Хлор. Свойства хлора
Хлор Cl2 при нормальных условиях находится в газообразном состоянии, плотность его ?=3.17г/л(кг/м3). При снижении температуры ниже (-34°С) или повышении давления до 7-8атм (0.7-0.8МПа) он переходит в жидкое состояние, ?=1,427кг/л(г/м3), а при температуре ниже (-109°С) превращается в твердые кристаллы.
Растворимость хлора в воде зависит от давления и температуры. Для давления Р=0.1МПа (1атм) растворимость имеет следующие значения:
При пониженных температурах (t<0°С) хлор во влажной атмосфере образует твердые кристаллогидраты типа Сl2·nН2О, например Cl2·5.5Н2О – зеленоватые льдоподобные кристаллы. Растворенный в воде хлор подвергается гидролизу:
Cl2+H2O?HCl+HOCl?2H++Cl—+OCl—
Процесс гидролиза протекает за 1-2сек, раствор хлора в воде называют хлорной водой. Считая, что в окислении загрязнений и уничтожении микроорганизмов наибольшую активность проявляют свободный хлор-газ Сl2, хлорноватистая кислота HOCl и гипохлорит-ион OCl—. Нормальные окислительные потенциалы для них составляют:
Наиболее сильным окислителем может считаться хлорноватистая кислота НОСl. Сумма концентраций (Сl2+HOCl+OCl—) называется свободным активным хлором. Кстати, хлорноватистая кислота соединение неустойчивое, на свету разлагается.
Равновесие процесса гидролиза зависит от рН воды, соотношение форм хлора в воде при различных рН приведено в таблице. Свободный молекулярно растворенный хлор Сl2 в воде существует только при рН<4.
Содержание форм хлора в % от суммарной концентрации.
Хлор очень ядовит, по данным фирмы “Дегремон” (Франция) при концентрациях в воздухе до 1г/м3 – хлор безвреден, 1-3.5г/м3 – ощущается запах хлора; 3.5-15г/м3 – раздражается горло; 15-30г/м3 – вызывает сильный кашель; > 300 г/м3 – опасен для организма человека; >1000г/м3 – смертельная концентрация. Хлор разъедает слизистую оболочку легких, плазма крови проникает сквозь нее в альвеолы и наступает отек легких, завершающийся летальным исходом.
В воде хлор менее ядовит и при концентрации до 2.5г/м3 считается безвредным.
Сухой хлор – газ является довольно слабым окислителем и не подвергает коррозии трубы и оборудование из черных металлов.
Высокую окислительную способность хлорноватистой кислоты объясняют ее способностью разлагаться с выделением атомарного кислорода, который является очень сильным окислителем. НOCl?HCl+O
Хлор весьма эффективен для уничтожения микроорганизмов. Он проникает внутрь клеток и разрушает ферменты, что приводит к гибели микробов. Процесс протекает в 2 стадии:
1)диффузия внутрь клеток,
2)окисление ферментов. Общая длительность процесса – до 30мин.
Хлор способен окислять многие органические загрязнения воды, а также окислять восстановленные формы неорганических соединений.
Эффективность действия хлора снижается при повышении рН воды, поскольку снижается концентрация сильного окислителя НОСl и повышается концентрация более слабого окислителя ОСl-. Снижение температуры также снижает эффективность хлорирования воды, поскольку снижается скорость химических реакций. Снижение эффективности обычно компенсируется увеличением концентрации хлора.
Хлор, свойства хлора – статья на сайте “студент-строитель.ру”