ქლორი

ქლორი

17Cl

35.45

3s2 3p5

ქლორი (ლათ. Chlorum < ბერძ. chlōros — „მწვანე“; ქიმიური სიმბოლო — ${\ce {Cl}}$) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მესამე პერიოდის, მეჩვიდვმეტე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მეშვიდე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, VIIა) ქიმიური ელემენტი. ატომური ნომერია — 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, ₁₇Cl

ზოგადი თვისებები
სტანდ. ატომური წონა Ar°(Cl)	[35.446, 35.457] 35.45±0.01 (დამრგვალებული)
ქლორი პერიოდულ სისტემაში
წყალბადი ჰელიუმი ლითიუმი ბერილიუმი ბორი ნახშირბადი აზოტი ჟანგბადი ფთორი ნეონი ნატრიუმი მაგნიუმი ალუმინი სილიციუმი ფოსფორი გოგირდი ქლორი არგონი კალიუმი კალციუმი სკანდიუმი ტიტანი ვანადიუმი ქრომი მანგანუმი რკინა კობალტი ნიკელი სპილენძი თუთია გალიუმი გერმანიუმი დარიშხანი სელენი ბრომი კრიპტონი რუბიდიუმი სტრონციუმი იტრიუმი ცირკონიუმი ნიობიუმი მოლიბდენი ტექნეციუმი რუთენიუმი როდიუმი პალადიუმი ვერცხლი კადმიუმი ინდიუმი კალა სტიბიუმი ტელური იოდი ქსენონი ცეზიუმი ბარიუმი ლანთანი ცერიუმი პრაზეოდიმი ნეოდიმი პრომეთიუმი სამარიუმი ევროპიუმი გადოლინიუმი ტერბიუმი დისპროზიუმი ჰოლმიუმი ერბიუმი თულიუმი იტერბიუმი ლუტეციუმი ჰაფნიუმი ტანტალი ვოლფრამი რენიუმი ოსმიუმი ირიდიუმი პლატინა ოქრო ვერცხლისწყალი თალიუმი ტყვია ბისმუტი პოლონიუმი ასტატი რადონი ფრანციუმი რადიუმი აქტინიუმი თორიუმი პროტაქტინიუმი ურანი (ელემენტი) ნეპტუნიუმი პლუტონიუმი ამერიციუმი კიურიუმი ბერკელიუმი კალიფორნიუმი აინშტაინიუმი ფერმიუმი მენდელევიუმი ნობელიუმი ლოურენსიუმი რეზერფორდიუმი დუბნიუმი სიბორგიუმი ბორიუმი ჰასიუმი მეიტნერიუმი დარმშტადტიუმი რენტგენიუმი კოპერნიციუმი ნიჰონიუმი ფლეროვიუმი მოსკოვიუმი ლივერმორიუმი ტენესინი ოგანესონი F ↑ Cl ↓ Br გოგირდი ← ქლორი → არგონი
ატომური ნომერი (Z)	17
ჯგუფი	17 ჯგუფი (ჰალოგენები)
პერიოდი	3 პერიოდი
ბლოკი	p-ბლოკი
ელექტრონული კონფიგურაცია	[Ne] 3s2 3p5
ელექტრონი გარსზე	2, 8, 7
ელემენტის ატომის სქემა
ფიზიკური თვისებები
აგრეგეგატული მდგომ. ნსპ-ში	აირი
დნობის ტემპერატურა	თეთრი: 115.21 °C ​(388.36 K, ​​239.38 °F)
დუღილის ტემპერატურა	3265 °C ​(3538 K, ​​5909 °F)
სიმკვრივე (ო.ტ.)	2.3290 გ/სმ3
სიმკვრივე (ლ.წ.)	2.57 გ/სმ3
დნობის კუთ. სითბო	50.21 კჯ/მოლი
აორთქ. კუთ. სითბო	383 კჯ/მოლი
მოლური თბოტევადობა	19.789 ჯ/(მოლი·K)
ნაჯერი ორთქლის წნევა P (პა) 1 10 100 1 k 10 k 100 k T (K)-ზე 1908 2102 2339 2636 3021 3537
ატომის თვისებები
ჟანგვის ხარისხი	−4, −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4
ელექტროდული პოტენციალი
ელექტრო­უარყოფითობა	პოლინგის სკალა: 1.90
იონიზაციის ენერგია	1: 786.5 კჯ/მოლ 2: 1577.1 კჯ/მოლ 3: 3231.6 კჯ/მოლ
ატომის რადიუსი	ემპირიული: 111 პმ
კოვალენტური რადიუსი (rcov)	111 პმ
ვან-დერ-ვალსის რადიუსი	210 პმ
ქლორის სპექტრალური ზოლები
სხვა თვისებები
მესრის სტრუქტურა	ორთორომბული
ბგერის სიჩქარე	8433 m/s (ო. ტ.)
თერმული გაფართოება	2.6 µმ/(მ·K) (25 °C)
თბოგამტარობა	149 ვტ/(მ·K)
მაგნეტიზმი	დიამაგნეტიკი
მაგნიტური ამთვისებლობა	−3.9·10−6 სმ3/მოლ
იუნგას მოდული	130–188 გპა
წანაცვლების მოდული	51–80 გპა
დრეკადობის მოდული	97.6 გპა
პუასონის კოეფიციენტი	0.064–0.28
მოოსის მეთოდი	6.5
ვიკერსის მეთოდი	160–350 მპა
ბრინელის მეთოდი	160–550 მპა
CAS ნომერი	7440-21-3
ისტორია
აღმომჩენია	Jöns Jacob Berzelius (1823)
ქლორის მთავარი იზოტოპები
იზო­ტოპი გავრცე­ლება­დობა ნახევ. დაშლა (t1/2) რადიო. დაშლა პრო­დუქტი 31P 100% სტაბილური 32P trace 7006123284160000000♠14.269 d β− 32S 33P trace 7006219024000000000♠25.35 d β− 33S
ქლორი ვიკისაწყობში •

ფიზიკური თვისებები

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.

ქლორის მიღება

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.

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.

ქიმიური თვისებები

ქლორი ძლიერ აქტიური ელემენტია. ის ყველა მეტალს უერთდება, ზოგს ადვილად, ზოგს კი ძნელად. განსაკუთრებით ადვილად უერთდება მეტალებს, როცა უკანასკნელი გავარვარებულია ან გაცხელებულია. ამის მაგალითია მეტალური ნატრიუმი. თუ მეტალურ ნატრიუმს ცეცხლს მოვუკიდებთ და შევიტანთ ქლორის არეში, ის კაშკაშა ალით დაიწვის ქლორში. რეაქციის შედეგად მიიღება ქლორნატრიუმი:

2Na + Cl₂ → 2NaCl + 196 კკალ.

ამ რეაქციას ახლავს სინათლისა და სითბოს გამოყოფა.

ქლორის გამოყენება

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.

ქლორის ჟანგბადოვანი ნაერთები

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.

ქლორის ჟანგბადოვან ნაერთებს შეესაბამება შემდეგი ჟანგბადოვანი მჟავები:

ჟანგბადოვანი მჟავები HClO HClO2 HClO3 HClO4 KClO KClO2 KClO3 KClO4 ქვექლოროვანმჟავა ქლოროვანმჟავა ქველქლორმჟავა ქლორმჟავა ჰიპოქლორიტი ქლორიტი ქლორატი პერქლორატი

ქლორმჟავას შეესაბამება ქლორის ანჰიდრიდი Cl₂O₇

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.

სქოლიო

პორტალი ქიმია