क्लोरीन का मिश्रण. प्रकृति में होना
क्लोरीन संभवतः कीमियागरों द्वारा प्राप्त किया गया था, लेकिन इसकी खोज और पहला शोध प्रसिद्ध स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल विल्हेम शीले के नाम के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है। शीले ने पांच रासायनिक तत्वों की खोज की - बेरियम और मैंगनीज (जोहान हैन के साथ), मोलिब्डेनम, टंगस्टन, क्लोरीन, और स्वतंत्र रूप से अन्य रसायनज्ञों से (यद्यपि बाद में) - तीन और: ऑक्सीजन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन। यह उपलब्धि बाद में किसी भी रसायनज्ञ द्वारा दोहराई नहीं जा सकी। उसी समय, शीले, जो पहले से ही रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज के सदस्य के रूप में चुने गए थे, कोपिंग में एक साधारण फार्मासिस्ट थे, हालांकि वह अधिक सम्मानजनक और प्रतिष्ठित पद ले सकते थे। स्वयं प्रशिया के राजा फ्रेडरिक द्वितीय महान ने उन्हें बर्लिन विश्वविद्यालय में रसायन विज्ञान के प्रोफेसर के पद की पेशकश की। ऐसे लुभावने प्रस्तावों को अस्वीकार करते हुए, शीले ने कहा: "मैं अपनी ज़रूरत से ज़्यादा नहीं खा सकता, और कोपिंग में मैं जो कमाता हूँ वह मेरे खाने के लिए पर्याप्त है।"
बेशक, कई क्लोरीन यौगिक शीले से बहुत पहले से ज्ञात थे। यह तत्व कई लवणों का हिस्सा है, जिनमें सबसे प्रसिद्ध - टेबल नमक भी शामिल है। 1774 में, शीले ने काले खनिज पायरोलुसाइट को सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ गर्म करके क्लोरीन को मुक्त रूप में अलग किया: MnO 2 + 4HCl ® Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O।
सबसे पहले, रसायनज्ञ क्लोरीन को एक तत्व के रूप में नहीं, बल्कि ऑक्सीजन के साथ अज्ञात तत्व मुरिया (लैटिन मुरिया - ब्राइन से) के रासायनिक यौगिक के रूप में मानते थे। ऐसा माना जाता था कि हाइड्रोक्लोरिक एसिड (इसे म्यूरिक एसिड कहा जाता था) में रासायनिक रूप से बाध्य ऑक्सीजन होती है। यह "प्रमाणित" था, विशेष रूप से, निम्नलिखित तथ्य से: जब एक क्लोरीन समाधान प्रकाश में खड़ा होता था, तो उसमें से ऑक्सीजन निकलती थी, और हाइड्रोक्लोरिक एसिड समाधान में रहता था। हालाँकि, क्लोरीन से ऑक्सीजन को "फाड़ने" के कई प्रयासों का कोई नतीजा नहीं निकला। इस प्रकार, कोई भी कोयले के साथ क्लोरीन को गर्म करके कार्बन डाइऑक्साइड प्राप्त करने में सक्षम नहीं हुआ है (जो उच्च तापमान पर, इसमें मौजूद कई यौगिकों से ऑक्सीजन को "छीन" लेता है)। हम्फ्री डेवी, जोसेफ लुईस गे-लुसाक और लुईस जैक्स थेनार्ड द्वारा किए गए इसी तरह के प्रयोगों के परिणामस्वरूप, यह स्पष्ट हो गया कि क्लोरीन में ऑक्सीजन नहीं है और यह एक साधारण पदार्थ है। गे-लुसाक के प्रयोग, जिन्होंने हाइड्रोजन के साथ क्लोरीन की प्रतिक्रिया में गैसों के मात्रात्मक अनुपात का विश्लेषण किया, उसी निष्कर्ष पर पहुंचे।
1811 में, डेवी ने नए तत्व के लिए ग्रीक से "क्लोरिन" नाम प्रस्तावित किया। "क्लोरोस" - पीला-हरा। यह बिल्कुल क्लोरीन का रंग है. वही मूल शब्द "क्लोरोफिल" (ग्रीक "क्लोरोस" और "फाइलॉन" - पत्ती से) में है। एक साल बाद, गे-लुसाक ने नाम को "छोटा" करके "क्लोरीन" कर दिया। लेकिन फिर भी ब्रिटिश (और अमेरिकी) इस तत्व को "क्लोरीन" कहते हैं, जबकि फ्रांसीसी इसे क्लोरे कहते हैं। लगभग पूरी 19वीं शताब्दी में रसायन विज्ञान के "विधायकों" जर्मनों ने भी संक्षिप्त नाम अपनाया। (जर्मन में क्लोरीन क्लोर है)। 1811 में, जर्मन भौतिक विज्ञानी जोहान श्वेइगर ने क्लोरीन के लिए "हैलोजन" नाम प्रस्तावित किया (ग्रीक "हल्स" से - नमक, और "गेनाओ" - जन्म दें)। इसके बाद, यह शब्द न केवल क्लोरीन को, बल्कि सातवें समूह में इसके सभी एनालॉग्स - फ्लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन, एस्टैटिन को भी सौंपा गया।
क्लोरीन वातावरण में हाइड्रोजन दहन का प्रदर्शन दिलचस्प है: कभी-कभी प्रयोग के दौरान एक असामान्य दुष्प्रभाव होता है: एक गुंजन ध्वनि सुनाई देती है। अक्सर, लौ गुंजन करती है जब एक पतली ट्यूब जिसके माध्यम से हाइड्रोजन की आपूर्ति की जाती है उसे क्लोरीन से भरे शंकु के आकार के बर्तन में उतारा जाता है; गोलाकार फ्लास्क के लिए भी यही सच है, लेकिन सिलेंडरों में लौ आमतौर पर गुनगुनाती नहीं है। इस घटना को "गायन लौ" कहा गया।
एक जलीय घोल में, क्लोरीन पानी के साथ आंशिक रूप से और धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है; 25 डिग्री सेल्सियस पर, संतुलन: सीएल 2 + एच 2 ओ एचसीएलओ + एचसीएल दो दिनों के भीतर स्थापित हो जाता है। हाइपोक्लोरस एसिड प्रकाश में विघटित होता है: HClO® HCl + O. यह परमाणु ऑक्सीजन है जिसे ब्लीचिंग प्रभाव का श्रेय दिया जाता है (बिल्कुल शुष्क क्लोरीन में यह क्षमता नहीं होती है)।
अपने यौगिकों में क्लोरीन सभी ऑक्सीकरण अवस्थाएँ प्रदर्शित कर सकता है - -1 से +7 तक। ऑक्सीजन के साथ, क्लोरीन कई ऑक्साइड बनाता है, वे सभी अपने शुद्ध रूप में अस्थिर और विस्फोटक होते हैं: सीएल 2 ओ - पीली-नारंगी गैस, सीएलओ 2 - पीली गैस (9.7 ओ सी से नीचे - चमकदार लाल तरल), क्लोरीन परक्लोरेट सीएल 2 ओ 4 (सीएलओ-सीएलओ 3, हल्का पीला तरल), सीएल 2 ओ 6 (ओ 2 सीएल-ओ-सीएलओ 3, चमकीला लाल तरल), सीएल 2 ओ 7 - रंगहीन, बहुत विस्फोटक तरल। कम तापमान पर, अस्थिर ऑक्साइड सीएल 2 ओ 3 और सीएलओ 3 प्राप्त हुए। सीएलओ 2 ऑक्साइड का उत्पादन औद्योगिक पैमाने पर किया जाता है और इसका उपयोग क्लोरीन के बजाय लुगदी को ब्लीच करने और पीने के पानी और अपशिष्ट जल को कीटाणुरहित करने के लिए किया जाता है। अन्य हैलोजन के साथ, क्लोरीन कई तथाकथित इंटरहैलोजन यौगिक बनाता है, उदाहरण के लिए, सीएलएफ, सीएलएफ 3, सीएलएफ 5, बीआरसीएल, आईसीएल, आईसीएल 3।
सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था वाले क्लोरीन और इसके यौगिक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं। 1822 में, जर्मन रसायनज्ञ लियोपोल्ड गमेलिन ने क्लोरीन के साथ ऑक्सीकरण द्वारा पीले रक्त नमक से लाल नमक प्राप्त किया: 2K 4 + Cl 2 ® K 3 + 2KCl। क्लोरीन आसानी से ब्रोमाइड और क्लोराइड को ऑक्सीकरण करता है, ब्रोमीन और आयोडीन को मुक्त रूप में जारी करता है।
विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं में क्लोरीन कई एसिड बनाता है: एचसीएल - हाइड्रोक्लोरिक (हाइड्रोक्लोरिक, लवण - क्लोराइड), एचसीएलओ - हाइपोक्लोरस (लवण - हाइपोक्लोराइट), एचसीएलओ 2 - क्लोरस (लवण - क्लोराइट), एचसीएलओ 3 - हाइपोक्लोरस (लवण - क्लोरेट्स) , एचसीएलओ 4 - क्लोरीन (लवण - परक्लोरेट्स)। ऑक्सीजन अम्लों में से केवल पर्क्लोरिक अम्ल ही अपने शुद्ध रूप में स्थिर होता है। ऑक्सीजन एसिड के लवणों में से, हाइपोक्लोराइट का उपयोग व्यवहार में किया जाता है, सोडियम क्लोराइट NaClO 2 - कपड़ों को ब्लीच करने के लिए, ऑक्सीजन के कॉम्पैक्ट पायरोटेक्निक स्रोतों ("ऑक्सीजन मोमबत्तियाँ"), पोटेशियम क्लोरेट्स (बर्थोलोमेटा नमक), कैल्शियम और मैग्नीशियम (के लिए) के निर्माण के लिए माचिस के उत्पादन में, आतिशबाज़ी की रचनाओं और विस्फोटकों के घटकों के रूप में, कृषि कीटों को नियंत्रित करना), परक्लोरेट्स - विस्फोटकों और आतिशबाज़ी की रचनाओं के घटकों; अमोनियम परक्लोरेट ठोस रॉकेट ईंधन का एक घटक है।
क्लोरीन कई कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह जल्दी से दोहरे और तिहरे कार्बन-कार्बन बांड (एसिटिलीन के साथ प्रतिक्रिया विस्फोटक रूप से आगे बढ़ती है) के साथ असंतृप्त यौगिकों से जुड़ जाता है, और प्रकाश में बेंजीन से जुड़ जाता है। कुछ शर्तों के तहत, क्लोरीन कार्बनिक यौगिकों में हाइड्रोजन परमाणुओं को प्रतिस्थापित कर सकता है: आर-एच + सीएल 2 ® आरसीएल + एचसीएल। इस प्रतिक्रिया ने कार्बनिक रसायन विज्ञान के इतिहास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। 1840 के दशक में, फ्रांसीसी रसायनज्ञ जीन बैप्टिस्ट डुमास ने पाया कि जब क्लोरीन एसिटिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो प्रतिक्रिया आश्चर्यजनक आसानी से होती है
सीएच 3 सीओओएच + सीएल 2 ® सीएच 2 सीएलकूह + एचसीएल। क्लोरीन की अधिकता से ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड CCl 3 COOH बनता है। हालाँकि, कई रसायनज्ञ डुमास के काम के प्रति अविश्वास रखते थे। दरअसल, बर्ज़ेलियस के तत्कालीन आम तौर पर स्वीकृत सिद्धांत के अनुसार, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए हाइड्रोजन परमाणुओं को नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए क्लोरीन परमाणुओं द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जा सकता था। यह राय उस समय कई उत्कृष्ट रसायनज्ञों द्वारा रखी गई थी, जिनमें फ्रेडरिक वोहलर, जस्टस लिबिग और निश्चित रूप से, स्वयं बर्ज़ेलियस भी शामिल थे।
डुमास का उपहास करने के लिए, वोहलर ने अपने मित्र लिबिग को एक निश्चित एस. विंडलर (श्विंडलर - जर्मन में एक धोखेबाज) की ओर से डुमास द्वारा खोजी गई प्रतिक्रिया के एक नए सफल अनुप्रयोग के बारे में एक लेख सौंपा। लेख में, वॉहलर ने स्पष्ट उपहास के साथ लिखा कि कैसे मैंगनीज एसीटेट एमएन (सीएच 3 सीओओ) 2 में सभी तत्वों को उनकी संयोजकता के अनुसार क्लोरीन से बदलना संभव था, जिसके परिणामस्वरूप एक पीला क्रिस्टलीय पदार्थ बना जिसमें केवल क्लोरीन था। आगे कहा गया कि इंग्लैंड में, कार्बनिक यौगिकों में सभी परमाणुओं को क्लोरीन परमाणुओं के साथ क्रमिक रूप से प्रतिस्थापित करके, साधारण कपड़ों को क्लोरीन में बदल दिया जाता है, और साथ ही चीजें अपनी उपस्थिति बरकरार रखती हैं। एक फ़ुटनोट में कहा गया था कि लंदन की दुकानें अकेले क्लोरीन युक्त सामग्री का तेजी से व्यापार कर रही थीं, क्योंकि यह सामग्री नाइटकैप और गर्म जांघिया के लिए बहुत अच्छी थी।
कार्बनिक यौगिकों के साथ क्लोरीन की प्रतिक्रिया से कई ऑर्गेनोक्लोरीन उत्पादों का निर्माण होता है, जिनमें व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सॉल्वैंट्स मेथिलीन क्लोराइड सीएच 2 सीएल 2, क्लोरोफॉर्म सीएचसीएल 3, कार्बन टेट्राक्लोराइड सीसीएल 4, ट्राइक्लोरोइथिलीन सीएचसीएल = सीसीएल 2, टेट्राक्लोरोइथीलीन सी 2 सीएल 4 शामिल हैं। . नमी की उपस्थिति में क्लोरीन पौधों की हरी पत्तियों और कई रंगों को फीका कर देता है। इसका प्रयोग 18वीं शताब्दी में किया गया था। कपड़ों को ब्लीच करने के लिए.
क्लोरीन एक जहरीली गैस के रूप में।
शीले, जिन्हें क्लोरीन मिला था, ने बहुत अप्रिय तेज़ गंध, सांस लेने में कठिनाई और खांसी देखी। जैसा कि हमें बाद में पता चला, एक व्यक्ति को क्लोरीन की गंध आती है, भले ही एक लीटर हवा में इस गैस का केवल 0.005 मिलीग्राम हो, और साथ ही यह श्वसन पथ पर पहले से ही परेशान करने वाला प्रभाव डालता है, श्वसन के श्लेष्म झिल्ली की कोशिकाओं को नष्ट कर देता है। पथ और फेफड़े. 0.012 मिलीग्राम/लीटर की सांद्रता को सहन करना कठिन है; यदि क्लोरीन की सांद्रता 0.1 मिलीग्राम/लीटर से अधिक हो जाती है, तो यह जीवन के लिए खतरा बन जाता है: सांस तेज हो जाती है, ऐंठन हो जाती है, और फिर तेजी से दुर्लभ हो जाती है, और 5-25 मिनट के बाद सांस लेना बंद हो जाता है। औद्योगिक उद्यमों की हवा में अधिकतम अनुमेय सांद्रता 0.001 mg/l है, और आवासीय क्षेत्रों की हवा में - 0.00003 mg/l है।
सेंट पीटर्सबर्ग के शिक्षाविद् टोवी एगोरोविच लोविट्ज़ ने 1790 में शीले के प्रयोग को दोहराते हुए गलती से हवा में महत्वपूर्ण मात्रा में क्लोरीन छोड़ दिया। इसे सूंघने के बाद वह बेहोश हो गए और गिर पड़े, फिर आठ दिनों तक सीने में असहनीय दर्द सहते रहे। सौभाग्य से, वह ठीक हो गया। प्रसिद्ध अंग्रेजी रसायनज्ञ डेवी की क्लोरीन विषाक्तता से लगभग मृत्यु हो गई। क्लोरीन की थोड़ी मात्रा के साथ भी प्रयोग खतरनाक हैं, क्योंकि वे फेफड़ों को गंभीर नुकसान पहुंचा सकते हैं। वे कहते हैं कि जर्मन रसायनज्ञ एगॉन विबर्ग ने क्लोरीन पर अपने एक व्याख्यान की शुरुआत इन शब्दों से की: “क्लोरीन एक जहरीली गैस है। यदि अगले प्रदर्शन के दौरान मुझे जहर मिल जाए तो कृपया मुझे ताजी हवा में ले जाएं। लेकिन, दुर्भाग्य से, व्याख्यान को बाधित करना पड़ेगा।” यदि आप हवा में बहुत अधिक क्लोरीन छोड़ते हैं, तो यह एक वास्तविक आपदा बन जाती है। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान एंग्लो-फ़्रेंच सैनिकों ने इसका अनुभव किया था। 22 अप्रैल, 1915 की सुबह, जर्मन कमांड ने युद्धों के इतिहास में पहला गैस हमला करने का फैसला किया: जब बेल्जियम के शहर Ypres के पास सामने के छह किलोमीटर के एक छोटे से हिस्से पर हवा दुश्मन की ओर चली। 5,730 सिलेंडरों के वाल्व एक साथ खोले गए, प्रत्येक में 30 किलोग्राम तरल क्लोरीन था। 5 मिनट के भीतर, एक विशाल पीला-हरा बादल बन गया, जो धीरे-धीरे जर्मन खाइयों से दूर मित्र राष्ट्रों की ओर चला गया। अंग्रेजी और फ्रांसीसी सैनिक पूरी तरह से रक्षाहीन थे। गैस दरारों के माध्यम से सभी आश्रयों में घुस गई; इससे बचने का कोई रास्ता नहीं था: आखिरकार, गैस मास्क का अभी तक आविष्कार नहीं हुआ था। परिणामस्वरूप, 15 हजार लोगों को जहर दिया गया, जिनमें से 5 हजार को मौत के घाट उतार दिया गया। एक महीने बाद, 31 मई को, जर्मनों ने पूर्वी मोर्चे पर रूसी सैनिकों के खिलाफ गैस हमला दोहराया। यह पोलैंड में बोलिमोवा शहर के पास हुआ। 12 किमी के मोर्चे पर, 12 हजार सिलेंडरों से 264 टन क्लोरीन और उससे भी अधिक जहरीली फॉस्जीन (कार्बोनिक एसिड क्लोराइड COCl 2) का मिश्रण छोड़ा गया। Ypres में जो कुछ हुआ उसके बारे में tsarist कमांड को पता था, और फिर भी रूसी सैनिकों के पास बचाव का कोई साधन नहीं था! गैस हमले के परिणामस्वरूप, 9,146 लोगों की हानि हुई, जिनमें से केवल 108 राइफल और तोपखाने की गोलाबारी के परिणामस्वरूप हुए, बाकी को जहर दे दिया गया। वहीं, 1,183 लोगों की लगभग तुरंत ही मौत हो गई।
जल्द ही, रसायनज्ञों ने दिखाया कि क्लोरीन से कैसे बचा जाए: आपको सोडियम थायोसल्फेट के घोल में भिगोई हुई धुंध पट्टी के माध्यम से सांस लेने की ज़रूरत है (इस पदार्थ का उपयोग फोटोग्राफी में किया जाता है, इसे अक्सर हाइपोसल्फाइट कहा जाता है)। क्लोरीन थायोसल्फेट घोल के साथ बहुत तेजी से प्रतिक्रिया करता है, इसे ऑक्सीकरण करता है:
Na 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O® 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl। बेशक, सल्फ्यूरिक एसिड भी कोई हानिरहित पदार्थ नहीं है, लेकिन इसका पतला जलीय घोल जहरीले क्लोरीन की तुलना में बहुत कम खतरनाक है। इसलिए, उन वर्षों में, थायोसल्फेट का एक और नाम था - "एंटीक्लोर", लेकिन पहले थायोसल्फेट गैस मास्क बहुत प्रभावी नहीं थे।
1916 में, रूसी रसायनज्ञ और भविष्य के शिक्षाविद् निकोलाई दिमित्रिच ज़ेलिंस्की ने वास्तव में प्रभावी गैस मास्क का आविष्कार किया, जिसमें सक्रिय कार्बन की एक परत द्वारा विषाक्त पदार्थों को बरकरार रखा गया था। अत्यधिक विकसित सतह वाला ऐसा कोयला हाइपोसल्फाइट में भिगोए गए धुंध की तुलना में काफी अधिक क्लोरीन बरकरार रख सकता है। सौभाग्य से, "क्लोरीन हमले" इतिहास में केवल एक दुखद घटना बनकर रह गये। विश्व युद्ध के बाद क्लोरीन के पास केवल शांतिपूर्ण पेशे ही बचे थे।
क्लोरीन का प्रयोग.
हर साल, दुनिया भर में भारी मात्रा में क्लोरीन का उत्पादन होता है - लाखों टन। 20वीं सदी के अंत तक केवल संयुक्त राज्य अमेरिका में। इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्रतिवर्ष लगभग 12 मिलियन टन क्लोरीन का उत्पादन किया जाता था (रासायनिक उत्पादन में 10वां स्थान)। इसका बड़ा हिस्सा (50% तक) कार्बनिक यौगिकों के क्लोरीनीकरण पर खर्च किया जाता है - सॉल्वैंट्स, सिंथेटिक रबर, पॉलीविनाइल क्लोराइड और अन्य प्लास्टिक, क्लोरोप्रीन रबर, कीटनाशकों, दवाओं और कई अन्य आवश्यक और उपयोगी उत्पादों का उत्पादन करने के लिए। शेष का उपयोग अकार्बनिक क्लोराइड के संश्लेषण के लिए, लुगदी और कागज उद्योग में लकड़ी के गूदे को ब्लीच करने के लिए और जल शोधन के लिए किया जाता है। धातुकर्म उद्योग में क्लोरीन का उपयोग अपेक्षाकृत कम मात्रा में किया जाता है। इसकी सहायता से अत्यंत शुद्ध धातुएँ प्राप्त होती हैं - टाइटेनियम, टिन, टैंटलम, नाइओबियम। हाइड्रोजन को क्लोरीन में जलाने से हाइड्रोजन क्लोराइड प्राप्त होता है तथा इससे हाइड्रोक्लोरिक अम्ल प्राप्त होता है। क्लोरीन का उपयोग ब्लीचिंग एजेंटों (हाइपोक्लोराइट्स, ब्लीच) के उत्पादन और क्लोरीनीकरण द्वारा पानी कीटाणुशोधन के लिए भी किया जाता है।
इल्या लीनसन
परिभाषा
क्लोरीन- आवर्त सारणी का सत्रहवाँ तत्व। पदनाम - लैटिन "क्लोरम" से सीएल। तीसरी अवधि, VIIA समूह में स्थित है। गैर-धातुओं को संदर्भित करता है। परमाणु चार्ज 17 है.
सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक क्लोरीन यौगिक सोडियम क्लोराइड (टेबल नमक) NaCl है। सोडियम क्लोराइड का मुख्य द्रव्यमान समुद्रों और महासागरों के पानी में पाया जाता है। कई झीलों के पानी में भी काफी मात्रा में NaCl होता है। यह ठोस रूप में भी पाया जाता है, जो पृथ्वी की परत में कुछ स्थानों पर तथाकथित सेंधा नमक की मोटी परतें बनाता है। अन्य क्लोरीन यौगिक भी प्रकृति में आम हैं, उदाहरण के लिए खनिज कार्नेलाइट KCl × MgCl 2 × 6H 2 O और सिल्वाइट KCl के रूप में पोटेशियम क्लोराइड।
सामान्य परिस्थितियों में, क्लोरीन एक पीली-हरी गैस है (चित्र 1), जो पानी में अत्यधिक घुलनशील है। ठंडा होने पर, जलीय घोल से क्रिस्टलीय हाइड्रेट निकलते हैं, जो अनुमानित संरचना सीएल 2 × 6 एच 2 ओ और सीएल 2 × 8 एच 2 ओ के क्लैरेट होते हैं।
चावल। 1. क्लोरीन तरल अवस्था में। उपस्थिति।
क्लोरीन का परमाणु और आणविक द्रव्यमान
किसी तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान किसी दिए गए तत्व के परमाणु के द्रव्यमान और कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 का अनुपात है। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान आयामहीन है और इसे ए आर द्वारा दर्शाया गया है (सूचकांक "आर" अंग्रेजी शब्द रिलेटिव का प्रारंभिक अक्षर है, जिसका अर्थ है "सापेक्ष")। परमाणु क्लोरीन का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान 35.457 एएमयू है।
अणुओं का द्रव्यमान, साथ ही परमाणुओं का द्रव्यमान, परमाणु द्रव्यमान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। किसी पदार्थ का आणविक द्रव्यमान एक अणु का द्रव्यमान होता है, जिसे परमाणु द्रव्यमान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। किसी पदार्थ का सापेक्ष आणविक द्रव्यमान किसी दिए गए पदार्थ के अणु के द्रव्यमान और कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 का अनुपात है, जिसका द्रव्यमान 12 एएमयू है। यह ज्ञात है कि क्लोरीन अणु द्विपरमाणुक है - सीएल 2। क्लोरीन अणु का सापेक्ष आणविक भार बराबर होगा:
एम आर (सीएल 2) = 35.457 × 2 ≈ 71।
क्लोरीन के समस्थानिक
यह ज्ञात है कि प्रकृति में क्लोरीन दो स्थिर आइसोटोप 35 सीएल (75.78%) और 37 सीएल (24.22%) के रूप में पाया जा सकता है। इनकी द्रव्यमान संख्या क्रमशः 35 और 37 है। क्लोरीन आइसोटोप 35 सीएल के एक परमाणु के नाभिक में सत्रह प्रोटॉन और अठारह न्यूट्रॉन होते हैं, और आइसोटोप 37 सीएल में समान संख्या में प्रोटॉन और बीस न्यूट्रॉन होते हैं।
35 से 43 तक द्रव्यमान संख्या वाले क्लोरीन के कृत्रिम आइसोटोप हैं, जिनमें से सबसे स्थिर 36 सीएल है जिसका आधा जीवन 301 हजार वर्ष है।
क्लोरीन आयन
क्लोरीन परमाणु के बाहरी ऊर्जा स्तर में सात इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5।
रासायनिक संपर्क के परिणामस्वरूप, क्लोरीन अपने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को खो सकता है, अर्थात। उनके दाता बनें, और सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयनों में बदल जाएं या दूसरे परमाणु से इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करें, यानी। उनके स्वीकर्ता बनें और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों में बदल जाएँ:
सीएल 0 -7ई → सीएल 7+ ;
सीएल 0 -5ई → सीएल 5+ ;
सीएल 0 -4ई → सीएल 4+ ;
सीएल 0 -3ई → सीएल 3+ ;
सीएल 0 -2ई → सीएल 2+ ;
सीएल 0 -1ई → सीएल 1+ ;
सीएल 0 +1ई → सीएल 1-।
क्लोरीन अणु और परमाणु
क्लोरीन अणु में दो परमाणु होते हैं - सीएल 2। यहां क्लोरीन परमाणु और अणु की विशेषता बताने वाले कुछ गुण दिए गए हैं:
समस्या समाधान के उदाहरण
उदाहरण 1
| व्यायाम | 10 लीटर हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए क्लोरीन की कितनी मात्रा लेनी होगी? गैसें समान परिस्थितियों में हैं। |
| समाधान | आइए हम क्लोरीन और हाइड्रोजन के बीच प्रतिक्रिया के लिए समीकरण लिखें: सीएल 2 + एच 2 = 2एचसीएल। आइए प्रतिक्रिया करने वाले हाइड्रोजन पदार्थ की मात्रा की गणना करें: एन (एच 2) = वी (एच 2) / वी एम; एन (एच 2) = 10 / 22.4 = 0.45 मोल। समीकरण के अनुसार, n (H 2) = n (Cl 2) = 0.45 mol। फिर, हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करने वाले क्लोरीन की मात्रा बराबर है: |
क्लोरीन के भौतिक गुणों पर विचार किया जाता है: क्लोरीन का घनत्व, इसकी तापीय चालकता, विशिष्ट ऊष्मा और विभिन्न तापमानों पर गतिशील चिपचिपाहट। सीएल 2 के भौतिक गुणों को इस हैलोजन की तरल, ठोस और गैसीय अवस्थाओं के लिए तालिकाओं के रूप में प्रस्तुत किया गया है।
क्लोरीन के मूल भौतिक गुण
क्लोरीन को तत्वों की आवर्त सारणी के तीसरे आवर्त के समूह VII में 17वें नंबर पर शामिल किया गया है। यह हैलोजन के उपसमूह से संबंधित है, इसके सापेक्ष परमाणु और आणविक द्रव्यमान क्रमशः 35.453 और 70.906 हैं। -30°C से ऊपर के तापमान पर, क्लोरीन एक हरे-पीले रंग की गैस है जिसमें एक विशिष्ट तेज़, परेशान करने वाली गंध होती है। -34°C तक ठंडा होने पर यह सामान्य दबाव (1.013·10 5 Pa) में आसानी से द्रवीभूत हो जाता है, और एक स्पष्ट एम्बर तरल बनाता है जो -101°C पर जम जाता है।
अपनी उच्च रासायनिक गतिविधि के कारण, मुक्त क्लोरीन प्रकृति में नहीं पाया जाता है, बल्कि केवल यौगिकों के रूप में मौजूद होता है। यह मुख्य रूप से हैलाइट () खनिज में पाया जाता है, और सिल्वाइट (KCl), कार्नेलाइट (KCl MgCl 2 6H 2 O) और सिल्विनाइट (KCl NaCl) जैसे खनिजों का भी हिस्सा है। पृथ्वी की पपड़ी में क्लोरीन की मात्रा पृथ्वी की पपड़ी के परमाणुओं की कुल संख्या का 0.02% है, जहाँ यह दो आइसोटोप 35 सीएल और 37 सीएल के रूप में 75.77% 35 सीएल और 24.23% 37 सीएल के प्रतिशत अनुपात में पाई जाती है। .
| संपत्ति | अर्थ |
|---|---|
| गलनांक, डिग्री सेल्सियस | -100,5 |
| क्वथनांक, डिग्री सेल्सियस | -30,04 |
| क्रांतिक तापमान, डिग्री सेल्सियस | 144 |
| गंभीर दबाव, पीए | 77.1 10 5 |
| क्रांतिक घनत्व, किग्रा/मीटर 3 | 573 |
| गैस घनत्व (0°C और 1.013 · 10 5 Pa पर), किग्रा/मीटर 3 | 3,214 |
| संतृप्त भाप घनत्व (0°C और 3.664 · 10 5 Pa पर), किग्रा/मीटर 3 | 12,08 |
| तरल क्लोरीन का घनत्व (0°C और 3.664 · 10 5 Pa पर), किग्रा/मीटर 3 | 1468 |
| तरल क्लोरीन का घनत्व (15.6 डिग्री सेल्सियस और 6.08 · 10 5 पा पर), किग्रा/मीटर 3 | 1422 |
| ठोस क्लोरीन का घनत्व (-102°C पर), किग्रा/मीटर 3 | 1900 |
| हवा में गैस का सापेक्ष घनत्व (0°C और 1.013 · 10 5 Pa पर) | 2,482 |
| हवा में संतृप्त भाप का सापेक्ष घनत्व (0°C और 3.664 · 10 5 Pa पर) | 9,337 |
| 0°C पर तरल क्लोरीन का सापेक्ष घनत्व (4°C पर पानी के सापेक्ष) | 1,468 |
| गैस की विशिष्ट मात्रा (0°C और 1.013 · 10 5 Pa पर), m 3 /kg | 0,3116 |
| संतृप्त भाप की विशिष्ट मात्रा (0 डिग्री सेल्सियस और 3.664 · 10 5 पा पर), मी 3 / किग्रा | 0,0828 |
| तरल क्लोरीन की विशिष्ट मात्रा (0°C और 3.664 · 10 5 Pa पर), m 3 /kg | 0,00068 |
| 0°C, Pa पर क्लोरीन वाष्प दबाव | 3.664 10 5 |
| 20°C, 10 -3 Pa s पर गैस की गतिशील श्यानता | 0,013 |
| 20°C, 10 -3 Pa s पर तरल क्लोरीन की गतिशील चिपचिपाहट | 0,345 |
| ठोस क्लोरीन के संलयन की ऊष्मा (गलनांक पर), kJ/kg | 90,3 |
| वाष्पीकरण की गर्मी (क्वथनांक पर), केजे/किग्रा | 288 |
| ऊर्ध्वपातन की ऊष्मा (गलनांक पर), kJ/mol | 29,16 |
| गैस की मोलर ताप क्षमता Cp (-73…5727°C पर), J/(mol K) | 31,7…40,6 |
| तरल क्लोरीन की मोलर ताप क्षमता Cp (-101…-34°C पर), J/(mol K) | 67,1…65,7 |
| 0°C, W/(m K) पर गैस तापीय चालकता गुणांक | 0,008 |
| 30°C, W/(m K) पर तरल क्लोरीन की तापीय चालकता गुणांक | 0,62 |
| गैस एन्थैल्पी, केजे/किग्रा | 1,377 |
| संतृप्त भाप की एन्थैल्पी, केजे/किग्रा | 1,306 |
| तरल क्लोरीन की एन्थैल्पी, केजे/किग्रा | 0,879 |
| 14°C पर अपवर्तनांक | 1,367 |
| -70°С, S/m पर विशिष्ट विद्युत चालकता | 10 -18 |
| इलेक्ट्रॉन आत्मीयता, केजे/मोल | 357 |
| आयनीकरण ऊर्जा, केजे/मोल | 1260 |
क्लोरीन घनत्व
सामान्य परिस्थितियों में, क्लोरीन एक भारी गैस है जिसका घनत्व लगभग 2.5 गुना अधिक है। गैसीय और तरल क्लोरीन का घनत्व सामान्य परिस्थितियों में (0°C पर) क्रमशः 3.214 और 1468 kg/m3 के बराबर है. जब तरल या गैसीय क्लोरीन को गर्म किया जाता है, तो तापीय विस्तार के कारण आयतन में वृद्धि के कारण इसका घनत्व कम हो जाता है।
क्लोरीन गैस का घनत्व
तालिका विभिन्न तापमानों (-30 से 140°C तक) और सामान्य वायुमंडलीय दबाव (1.013·10 5 Pa) पर गैसीय अवस्था में क्लोरीन के घनत्व को दर्शाती है। क्लोरीन का घनत्व तापमान के साथ बदलता है - गर्म करने पर यह कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, 20°C पर क्लोरीन का घनत्व 2.985 kg/m3 है, और जब इस गैस का तापमान 100°C तक बढ़ जाता है, तो घनत्व मान घटकर 2.328 kg/m 3 हो जाता है।
| टी, °С | ρ, किग्रा/मीटर 3 | टी, °С | ρ, किग्रा/मीटर 3 |
|---|---|---|---|
| -30 | 3,722 | 60 | 2,616 |
| -20 | 3,502 | 70 | 2,538 |
| -10 | 3,347 | 80 | 2,464 |
| 0 | 3,214 | 90 | 2,394 |
| 10 | 3,095 | 100 | 2,328 |
| 20 | 2,985 | 110 | 2,266 |
| 30 | 2,884 | 120 | 2,207 |
| 40 | 2,789 | 130 | 2,15 |
| 50 | 2,7 | 140 | 2,097 |
जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, क्लोरीन का घनत्व बढ़ता है. नीचे दी गई सारणी तापमान में क्लोरीन गैस का घनत्व -40 से 140°C और दबाव 26.6·10 5 से 213·10 5 Pa तक दर्शाती है। बढ़ते दबाव के साथ, गैसीय अवस्था में क्लोरीन का घनत्व आनुपातिक रूप से बढ़ जाता है। उदाहरण के लिए, 10°C के तापमान पर क्लोरीन का दबाव 53.2·10 5 से 106.4·10 5 Pa तक बढ़ने से इस गैस के घनत्व में दोगुनी वृद्धि होती है।
| ↓ टी, °С | पी, केपीए → | 26,6 | 53,2 | 79,8 | 101,3 |
|---|---|---|---|---|
| -40 | 0,9819 | 1,996 | — | — |
| -30 | 0,9402 | 1,896 | 2,885 | 3,722 |
| -20 | 0,9024 | 1,815 | 2,743 | 3,502 |
| -10 | 0,8678 | 1,743 | 2,629 | 3,347 |
| 0 | 0,8358 | 1,678 | 2,528 | 3,214 |
| 10 | 0,8061 | 1,618 | 2,435 | 3,095 |
| 20 | 0,7783 | 1,563 | 2,35 | 2,985 |
| 30 | 0,7524 | 1,509 | 2,271 | 2,884 |
| 40 | 0,7282 | 1,46 | 2,197 | 2,789 |
| 50 | 0,7055 | 1,415 | 2,127 | 2,7 |
| 60 | 0,6842 | 1,371 | 2,062 | 2,616 |
| 70 | 0,6641 | 1,331 | 2 | 2,538 |
| 80 | 0,6451 | 1,292 | 1,942 | 2,464 |
| 90 | 0,6272 | 1,256 | 1,888 | 2,394 |
| 100 | 0,6103 | 1,222 | 1,836 | 2,328 |
| 110 | 0,5943 | 1,19 | 1,787 | 2,266 |
| 120 | 0,579 | 1,159 | 1,741 | 2,207 |
| 130 | 0,5646 | 1,13 | 1,697 | 2,15 |
| 140 | 0,5508 | 1,102 | 1,655 | 2,097 |
| ↓ टी, °С | पी, केपीए → | 133 | 160 | 186 | 213 |
|---|---|---|---|---|
| -20 | 4,695 | 5,768 | — | — |
| -10 | 4,446 | 5,389 | 6,366 | 7,389 |
| 0 | 4,255 | 5,138 | 6,036 | 6,954 |
| 10 | 4,092 | 4,933 | 5,783 | 6,645 |
| 20 | 3,945 | 4,751 | 5,565 | 6,385 |
| 30 | 3,809 | 4,585 | 5,367 | 6,154 |
| 40 | 3,682 | 4,431 | 5,184 | 5,942 |
| 50 | 3,563 | 4,287 | 5,014 | 5,745 |
| 60 | 3,452 | 4,151 | 4,855 | 5,561 |
| 70 | 3,347 | 4,025 | 4,705 | 5,388 |
| 80 | 3,248 | 3,905 | 4,564 | 5,225 |
| 90 | 3,156 | 3,793 | 4,432 | 5,073 |
| 100 | 3,068 | 3,687 | 4,307 | 4,929 |
| 110 | 2,985 | 3,587 | 4,189 | 4,793 |
| 120 | 2,907 | 3,492 | 4,078 | 4,665 |
| 130 | 2,832 | 3,397 | 3,972 | 4,543 |
| 140 | 2,761 | 3,319 | 3,87 | 4,426 |
तरल क्लोरीन का घनत्व
तरल क्लोरीन अपेक्षाकृत संकीर्ण तापमान सीमा में मौजूद हो सकता है, जिसकी सीमाएं शून्य से 100.5 से प्लस 144 डिग्री सेल्सियस (यानी पिघलने बिंदु से महत्वपूर्ण तापमान तक) तक होती हैं। 144°C के तापमान से ऊपर, क्लोरीन किसी भी दबाव में तरल अवस्था में नहीं बदलेगा। इस तापमान सीमा में तरल क्लोरीन का घनत्व 1717 से 573 किग्रा/घन मीटर तक भिन्न होता है।
| टी, °С | ρ, किग्रा/मीटर 3 | टी, °С | ρ, किग्रा/मीटर 3 |
|---|---|---|---|
| -100 | 1717 | 30 | 1377 |
| -90 | 1694 | 40 | 1344 |
| -80 | 1673 | 50 | 1310 |
| -70 | 1646 | 60 | 1275 |
| -60 | 1622 | 70 | 1240 |
| -50 | 1598 | 80 | 1199 |
| -40 | 1574 | 90 | 1156 |
| -30 | 1550 | 100 | 1109 |
| -20 | 1524 | 110 | 1059 |
| -10 | 1496 | 120 | 998 |
| 0 | 1468 | 130 | 920 |
| 10 | 1438 | 140 | 750 |
| 20 | 1408 | 144 | 573 |
क्लोरीन की विशिष्ट ताप क्षमता
0 से 1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान और सामान्य वायुमंडलीय दबाव में क्लोरीन गैस सी पी की केजे/(किलो के) में विशिष्ट ताप क्षमता की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:
जहां टी डिग्री केल्विन में क्लोरीन का पूर्ण तापमान है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सामान्य परिस्थितियों में क्लोरीन की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 471 J/(kg K) होती है और गर्म करने पर बढ़ जाती है। 500°C से ऊपर के तापमान पर ताप क्षमता में वृद्धि नगण्य हो जाती है, और उच्च तापमान पर क्लोरीन की विशिष्ट ऊष्मा लगभग अपरिवर्तित रहती है।
तालिका उपरोक्त सूत्र का उपयोग करके क्लोरीन की विशिष्ट गर्मी की गणना के परिणाम दिखाती है (गणना त्रुटि लगभग 1% है)।
| टी, °С | सी पी, जे/(किलो के) | टी, °С | सी पी, जे/(किलो के) |
|---|---|---|---|
| 0 | 471 | 250 | 506 |
| 10 | 474 | 300 | 508 |
| 20 | 477 | 350 | 510 |
| 30 | 480 | 400 | 511 |
| 40 | 482 | 450 | 512 |
| 50 | 485 | 500 | 513 |
| 60 | 487 | 550 | 514 |
| 70 | 488 | 600 | 514 |
| 80 | 490 | 650 | 515 |
| 90 | 492 | 700 | 515 |
| 100 | 493 | 750 | 515 |
| 110 | 494 | 800 | 516 |
| 120 | 496 | 850 | 516 |
| 130 | 497 | 900 | 516 |
| 140 | 498 | 950 | 516 |
| 150 | 499 | 1000 | 517 |
| 200 | 503 | 1100 | 517 |
परम शून्य के करीब तापमान पर, क्लोरीन ठोस अवस्था में होता है और इसकी विशिष्ट ताप क्षमता कम होती है (19 J/(kg K))। जैसे-जैसे ठोस सीएल 2 का तापमान बढ़ता है, इसकी ताप क्षमता बढ़ती है और शून्य से 143 डिग्री सेल्सियस पर 720 जे/(किलो के) के मान तक पहुंच जाती है।
तरल क्लोरीन की विशिष्ट ताप क्षमता 0 से -90 डिग्री सेल्सियस के बीच 918...949 J/(kg K) होती है। तालिका के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि तरल क्लोरीन की विशिष्ट ताप क्षमता गैसीय क्लोरीन की तुलना में अधिक है और बढ़ते तापमान के साथ घटती जाती है।
क्लोरीन की तापीय चालकता
तालिका -70 से 400 डिग्री सेल्सियस के तापमान में सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर क्लोरीन गैस की तापीय चालकता गुणांक के मूल्यों को दर्शाती है।
सामान्य परिस्थितियों में क्लोरीन की तापीय चालकता गुणांक 0.0079 W/(m deg) है, जो समान तापमान और दबाव की तुलना में 3 गुना कम है। क्लोरीन को गर्म करने से इसकी तापीय चालकता में वृद्धि होती है। इस प्रकार, 100°C के तापमान पर, क्लोरीन के इस भौतिक गुण का मान 0.0114 W/(m deg) तक बढ़ जाता है।
| टी, °С | λ, डब्ल्यू/(एम डिग्री) | टी, °С | λ, डब्ल्यू/(एम डिग्री) |
|---|---|---|---|
| -70 | 0,0054 | 50 | 0,0096 |
| -60 | 0,0058 | 60 | 0,01 |
| -50 | 0,0062 | 70 | 0,0104 |
| -40 | 0,0065 | 80 | 0,0107 |
| -30 | 0,0068 | 90 | 0,0111 |
| -20 | 0,0072 | 100 | 0,0114 |
| -10 | 0,0076 | 150 | 0,0133 |
| 0 | 0,0079 | 200 | 0,0149 |
| 10 | 0,0082 | 250 | 0,0165 |
| 20 | 0,0086 | 300 | 0,018 |
| 30 | 0,009 | 350 | 0,0195 |
| 40 | 0,0093 | 400 | 0,0207 |
क्लोरीन चिपचिपाहट
तापमान सीमा 20...500°C में गैसीय क्लोरीन की गतिशील चिपचिपाहट के गुणांक की गणना लगभग सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:
जहां η टी किसी दिए गए तापमान टी, के पर क्लोरीन की गतिशील चिपचिपाहट का गुणांक है;
η टी 0 - तापमान टी 0 = 273 के (सामान्य परिस्थितियों में) पर क्लोरीन की गतिशील चिपचिपाहट का गुणांक;
सी सदरलैंड स्थिरांक है (क्लोरीन सी = 351 के लिए)।
सामान्य परिस्थितियों में, क्लोरीन की गतिशील चिपचिपाहट 0.0123·10 -3 Pa·s है। गर्म होने पर, क्लोरीन की भौतिक संपत्ति, जैसे चिपचिपापन, उच्च मान प्राप्त कर लेती है।
तरल क्लोरीन की श्यानता गैसीय क्लोरीन से अधिक परिमाण में होती है। उदाहरण के लिए, 20°C के तापमान पर, तरल क्लोरीन की गतिशील चिपचिपाहट का मान 0.345·10 -3 Pa·s होता है और बढ़ते तापमान के साथ घटता जाता है।
स्रोत:
- बरकोव एस.ए. हैलोजन और मैंगनीज उपसमूह। डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी के समूह VII के तत्व। छात्रों के लिए एक मैनुअल. एम.: शिक्षा, 1976 - 112 पी.
- भौतिक राशियों की सारणी. निर्देशिका। ईडी। अकाद. आई. के. किकोइना। एम.: एटमिज़दैट, 1976 - 1008 पी।
- याकिमेंको एल.एम., पासमानिक एम.आई. क्लोरीन, कास्टिक सोडा और बुनियादी क्लोरीन उत्पादों के उत्पादन पर हैंडबुक। ईडी। 2, प्रति. और अन्य। एम.: रसायन विज्ञान, 1976 - 440 पी।
क्लोरीन पहली बार 1772 में शीले द्वारा प्राप्त किया गया था, जिन्होंने पायरोलुसाइट पर अपने ग्रंथ में हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ पायरोलुसाइट की बातचीत के दौरान इसकी रिहाई का वर्णन किया था: 4HCl + MnO 2 = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O
शीले ने एक्वा रेजिया के समान क्लोरीन की गंध, सोने और सिनेबार के साथ प्रतिक्रिया करने की इसकी क्षमता और इसके ब्लीचिंग गुणों पर ध्यान दिया। हालाँकि, शीले ने, फ्लॉजिस्टन सिद्धांत के अनुसार, जो उस समय रसायन विज्ञान में प्रमुख था, सुझाव दिया कि क्लोरीन डीफ्लॉजिस्टिकेटेड हाइड्रोक्लोरिक एसिड है, यानी हाइड्रोक्लोरिक एसिड का ऑक्साइड है।
बर्थोलेट और लेवॉज़ियर ने सुझाव दिया कि क्लोरीन मुरिया तत्व का एक ऑक्साइड है, लेकिन इसे अलग करने के प्रयास डेवी के काम तक असफल रहे, जो इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा टेबल नमक को सोडियम और क्लोरीन में विघटित करने में कामयाब रहे।
तत्व का नाम ग्रीक से आया है clwroz- "हरा"।
प्रकृति में रहना, प्राप्त करना:
प्राकृतिक क्लोरीन दो समस्थानिकों 35 सीएल और 37 सीएल का मिश्रण है। पृथ्वी की पपड़ी में क्लोरीन सबसे आम हैलोजन है। चूँकि क्लोरीन बहुत सक्रिय है, प्रकृति में यह केवल खनिजों में यौगिकों के रूप में होता है: हेलाइट NaCl, सिल्वाइट KCl, सिल्विनाइट KCl NaCl, बिशोफ़ाइट MgCl 2 6H 2 O, कार्नेलाइट KCl MgCl 2 6H 2 O, केनाइट KCl MgSO 4 · 3H 2 O. क्लोरीन का सबसे बड़ा भंडार समुद्रों और महासागरों के पानी के लवण में निहित है।
औद्योगिक पैमाने पर, टेबल नमक के घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से सोडियम हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोजन के साथ क्लोरीन का उत्पादन किया जाता है:
2NaCl + 2H 2 O => एच 2 + सीएल 2 + 2NaOH
हाइड्रोजन क्लोराइड से क्लोरीन पुनर्प्राप्त करने के लिए, जो कार्बनिक यौगिकों के औद्योगिक क्लोरीनीकरण के दौरान एक उप-उत्पाद है, डेकोन प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है (वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन क्लोराइड का उत्प्रेरक ऑक्सीकरण):
4HCl + O 2 = 2H 2 O + 2Cl 2
आमतौर पर प्रयोगशालाओं में उपयोग की जाने वाली प्रक्रियाएं मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों (उदाहरण के लिए, मैंगनीज (IV) ऑक्साइड, पोटेशियम परमैंगनेट, पोटेशियम डाइक्रोमेट) के साथ हाइड्रोजन क्लोराइड के ऑक्सीकरण पर आधारित होती हैं:
2KMnO 4 + 16HCl = 5Cl 2 + 2MnCl 2 + 2KCl +8H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl = 3Cl 2 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O
भौतिक गुण:
सामान्य परिस्थितियों में, क्लोरीन एक पीली-हरी गैस है जिसमें दम घुटने वाली गंध होती है। क्लोरीन पानी ("क्लोरीन पानी") में उल्लेखनीय रूप से घुलनशील है। 20°C पर, 2.3 मात्रा क्लोरीन पानी की एक मात्रा में घुल जाती है। क्वथनांक = -34°C; गलनांक = -101°C, घनत्व (गैस, एन.एस.) = 3.214 ग्राम/लीटर।
रासायनिक गुण:
क्लोरीन बहुत सक्रिय है - यह आवर्त सारणी के लगभग सभी तत्वों, धातुओं और गैर-धातुओं (कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और अक्रिय गैसों को छोड़कर) के साथ सीधे जुड़ जाता है। क्लोरीन एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, जो कम सक्रिय गैर-धातुओं (ब्रोमीन, आयोडीन) को हाइड्रोजन और धातुओं के साथ उनके यौगिकों से विस्थापित करता है:
सीएल 2 + 2एचबीआर = बीआर 2 + 2एचसीएल; सीएल 2 + 2NaI = I 2 + 2NaCl
पानी या क्षार में घुलने पर, क्लोरीन विघटित हो जाता है, जिससे हाइपोक्लोरस (और गर्म होने पर, परक्लोरिक) और हाइड्रोक्लोरिक एसिड या उनके लवण बनते हैं।
सीएल 2 + एच 2 ओ एचसीएलओ + एचसीएल;
क्लोरीन कई कार्बनिक यौगिकों के साथ परस्पर क्रिया करता है, प्रतिस्थापन या अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करता है:
सीएच 3 -सीएच 3 + एक्ससीएल 2 => सी 2 एच 6-एक्स सीएल एक्स + एक्सएचसीएल
सीएच 2 =सीएच 2 + सीएल 2 => सीएल-सीएच 2 -सीएच 2 -सीएल
सी 6 एच 6 + सीएल 2 => सी 6 एच 6 सीएल + एचसीएल
क्लोरीन की सात ऑक्सीकरण अवस्थाएँ हैं: -1, 0, +1, +3, +4, +5, +7।
सबसे महत्वपूर्ण कनेक्शन:
हाइड्रोजन क्लोराइड एचसीएल- एक रंगहीन गैस जो जलवाष्प के साथ कोहरे की बूंदों के बनने के कारण हवा में धुआं पैदा करती है। इसमें तीखी गंध होती है और यह श्वसन तंत्र को गंभीर रूप से परेशान करता है। ज्वालामुखीय गैसों और पानी में, गैस्ट्रिक रस में निहित। रासायनिक गुण इस पर निर्भर करते हैं कि यह किस अवस्था में है (गैसीय, तरल या घोल अवस्था में हो सकता है)। एचसीएल विलयन कहलाता है हाइड्रोक्लोरिक एसिड. यह एक प्रबल अम्ल है और कमजोर अम्लों को उनके लवणों से विस्थापित कर देता है। नमक - क्लोराइड- उच्च गलनांक वाले ठोस क्रिस्टलीय पदार्थ।
सहसंयोजक क्लोराइड- गैर-धातुओं, गैसों, तरल पदार्थों या फ्यूज़िबल ठोस पदार्थों के साथ क्लोरीन यौगिक जिनमें विशिष्ट अम्लीय गुण होते हैं, आमतौर पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड बनाने के लिए पानी द्वारा आसानी से हाइड्रोलाइज्ड होते हैं:
पीसीएल 5 + 4एच 2 ओ = एच 3 पीओ 4 + 5 एचसीएल;
क्लोरीन (आई) ऑक्साइड सीएल 2 ओ।, तीखी गंध वाली भूरे-पीले रंग की गैस। श्वसन अंगों पर प्रभाव डालता है। पानी में आसानी से घुल जाता है, जिससे हाइपोक्लोरस एसिड बनता है।
हाइपोक्लोरस अम्ल HClO. समाधान में ही विद्यमान है। यह एक कमजोर एवं अस्थिर अम्ल है। आसानी से हाइड्रोक्लोरिक एसिड और ऑक्सीजन में विघटित हो जाता है। मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट. क्लोरीन पानी में घुलने पर बनता है। नमक - हाइपोक्लोराइट्स, कम स्थिरता (NaClO*H 2 O 70 डिग्री सेल्सियस पर विस्फोटक रूप से विघटित होता है), मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट। सफेदी और कीटाणुशोधन के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है ब्लीचिंग पाउडर, मिश्रित नमक Ca(Cl)OCl
क्लोरस अम्ल HClO2, अपने मुक्त रूप में अस्थिर है, यहां तक कि पतले जलीय घोल में भी यह जल्दी से विघटित हो जाता है। मध्यम शक्ति वाले अम्ल, लवण - क्लोराइट, एक नियम के रूप में, रंगहीन और पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। हाइपोक्लोराइट के विपरीत, क्लोराइट केवल अम्लीय वातावरण में स्पष्ट ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं। सबसे बड़ा उपयोग (कपड़ों और कागज के गूदे को ब्लीच करने के लिए) सोडियम क्लोराइट NaClO2 है।
क्लोरीन(IV) ऑक्साइड क्लो2, एक अप्रिय (तीखी) गंध वाली हरी-पीली गैस है, ...
क्लोरिक एसिड, एचसीएलओ 3 - अपने मुक्त रूप में अस्थिर है: यह सीएलओ 2 और एचसीएलओ 4 में अनुपातहीन हो जाता है। नमक - क्लोरेट्स; इनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम क्लोरेट्स। ये मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं और कम करने वाले एजेंटों के साथ मिश्रित होने पर विस्फोटक होते हैं। पोटेशियम क्लोरेट ( बर्थोलेट का नमक) - KClO3, का उपयोग प्रयोगशाला में ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए किया जाता था, लेकिन इसके उच्च खतरे के कारण अब इसका उपयोग नहीं किया जाता था। पोटेशियम क्लोरेट के घोल का उपयोग कमजोर एंटीसेप्टिक और बाहरी औषधीय गरारे के रूप में किया जाता था।
पर्क्लोरिक एसिड HClO4जलीय घोल में, पर्क्लोरिक एसिड सभी ऑक्सीजन युक्त क्लोरीन एसिड में सबसे अधिक स्थिर होता है। निर्जल पर्क्लोरिक एसिड, जो 72% एचसीएलओ4 से सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, बहुत स्थिर नहीं है। यह सबसे मजबूत मोनोप्रोटिक एसिड (जलीय घोल में) है। नमक - पर्क्लोरेट्स, ऑक्सीडाइज़र (ठोस प्रणोदक रॉकेट इंजन) के रूप में उपयोग किया जाता है।
आवेदन पत्र:
क्लोरीन का उपयोग कई उद्योगों, विज्ञान और घरेलू जरूरतों में किया जाता है:
- पॉलीविनाइल क्लोराइड, प्लास्टिक यौगिकों, सिंथेटिक रबर के उत्पादन में;
- कपड़े और कागज को ब्लीच करने के लिए;
- ऑर्गेनोक्लोरिन कीटनाशकों का उत्पादन - ऐसे पदार्थ जो फसलों के लिए हानिकारक कीड़ों को मारते हैं, लेकिन पौधों के लिए सुरक्षित होते हैं;
- पानी कीटाणुशोधन के लिए - "क्लोरीनीकरण";
- खाद्य उद्योग में खाद्य योज्य E925 के रूप में पंजीकृत;
- हाइड्रोक्लोरिक एसिड, ब्लीच, बर्थोलेट नमक, धातु क्लोराइड, जहर, दवाओं, उर्वरकों के रासायनिक उत्पादन में;
- शुद्ध धातुओं के उत्पादन के लिए धातु विज्ञान में: टाइटेनियम, टिन, टैंटलम, नाइओबियम।
जैविक भूमिका और विषाक्तता:
क्लोरीन सबसे महत्वपूर्ण बायोजेनिक तत्वों में से एक है और सभी जीवित जीवों का हिस्सा है। जानवरों और मनुष्यों में, क्लोरीन आयन आसमाटिक संतुलन बनाए रखने में शामिल होते हैं; क्लोराइड आयन में कोशिका झिल्ली के माध्यम से प्रवेश के लिए एक इष्टतम त्रिज्या होती है। क्लोरीन आयन पौधों के लिए महत्वपूर्ण हैं, पौधों में ऊर्जा चयापचय में भाग लेते हैं, ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण को सक्रिय करते हैं।
साधारण पदार्थ के रूप में क्लोरीन जहरीला होता है, यदि यह फेफड़ों में प्रवेश कर जाए तो फेफड़ों के ऊतकों में जलन और दम घुटने का कारण बनता है। हवा में लगभग 0.006 मिलीग्राम/लीटर (यानी, क्लोरीन की गंध की धारणा के लिए सीमा से दोगुना) की सांद्रता पर इसका श्वसन पथ पर परेशान करने वाला प्रभाव पड़ता है। प्रथम विश्व युद्ध में जर्मनी द्वारा उपयोग किए जाने वाले पहले रासायनिक एजेंटों में से एक क्लोरीन था।
कोरोटकोवा वाई., श्वेत्सोवा आई.
एचएफ टूमेन स्टेट यूनिवर्सिटी, 571 समूह।
स्रोत: विकिपीडिया: http://ru.wikipedia.org/wiki/Cl, आदि।
रूसी रासायनिक तकनीकी विश्वविद्यालय की वेबसाइट का नाम किसके नाम पर रखा गया है? डी.आई. मेंडेलीव:
उदाहरण के तौर पर क्लोरीन का उपयोग करते हुए मुख्य उपसमूह के समूह VII के तत्वों की विशेषताएं
उपसमूह की सामान्य विशेषताएँ
तालिका 1. उपसमूह VIIA के तत्वों का नामकरण
पी-तत्व, विशिष्ट, गैर-धातु (एस्टैटिन एक अर्ध-धातु है), हैलोजन।
तत्व हैल (Hal ≠ F) का इलेक्ट्रॉन आरेख:
उपसमूह VIIA के तत्वों की विशेषता निम्नलिखित संयोजकताएँ हैं:
तालिका 2. वैलेंस
3. उपसमूह VIIA के तत्वों की विशेषता निम्नलिखित ऑक्सीकरण अवस्थाएँ हैं:
तालिका 3. तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ
एक रासायनिक तत्व के लक्षण
क्लोरीन समूह VII A का एक तत्व है। क्रमांक 17
सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान: 35.4527 ए. ई.एम. (जी/मोल)
प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉनों की संख्या: 17,18,17
परमाण्विक संरचना:
इलेक्ट्रॉनिक सूत्र:
विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: -1, 0, +1, +3, +4, +5, +7
आयनीकरण ऊर्जा: 1254.9(13.01) kJ/mol (eV)
इलेक्ट्रॉन आत्मीयता: 349 (kJ/mol)
पॉलिंग के अनुसार इलेक्ट्रोनगेटिविटी: 3.20
एक साधारण पदार्थ के लक्षण
बांड प्रकार: सहसंयोजक गैर-ध्रुवीय
द्विपरमाणुक अणु
आइसोटोप: 35 सीएल (75.78%) और 37 सीएल (24.22%)
क्रिस्टल जाली प्रकार: आणविक
थर्मोडायनामिक पैरामीटर
तालिका 4
भौतिक गुण
तालिका 5
रासायनिक गुण
क्लोरीन का एक जलीय घोल अत्यधिक विघटित होता है ("क्लोरीन पानी")
चरण 1: सीएल 2 + एच 2 ओ = एचसीएल + एचओसीएल
चरण 2: एचओसीएल = एचसीएल + [ओ] - परमाणु ऑक्सीजन
उपसमूह में ऑक्सीकरण क्षमता फ्लोरीन से आयोडीन = ˃ तक घट जाती है
क्लोरीन एक प्रबल ऑक्सीकरण एजेंट है:
1. सरल पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया
ए) हाइड्रोजन के साथ:
सीएल 2 + एच 2 = 2एचसीएल
बी) धातुओं के साथ:
सीएल 2 + 2Na = 2NaCl
3Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3
ग) कुछ कम विद्युत ऋणात्मक अधातुओं के साथ:
3सीएल 2 + 2पी = 2पीसीएल 3
सीएल 2 + एस = एससीएल 2
ऑक्सीजन, कार्बन और नाइट्रोजन के साथ, क्लोरीन सीधे प्रतिक्रिया नहीं करता!
2. जटिल पदार्थों के साथ परस्पर क्रिया
क) पानी के साथ: ऊपर देखें
बी) एसिड के साथ: प्रतिक्रिया नहीं करता!
ग) क्षार समाधान के साथ:
ठंड में: सीएल 2 +2 NaOH = NaCl + NaClO + H 2 O
गर्म होने पर: 3Cl 2 + 6 KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O
ई) कई कार्बनिक पदार्थों के साथ:
सीएल 2 + सीएच 4 = सीएच 3 सीएल + एचसीएल
सी 6 एच 6 + सीएल 2 = सी 6 एच 5 सीएल + एचसीएल
सबसे महत्वपूर्ण क्लोरीन यौगिक
हाइड्रोजन क्लोराइड, हाइड्रोजन क्लोराइड(एचसीएल) एक रंगहीन, तापीय रूप से स्थिर गैस है (सामान्य परिस्थितियों में) जिसमें तीखी गंध होती है, नम हवा में धुआं निकलता है, पानी में आसानी से घुल जाता है (पानी की प्रति मात्रा 500 मात्रा तक गैस) जिससे हाइड्रोक्लोरिक (हाइड्रोक्लोरिक) एसिड बनता है। -114.22 डिग्री सेल्सियस पर, एचसीएल ठोस अवस्था में बदल जाता है। ठोस अवस्था में, हाइड्रोजन क्लोराइड दो क्रिस्टलीय संशोधनों के रूप में मौजूद होता है: ऑर्थोरोम्बिक, स्थिर नीचे और घन।
हाइड्रोजन क्लोराइड के जलीय घोल को हाइड्रोक्लोरिक एसिड कहा जाता है। पानी में घुलने पर निम्नलिखित प्रक्रियाएँ होती हैं:
एचसीएल जी + एच 2 ओ एल = एच 3 ओ + एल + सीएल - एल
विघटन प्रक्रिया अत्यधिक ऊष्माक्षेपी होती है। पानी के साथ, एचसीएल एक एज़ोट्रोपिक मिश्रण बनाता है। यह एक प्रबल मोनोप्रोटिक अम्ल है। हाइड्रोजन के बाईं ओर वोल्टेज श्रृंखला में सभी धातुओं के साथ बुनियादी और एम्फोटेरिक ऑक्साइड, आधार और लवण के साथ ऊर्जावान रूप से बातचीत करता है, जिससे लवण बनता है - क्लोराइड:
एमजी + 2 एचसीएल → एमजीसीएल 2 + एच 2
FeO + 2 HCl → FeCl 2 + H 2 O
मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों के संपर्क में आने पर या इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, हाइड्रोजन क्लोराइड कम करने वाले गुण प्रदर्शित करता है:
एमएनओ 2 + 4 एचसीएल → एमएनसीएल 2 + सीएल 2 + 2 एच 2 ओ
गर्म करने पर, हाइड्रोजन क्लोराइड ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत हो जाता है (उत्प्रेरक - कॉपर (II) क्लोराइड CuCl 2):
4 एचसीएल + ओ 2 → 2 एच 2 ओ +2 सीएल 2
हालाँकि, सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड तांबे के साथ प्रतिक्रिया करके एक मोनोवालेंट कॉपर कॉम्प्लेक्स बनाता है:
2 Cu + 4 HCl → 2 H + H 2
सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड के आयतन के अनुसार 3 भाग और सांद्र नाइट्रिक एसिड के आयतन के अनुसार 1 भाग के मिश्रण को "एक्वा रेजिया" कहा जाता है। एक्वा रेजिया सोने और प्लैटिनम को भी घोल सकता है। एक्वा रेजिया की उच्च ऑक्सीडेटिव गतिविधि इसमें नाइट्रोसिल क्लोराइड और क्लोरीन की उपस्थिति के कारण होती है, जो शुरुआती पदार्थों के साथ संतुलन में हैं:
4 एच 3 ओ + + 3 सीएल - + एनओ 3 - = एनओसीएल + सीएल 2 + 6 एच 2 ओ
घोल में क्लोराइड आयनों की उच्च सांद्रता के कारण, धातु एक क्लोराइड कॉम्प्लेक्स में बंध जाती है, जो इसके विघटन को बढ़ावा देती है:
3 पीटी + 4 एचएनओ 3 + 18 एचसीएल → 3 एच 2 + 4 एनओ + 8 एच 2 ओ
हाइड्रोजन क्लोराइड को कई बांडों (इलेक्ट्रोफिलिक जोड़) के अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं की भी विशेषता है:
आर-सीएच=सीएच 2 + एचसीएल → आर-सीएचसीएल-सीएच 3
R-C≡CH + 2 HCl → R-CCl 2 -CH 3
क्लोरीन ऑक्साइड- क्लोरीन और ऑक्सीजन के अकार्बनिक रासायनिक यौगिक, सामान्य सूत्र के साथ: सीएल एक्स ओ वाई।
क्लोरीन निम्नलिखित ऑक्साइड बनाता है: सीएल 2 ओ, सीएल 2 ओ 3, सीएलओ 2, सीएल 2 ओ 4, सीएल 2 ओ 6, सीएल 2 ओ 7। इसके अलावा, निम्नलिखित ज्ञात हैं: अल्पकालिक रेडिकल सीएलओ, क्लोरीन पेरोक्साइड रेडिकल सीएलओओ और क्लोरीन टेट्रोक्साइड रेडिकल सीएलओ 4।
नीचे दी गई तालिका स्थिर क्लोरीन ऑक्साइड के गुण दिखाती है:
तालिका 6
| संपत्ति | सीएल2ओ | क्लो2 | क्लोक्लोरीन 3 | सीएल 2 ओ 6 (एल)↔2सीएलओ 3 (जी) | सीएल2ओ7 |
| कमरे का रंग और स्थिति. तापमान | पीली-भूरी गैस | पीली-हरी गैस | हल्का पीला तरल | गहरा लाल तरल | रंगहीन तरल |
| क्लोरीन ऑक्सीकरण अवस्था | (+1) | (+4) | (+1), (+7) | (+6) | (+7) |
| टी. पीएल., डिग्री सेल्सियस | −120,6 | −59 | −117 | 3,5 | −91,5 |
| उबालने का तापमान, डिग्री सेल्सियस | 2,0 | 44,5 | |||
| डी(f, 0°C), g*cm -3 | - | 1,64 | 1,806 | - | 2,02 |
| ΔH° नमूना (गैस, 298 K), kJ*mol -1 | 80,3 | 102,6 | ~180 | (155) | |
| ΔG° नमूना (गैस, 298 K), kJ*mol -1 | 97,9 | 120,6 | - | - | - |
| S° नमूना (गैस, 298 K), J*K -1 *mol -1 | 265,9 | 256,7 | 327,2 | - | - |
| द्विध्रुव आघूर्ण μ, डी | 0.78 ± 0.08 | 1.78 ± 0.01 | - | - | 0.72 ± 0.02 |
क्लोरीन ऑक्साइड (I),डाइक्लोर ऑक्साइड, हाइपोक्लोरस एसिड एनहाइड्राइड - ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण अवस्था +1 में क्लोरीन का एक यौगिक।
सामान्य परिस्थितियों में, यह एक भूरे-पीले रंग की गैस है जिसमें क्लोरीन जैसी विशिष्ट गंध होती है। 2 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर तरल का रंग सुनहरा-लाल होता है। विषैला: श्वसन तंत्र को प्रभावित करता है। अनायास धीरे-धीरे विघटित होता है:
उच्च सांद्रता में विस्फोटक. सामान्य परिस्थितियों में घनत्व 3.22 किग्रा/वर्ग मीटर है। कार्बन टेट्राक्लोराइड में घुल जाता है। कमजोर हाइपोक्लोरस एसिड बनाने के लिए पानी में घुलनशील:
क्षार के साथ शीघ्रता से प्रतिक्रिया करता है:
सीएल 2 ओ + 2एनएओएच (पतला) = 2एनएसीएलओ + एच 2 ओ
क्लोरिन डाइऑक्साइड- एसिड ऑक्साइड. पानी में घुलने पर क्लोरस और पर्क्लोरिक एसिड बनते हैं (असमानता प्रतिक्रिया)। तनु विलयन अंधेरे में स्थिर रहते हैं और प्रकाश में धीरे-धीरे विघटित होते हैं:
क्लोरिन डाइऑक्साइड- क्लोरीन ऑक्साइड ( चतुर्थ), क्लोरीन और ऑक्सीजन का एक यौगिक, सूत्र: सीएलओ 2।
सामान्य परिस्थितियों में, क्लो 2 एक विशिष्ट गंध वाली लाल-पीली गैस है। 10 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर क्लो 2 एक लाल-भूरे रंग का तरल होता है। कम स्थिरता, प्रकाश में, ऑक्सीकरण एजेंटों के संपर्क में आने पर और गर्म होने पर फट जाता है। इसे पानी में अच्छे से घोल लें. इसके विस्फोटक खतरे के कारण, क्लोरीन डाइऑक्साइड को तरल के रूप में संग्रहीत नहीं किया जा सकता है।
अम्लीय ऑक्साइड. पानी में घुलने पर क्लोरस और पर्क्लोरिक एसिड बनते हैं (असमानता प्रतिक्रिया)। तनु विलयन अंधेरे में स्थिर रहते हैं और प्रकाश में धीरे-धीरे विघटित होते हैं:
परिणामस्वरूप क्लोरस एसिड बहुत अस्थिर होता है और विघटित हो जाता है:
रेडॉक्स गुण प्रदर्शित करता है।
2ClO 2 + 5H 2 SO 4 (पतला) + 10FeSO 4 = 5Fe 2 (SO 4) 3 + 2HCl + 4H 2 O
क्लो 2 + 2NaOH ठंडा। = NaClO 2 + NaClO 3 + H 2 O
सीएलओ 2 + ओ 3 = सीएलओ 3 + ओ 2
सीएलओ 2 कई कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करता है और मध्यम-शक्ति ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है।
हाइपोक्लोरस तेजाब- एचसीएलओ, एक बहुत कमजोर मोनोप्रोटिक एसिड जिसमें क्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था +1 होती है। समाधान में ही विद्यमान है।
जलीय घोल में, हाइपोक्लोरस एसिड आंशिक रूप से एक प्रोटॉन और हाइपोक्लोराइट आयन सीएलओ में विघटित हो जाता है -:
अस्थिर. हाइपोक्लोरस अम्ल एवं उसके लवण - हाइपोक्लोराइट्स- मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट। हाइड्रोक्लोरिक एसिड एचसीएल के साथ प्रतिक्रिया करके आणविक क्लोरीन बनाता है:
HClO + NaOH (पतला) = NaClO + H 2 O 
क्लोरस अम्ल- एचसीएलओ 2, मध्यम शक्ति का एक मोनोबैसिक एसिड।
क्लोरस एसिड HClO2 अपने मुक्त रूप में अस्थिर है; यहां तक कि एक पतला जलीय घोल में भी यह जल्दी से विघटित हो जाता है:
क्षार द्वारा निष्क्रिय।
HClO 2 + NaOH (पतला ठंडा) = NaClO 2 + H 2 O
इस एसिड का एनहाइड्राइड अज्ञात है।
इसके लवणों से अम्ल का घोल तैयार किया जाता है - क्लोराइटक्षार के साथ क्लो2 की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप बनता है:
रेडॉक्स गुण प्रदर्शित करता है।
5HClO2 + 3H2SO4 (पतला) + 2KMnO4 = 5HClO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
क्लोरिक एसिड- एचसीएलओ 3, एक मजबूत मोनोबैसिक एसिड जिसमें क्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था +5 होती है। निःशुल्क रूप में प्राप्त नहीं; ठंड में 30% से कम सांद्रता वाले जलीय घोल में यह काफी स्थिर होता है; अधिक संकेंद्रित विलयनों में यह विघटित हो जाता है:
हाइपोक्लोरस एसिड एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है; बढ़ती सांद्रता और तापमान के साथ ऑक्सीकरण क्षमता बढ़ती है। HClO3 आसानी से हाइड्रोक्लोरिक एसिड में अपचयित हो जाता है:
एचसीएलओ 3 + 5एचसीएल (सांद्र) = 3सीएल 2 + 3एच 2 ओ
HClO 3 + NaOH (पतला) = NaClO 3 + H 2 O
जब SO2 और वायु का मिश्रण अत्यधिक अम्लीय घोल से गुजारा जाता है, तो क्लोरीन डाइऑक्साइड बनता है:
उदाहरण के लिए, 40% पर्क्लोरिक एसिड में, फिल्टर पेपर प्रज्वलित होता है।
8. प्रकृति में रहना:
पृथ्वी की पपड़ी में क्लोरीन सबसे आम हैलोजन है। चूँकि क्लोरीन बहुत सक्रिय है, यह प्रकृति में केवल खनिजों में यौगिकों के रूप में पाया जाता है।
तालिका 7. प्रकृति में ढूँढना
तालिका 7. खनिज रूप
क्लोरीन का सबसे बड़ा भंडार समुद्रों और महासागरों के पानी के लवण में निहित है।
रसीद
क्लोरीन उत्पादन की रासायनिक विधियाँ अप्रभावी और महंगी हैं। आज इनका मुख्यतः ऐतिहासिक महत्व है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ पोटेशियम परमैंगनेट की प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जा सकता है:
शीले विधि
प्रारंभ में, क्लोरीन उत्पादन की औद्योगिक विधि शीले विधि पर आधारित थी, यानी हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ पाइरोलुसाइट की प्रतिक्रिया:
डेकोन विधि
वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन क्लोराइड के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण द्वारा क्लोरीन उत्पादन की विधि।
विद्युतरासायनिक विधियाँ
आज, टेबल नमक के घोल के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा सोडियम हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोजन के साथ औद्योगिक पैमाने पर क्लोरीन का उत्पादन किया जाता है, जिसकी मुख्य प्रक्रियाओं को सारांश सूत्र द्वारा दर्शाया जा सकता है:
आवेदन
· क्लोरीन युक्त पॉलिमर से बनी विंडो प्रोफ़ाइल
· ब्लीच का मुख्य घटक लैबरैको पानी (सोडियम हाइपोक्लोराइट) है
· पॉलीविनाइल क्लोराइड, प्लास्टिक यौगिकों, सिंथेटिक रबर के उत्पादन में।
· ऑर्गेनोक्लोरीन का उत्पादन. उत्पादित क्लोरीन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा पौध संरक्षण उत्पादों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। सबसे महत्वपूर्ण कीटनाशकों में से एक है हेक्साक्लोरोसाइक्लोहेक्सेन (जिसे अक्सर हेक्साक्लोरेन कहा जाता है)।
· रासायनिक युद्ध एजेंट के रूप में, साथ ही अन्य रासायनिक युद्ध एजेंटों के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है: सरसों गैस, फॉसजीन।
· जल कीटाणुशोधन के लिए - "क्लोरीनीकरण"।
· खाद्य उद्योग में खाद्य योज्य E925 के रूप में पंजीकृत।
· हाइड्रोक्लोरिक एसिड, ब्लीच, बर्थोलेट नमक, धातु क्लोराइड, जहर, दवाओं, उर्वरकों के रासायनिक उत्पादन में।
· धातु विज्ञान में शुद्ध धातुओं के उत्पादन के लिए: टाइटेनियम, टिन, टैंटलम, नाइओबियम।
· क्लोरीन-आर्गन डिटेक्टरों में सौर न्यूट्रिनो के संकेतक के रूप में।
कई विकसित देश रोजमर्रा की जिंदगी में क्लोरीन के उपयोग को सीमित करने का प्रयास कर रहे हैं, क्योंकि क्लोरीन युक्त कचरे के दहन से महत्वपूर्ण मात्रा में डाइऑक्सिन पैदा होता है।
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