Хімія. Профільний рівень. 11 клас. Григорович
§ 22. Фізичні властивості та добування хлору
Пригадайте: електроліз (за § 15).
Фізичні властивості хлору
• За звичайних умов хлор — зеленувато-жовтий газ;
• має характерний різкий задушливий запах, що нагадує запах «хлорки»;
• tпл. = -101 °С, tкип. = -34 °С;
• помірно розчинний у воді (3 л в 1 л води за стандартних умов), водний розчин хлору називають хлорною водою;
• отруйний, навіть у невеликих концентраціях він подразнює слизову оболонку дихальних шляхів і спричиняє кашель.
Добування хлору
• У лабораторії хлор добувають із хлоридної кислоти взаємодією з окисниками — калій перманганатом КМnО4, бертолетовою сіллю КСlО3, калій дихроматом К2Сr2О7 або манган(ІV) оксидом МnО2:
МnО2 + 4НСl = МnСl2 + Сl2↑ + 2Н2О
Реакцію проводять виключно у витяжній шафі!
Цікавий факт
Хлор був першою в історії речовиною, яку використали як хімічну зброю. Під час Першої світової війни поблизу бельгійського міста Іпр німецькі війська випустили в повітря 180 тонн хлору, що спричинило масове ураження французьких військ. Сьогодні виробництво та використання хімічної зброї заборонено Конвенцією про хімічну зброю, яку підписали майже всі держави — члени ООН (190 зі 196, зокрема Україна).
• У промисловості хлор добувають електролізом розчину натрій хлориду (див. § 15, с. 41). Найпростіший електролізер являє собою ванну з розчином солі, у яку занурені два графітові електроди — катод і анод.
На катоді відбувається відновлення води до водню, а на аноді хлорид-іони окиснюються до хлору:
катод (-): 2Н2О + 2е- → Н2↑ + 2ОН- — відновлення
анод (+): 2Сl- - 2е- → Сl2↑ — окиснення
Електролізом розчину кухонної солі, окрім хлору, одержують також два інші цінні продукти хімічної промисловості — водень і натрій гідроксид.
Ключова ідея
Хлор — важчий за повітря отруйний газ. Через його високу хімічну активність складний у добуванні.
Запитання та завдання
117. Схарактеризуйте хімічні й фізичні властивості та застосування хлору.
118. Що називають хлорною водою? Які властивості характерні для хлорної води?
119. Опишіть лабораторний та промисловий методи добування хлору. Відповідь підтвердьте рівняннями реакцій.
120. Складіть електронний баланс для реакцій. Укажіть окисник і відновник.
- а) КСlО3 + НСl → КСl + Сl2 + Н2О
- б) РbО2 + НСl → РbСl2 + Сl2 + Н2О
- в) КМnО4 + НСl → МnСl2 + Сl2 + КСl + Н2О
121. У скільки разів хлор важчий за повітря? Обчисліть густину хлору за нормальних умов.
122. Густина хлору за 20 °С становить 2,96 г/л. За цих умов в одному об'ємі води максимально розчиняється три об'єми хлору. Обчисліть масову частку хлору в насиченому розчині.
123. Обчисліть об'єм хлору (н. у.), що утвориться під час взаємодії хлоридної кислоти з манган(ІV) оксидом масою 17,4 г. Взаємодія відбувається за схемою НСl + МnО2 → МnСl2 + Сl2 + Н2О.
124. Розчин натрій хлориду масою 5 кг із масовою часткою солі 10 % піддали електролізу. При цьому виділився хлор об'ємом 44,8 л (н. у.). Обчисліть масову частку лугу в утвореному після електролізу розчині.
