ქლორი

ქლორი (< ; ქიმიური სიმბოლო — Cl) — ელემენტთა პერიოდული სისტემის მესამე პერიოდის, მეჩვიდვმეტე ჯგუფის (მოძველებული კლასიფიკაციით — მეშვიდე ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის, VIIა) ქიმიური ელემენტი. ატომური ნომერია — 17, ატომური მასა — 35.453, tდნ- 101 °C, tდუღ - 34,05 °C, სიმკვრივე (აირადი ქლორისა)3,214 კმ/მ³, მოყვითალო-მომწვანო აირი; მიეკუთვნება ჰალოგენებს.
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:
4HCl + MnCl2 → MnCl4 + 2H2O
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:
|}
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