаС1, которым поэтому и удобно пользоваться при собирании хлора над жидкостью. Наиболее пригодным для работ с ним органическим растворителем является четыреххлористый углерод (СС14), один объем которого растворяет при обычных условиях около 50 объемов хлора.
Основным потребителями хлора являются органическая технология (получение хлорированных полупродуктов синтеза) и целлюлозно-бумажная промышленность (отбелка). Значительно меньше потребляется хлор в неорганической технологии, санитарной технике и других областях. Интересно недавно предложенное использование хлора для обработки металлов: под его действием с достаточно нагретой (инфракрасным излучением) поверхности все шероховатости удаляются в форме летучих хлоридов. Такой метод химической шлифовки особенно применим к изделиям сложного профиля. Было показано также, что струя хлора легко прорезает достаточно нагретые листы из жаростойких сплавов.
Смотрите также
Регенерация азотной и серной кислоты
...
Азот и фосфор
Пятая группа Периодической системы включает два типических элемента
азот и фосфор – и подгруппы мышьяка и ванадия. Между первым и вторым
типическими элементами наблюдается значительное ...
Кислотно-каталитические процессы в нефтепереработке и в нефтехимии. Решение обратной задачи кинетики
...