ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                             ქლორი

                                                     

ქლორი (Chlorum) (ბერძნ.chlōros მწვანეს ნიშნავს ), Cl, ელემენტთა პერიოდული სისტემის VII ჯგუფის ქიმიური ელემენტი; ატომური ნომერი 17, ატომური მასა 35,453, t_დნ- 101 °C, t_დუღ - 34,05 °C, სიმკვრივე (აირადი ქლორისა)3,214 კმ/მ³, მოყვითალო-მომწვანო აირი; მიეკუთვნება ჰალოგენებს.

ქლორი

17 CI

35,4527

3s²3p5

ქლორი მომწამლავი, მოყვითალო მწვანე ფერის, მხრჩოლავი სუნის გაზია. 6,6 ატ. წნევაზე და 20 °C ქლორი ადვილად თხევადდება. 1 მოცულობა წყალში იხსნება 2,3 მოცულობა ქლორი.

აირადი ქლორი ჰაერზე 2,5–ჯერ მძიმეა. ქლორის რიგობრივი რიცხვი Z=17. მისი ატომის გარე გარსი შეიცავს 7 ელექტრონს. ქლორის მოლეკულაში ატომები კოვალენტური ბმით არის შეერთებული CI:Cl. ქლორის წყალხსნარს მომწვანო ფერი და სპეციფიკური მძაფრი სუნი აქვს.

ბუნებაში ქლორის ნაერთებში ქლორი თავის უარყოფით ვალენტობას ავლენს, ამიტომ თავისუფალი სახით მისაღებად საჭიროა მისი დაჟანგვა ელექტრონეიტრალურ მდგომარეობამდე. ლაბორატორიულ პირობებში ქლორი შეიძლება მივიღოთ კონცენტრირებული მარილმჟავას მოქმედებით რაიმე მჟანგავზე, როგორიცაა მაგალითად, MnO₂, KMnO₄, CaOCl₂ და სხვა.

ქლორის მიღებისას მანგანუმის მინარალის პიროლუზიტის MnO₂-ის გამოყენებისას რეაქცია მიმდინარეობს განტოლებით

4 HCl + MnO₂ → MnCl₂ + 2 H₂O + Cl₂

ეს რეაქცია ორ ფაზად მიმდინარეობს: ჯერ წარმოიქმნება შედარებთ ნაკლებად მდგრადი ოთხვალენტიანი მანგანუმის ქლორიდი – MnCl₄, რომელიც გათბობისას იშლება ორვალენტიან მანგანუმის ქლორიდად და თავისუფალ ქლორად:

1. 4HCl + MnCl₂ → MnCl₄ + 2H₂O
2. MnCl₄ → MnCl₂ + Cl₂

ქლორის მიღების ეს რექცია გათბობას მოითხოვს. ამ რეაქციით ამჟამად იშვიათად იღებენ ქლორს

ზემო რეაქციაში ნაცვლად მარილმჟავასი გოგირდმჟავასთან ერთად შეიძლება შევიტანოთ NaCl

MnO₂ + 2NaCl + 3H₂SO₄ → 2NaHSO₄ + MnSO₄ + 2 H₂O + Cl₂

ამ რეაქციის მიმდინარეობა მოითხოვს ნარევის გათბობას.

ბევრად უფრო ადვილად მიდის რეაქცია პერმანგანატსა და მარილმჟავას შორის:

2KaMnO₄ + 16 HCl → 2MnCl₂ + 2KCl + 8H₂O + 5Cl₂

ამ რეაქციის წარმართვისთვის გათბობა საჭირო არ არის, რადგან ქლორი ჰაერზე უფრო მძიმეა, ამირომ მისი შეგროვება თავღია ჭურჭელში შეიძლება.

მანგანუმის ორჟანგის ნაცვლად შეიძლება სხვა უმაღლესი ჟანგეულის გამოყენება. მაგალითად, ტყვიის ორჟანგთან (PbO₂) რეაქცია იმავე გზით მიდის:

PbO₂ + 4HCl → PbCl₄ + 2H₂O

PbCl₄ → PbCl₂ + Cl₂

რეაქცია ქლორიან კირსა და მარილჟავას შორის მიდის შემდეგი გზით:

CaOCl₂ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O

ბერთოლეს მარილზე მარილმჟავას მოქმედებისას აგრეთვე მიიღება თავისუფალი ქლორი:

KClO₃ + 6HCl → KCl + 3H₂O + 3Cl₂

ლაბორატორიულ პირობებში და ტექნიკაში ქლორს იღებენ ქლორნატრიუმის კონცენტრირებული ხსნარების ელექტროლიზით.

 ელექტროლიზი.

ელექტროლიზის პროცესს, როგორც ცნობილია, თან ახლავს ელექტრონების გადასვლა კათოდიდან კატიონებზე და ანიონებიდან ანოდზე. მაშასადამე, კათოდზე ხდება აღდგენის პროცესი, ანოდზე – კი დაჟანგვის, ამგვარად, ჟანგვა–აღდგენა შეიძლება ელექტროდენის საშუალებით.

ქლორნატრიუმის წყალხსნარის ელექტროლიზის დროს კათოდზე განიმუხტება წყალბად–იონები (აღდგენა), ანოდზე კი ქლორ–იონები(დაჟანგვა):

კათოდი – 2H⁺ + 2e = H₂

ანოდი – 2Cl^- - 2e = Cl₂

ამის შედეგად გამოიყოფა თავისუფალი ქლორი და წყალბადი, ხოლო ხსნარში დარჩება ნატრიუმის ტუტე NaOH. არ შეიძლება ქლორი წყლის ზემოთ შევაგროვოთ, რადგან იგი იხსნება წყალში. თუ წყალში გავხსნით NaCl–ს გაჯერებამდე, მასში ქლორის ხსნადობა მცირე იქნება. ამიტომ მოხერხდება ქლორის შეგროვება გაზომეტრში, რომელშიც წყლის ნაცვლად სუფრის მარილის ნაჯერი ხსნარია.

წარმოებაში მიღებულ ქლორს რკინის ბალონებში ინახავენ მაღალი წნევის ქვეშ. ჩაწნევის წინ ქლორს გააშრობენ, რადგან ტენიანი ქლორი რკინის ძლიერ კოროზიას იწვევს.

ქლორი მომწამლავია, ამიტომ მასთან მუშაობისას დიდი სიფრთხილეა საჭირო.

იხ. ვიდეო

ქლორი გამოიყენება მრავალი ნაერთის მისაღებად და კერძოდ, ქლორიანი კირის მოსამზადებლად, რომელიც ფართო გამოყენებას პოულობს სხვადასხვა მიზნებისათვის. თავისუფალი ქლორის მცირე მინარევი საკმარისია დაავადებათა გამომწვევი მიკრობების მოსასპობად. ამიტომ წყალსადენის წყალს დააქლორებენ. დაქროლებულ წყალში წარმოქმნილი მცირეოდენი მარილმჟავა სრულიად უვნებელია. თავისუფალი ქლორი და ქლორიანი წყალი გამოიყენება როგორც გამათეთრებელი საშუალება. ქლორით ათეთრებენ ქსოვილებს და ქაღალდს. ქლორის ნაერთები გამოიყენებასოფლის მეურნეობის მავნებლებთან საბრძოლველად.

მეტალურგიაში ქლორი გამოიყენება იშვიათი და ფერადი მეტალების მისაღებად. ქლორის დიდი რაოდენობით ხმარებას მარილმჟავას წარმოქმნის.

ქლორი, სხვა ჰალოგენების მსგავსად, უშუალოდ არ უერთდება ჟანგბადს, ამიტომაც ქლორის ჟანგბადოვანი ნაერთები არაპირდაპირი გზით მიიღება. ქლორის ჟანგბადნაერთები არამდგრადია, არამდგრადია მისი ჟანგბადობანი მჟავებიც. ყველაზე მეტად მდგრადია ქლორის ჟანგბადოვანი მჟავების მარილები. ჟანგბადოვან ნაერთბში ქლორი დადებით ვალენტობას იჩენს.

ქვექლოროვანმჟავა და მისი მარილები – ჰიპოქლორიტები – უმდგრადობის გამო ადვილად გამოყოფენ ატომურ ჟანგბადს, რის გამოც ისინი ძლიერ მჟანგავებს მიეკუთვნებიან. ჰიპოქლორიტებიდან ყველაზე ფართო გამოყენება მოიპოვა კალციუმის მარილმა, რომელიც ქლორიანი კირის შემადგენლობაში შედის.

ქლორის ყველა ჟანგბადოვანი ნაერთი მჟანგავია.