Хлор та його похідні

Хлор та його похідні

Зміст.

Вступ.

Розділ 1.

Сполуки Хлору (I).

Розділ 2.

Сполуки Хлору (III) і (IV).

Розділ 3.

Сполуки Хлору (V).

Розділ 4.

Сполуки Хлору (VI) і (VII).

Висновки.

Список використаних джерел.

Вступ.

Хлор безпосередньо не сполучається з киснем. Тому його оксигенові сполуки добувають непрямим способом. У оксигенових сполуках хлор виявляє позитивний ступінь окиснення. Більшість бінарних сполук Хлору з оксигеном за звичайних умов — дуже нестійкі речовини, які розкладаються з вибухом.

З киснем хлор утворює кілька оксидів — Cl2O, ClO2, Cl2O6 та Cl2O7, яким відповідають певні кислоти.

Розділ 1.

Хлор (I) оксид Cl2O утворюється, якщо свіжоосаджений сухий гідрарирум (II) оксид взаємодіє з хлором :

HgO + 2Cl2 = HgCl2 + Cl2O (.

За звичайних умов Cl2O — жовто-бурий газ, який легко зріджується у червоно-буру рідину з температурою кипіння +2(С. Яка у рідкому, так і в твердому стані Cl2O розкладається з вибухом на хлор і кисень. При взаємодії з водою утворює гіпохлориту кислоту.

Гіпохлоритна кислота HclO — одноосновна кислота, відома лише у розчині, в якому спостерігається рівновага :

Cl2O + H2O (2HClO (2H+ + 2ClO;

Гіпохлоритна кислота — дуже слабка кислота і витісняється з її солей навіть карбонатною кислотою. У розчині розкладається за одним з трьох рівнянь:

HClO = HCl +O,.

2HClO=Cl 2O +H2O ,.

3HClO = HClO + 2HCl .

Гіпохлоритна кислота — сильний окисник, який застосовується в органічному синтезі, в процесах дезинфекції, вибілювання тощо.

Солі гіпохлоритної кислоти — гіпохлорити — у розчині малостійкі і гідролізують. Їх добувають пропусканням хлору крізь холодний розчин лугу:

2KOH + Cl2 = KCl + KClO + H2O.

Розчин, що містить суміш солей лужних металів хлоридної і гіпохлоритної кислот, називається жавелевою водою і застосовується для вибілювання тканин, паперу тощо. Ці властивості жавелевої води зумовлені тим, що калій гіпохлорит легко розкладається під дією карбон (V) оксиду повітря з виділенням гіпохлоритної кислоти:

KClO + CO2 + H2O = KHCO3 + HClO.

При пропусканні хлору крізь вологе вапно утворюється хлорне вапно, яке є сумішшю гіпохлориту, хлориду і гідроксиду кальцію.

Внаслідок нагрівання концентрованого розчину хлорного вапна при наявності солей кобальту (каталізатора) і на сонячному світлі розкладання його відбувається з утворенням кальцій-хлориду та кисню. Якщо діяти на хлорне вапно хлоридною кислотою, то виділяється хлор :

Ca (OCl)2 + 4HCl = CaCl2 + 2Cl2 + 2H2O.

Кількість хлору, що виділяється при взаємодії з кислотою («активний хлор»), є умовною характеристикою окислювальної здатності хлорного вапна. Хлорне вапно як сильний окисник використовують для дегазації, дезинфекції, вибілювання тканин, паперу.

Розділ 2.

Сполуки Хлору (III) і (IV).

Хлор (IV) оксид ClO2 утворюється при нагріванні до 60(С вологої суміші KСlO3 і оксалатної кислоти за рівнянням :

2KСlO3 + H2C2O4 = 2ClO2 + K2CO3 + CO2 +H2O.

За звичайних умов ClO2 — жовто-зелений газ. Хлор (IV) оксид при взаємодії з водою утворює дві кислоти, а з лугом — дві солі:

2ClO2 + H2O = HClO2 + HClO3,.

4ClO2 + 2Ca (OH)2 = Ca (ClO3)2 + Ca (ClO2)2 + 2H2O.

Хлорит на кислота HClO2 — одноосновна кислота існує лише в розбавлених розчинах. Утворюється при взаємодії її і барієвої солі з розбавленою сірчаною кислотою за рівнянням :

Ba (ClO2)2 + H2SO4 = BaSO4(+ 2HClO2.

Водні розчини хлоритної кислоти поступово розкладаються з утворенням хлоридної і хлоратної HClO3 кислот. Практичного значення ця кислота немає. Солі її - хлорити — добувають при взаємодії Хлор (IV) оксиду з гідроксидами лужних, лужноземельних металів та їх пероксидами. Хлорити, як правило, добре розчиняються у воді, гідролізують. Хлорити у кислому середовищі виявляють сильні окислювальні властивості. Більш сильні окисники (Cl2, KMnO4 тощо) окислюють кислоту та її солі до хлоратної кислоти і до хлоратів .

Розділ 3.

Хлорат на кислота HClO3 утворюється внаслідок взаємодії еквівалентних кількостей сульфатної кислоти з гарячим розчином солі Ba (ClO3)2. Кислота HClO3 — сильна одноосновна кислота — відома лише у розчині. Випарюванням водних розчинів кислоти у вакуумі можна підвищити їх концентрацію до 30−40%. Органічні і неорганічні відновники відновляють кислоту, як правило, до хлоридної. Солі хлоратної кислоти називаються хлоратами. Найважливішою з них є калій-хлорат. Його добувають пропусканням хлору в гарячий концентрований розчин калію гідроксиду :

6KOH + 3Cl2 = 5KCl + KclO3 + 3H2O.

У промисловості хлорат калій (бертолетову сіль) добувають електролізом гарячого розчину калій хлориду або хлоруванням при 70−80(С гашеного вапна при наявності калій хлориду. Калій хлорат погано розчинний у воді, при нагріванні приблизно до 200(С при наявності MnO2 розкладається на кисень і калій хлорит. З різними горючими речовинами (сіркою, вугіллям, фосфором, органічними речовинами) калій хлорат утворює суміші, які вибухають при ударі.

На цьому грунтується застосування його у артилерійській справі для виготовлення запалів, займистих та вибухових речовин. У хімічних лабораторіях калій хлорат використовують для добування кисню, як окисник (при сплавлянні), а також у медицині як слабкий дезинфікуючий засіб. При обережному нагріванні калій хлорату без каталізатора реакція відбувається за рівнянням :

4KClO3 = 3KClO4 + KCl.

Розділ 4.

При взаємодії солі KClO4 з сульфатною кислотою утворюється перхлоратна кислота. Перхлоратна кислота HClO4 — найстійкіша з окисно-місних кислот хлору. Безводна кислота — рухлива рідина, малостійка і при зберіганні іноді вибухає. Її концентровані водні розчини мають оліїсту консистенцію, концентрована (72% - ий розчин) кислота димить на повітрі, досить гігроскопічна, стійка, не розкладається під дією світла.

Перхлоратна кислота застосовується для витіснення більш летких кислот з їхніх солей і добування хлоратів, які використовують як детонатор. Вона є складовою частиною твердого ракетного палива. Концентровану хлоратну кислоту широко використовують для окиснення органічних речовин, розкладання руд і мінералів при їх аналізі, розчинення сталей, кількісного визначення калію і рубідію, як осушувач.

Перхлоратна кислота утворює солі (перхлорати) майже з усіма металами. Ці солі добре розчиняються у воді і органічних розчинниках. До поганорозчинних у воді солей належать: KClO4, RbClO4, СsClO4 тощо. Безводна перхлоратна кислота і її солі дуже сильні окисники, однак для водних розчинів перхлоратів окислювальні властивості не характерні.

Хлор (VI) оксид Cl2O6(ClO3) утворюється як побічний продукт при термічному розкладі перхлоратної кислоти. При кімнатній температурі Cl2O6 — рідина темно-бурого кольору, що димить на повітрі і при -78(С твердне. З водою оксид реагує, утворюючи дві кислоти, а з лугом — дві солі :

Cl2O6 + 2KOH = KClO3 + KClO4 + H2O.

Хлор (VII) оксид Cl2O7 утворюється при нагріванні безводної перхлоратної кислоти з водовідбірними речовинами (P2O5, олеум тощо) :

2HClO4 + P2O5 = 2HPO3 + Cl2O7.

За звичайних умов хлор (VII) оксид є оліїстою рідиною з температурою кипіння 83(С, речовина нестійка і при ударі вибухає. З водою Cl2O7 не змішується, проте розчинення, що відбувається на поверхні краплин, призводить до утворення перхлоратної кислоти.

Висновки.

Як бачимо, хімія оксигеновмісних сполук Хлору дуже різноманітна і цікава .Здатність Хлору утворювати таку велику кількість сполук з Оксигеном пояснюється будовою атома цього елемента .Атом Хлору на зовнішньому енергетичному рівні містить вільні d-орбіталі, на які під час збудження атома можуть переходити розпаровані електрони s-орбіталей. Тому у своїх сполуках з Оксигеном Хлор проявляє такий широкий спектр ступенів окислення: +1,+3,+4,+5,+6,+7.

Оксигеновмісні сполуки Хлору отримали широке застосування в різних сферах життєдіяльності людини .

Список використаних джерел.

1)Григор'єва В.В., Cамійленко В.М., Сич А. М.,.

Загальна хімія:Підручник-2-го вид., перероблене і доповнене К.:Вища школа, 1991.-431с.

2)Ахметов Н. С. Неорганическая химия: Учеб. пособие для вузов.-Изд. 2-е, перероблене і доповнене.-М.:Висшая школа, 1975.-672с.

3)Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф. Г. Химия.-М:Вісшая школа, 1989.-157с.