Uvod……………………………………………………………………………………………………………3

1. Simbol elementa, njegov položaj u periodnom sustavu elemenata D.I. Mendeljejev. Atomska masa…………………………………………………………………………………………………….4

2. Građa jezgre atoma klora. Mogući izotopi. Primjeri………………………….5

3. Elektronska formula atoma: raspodjela elektrona po razinama, podrazinama, Hundovim stanicama. Pobuđeno stanje atoma klora………………………………………………………………….6

4. Valencija atoma aluminija u stacionarnom i pobuđenom stanju. Moguća oksidacijska stanja atoma klora. Redox svojstva. Primjeri shema kretanja elektrona……………………………………………………………………………………….8

5. Ekvivalenata klora i njegovih spojeva. Primjeri proračuna………………………………………..11

6. Kemijska svojstva klora i njegovih spojeva. Primjeri reakcija……………………………………………………………12

7. Vrste koncentracija……………………………………………………………………………………….15

8. Elektrolitička disocijacija. Shema procesa disocijacije hidroksida. Konstanta disocijacije…………………………………………………………………………………………………… 17

9. Proračun pH, pOH 0,01m otopine hidroksida ili soli elementa………………………21

10. Hidroliza………………………………………………………………………………………………..23

11. Kvalitativna analiza klora…………………………………………………………………………24

12. Metode za kvantitativno određivanje atoma klora ili njegovih spojeva……………27

12.1. Gravimetrijska metoda za analizu atoma klora…………………………………………………………27

13. Zaključak…………………………………………………………………………………………….29

Literatura……………………………………………………………………………………32

Uvod

Spoj s vodikom - plinoviti klorovodik - prvi je dobio Joseph Priestliv 1772. Klor je dobio 1774. švedski kemičar Carl Wilhelm Scheele, koji je opisao njegovo oslobađanje tijekom interakcije piroluzita sa klorovodičnom kiselinom u svojoj raspravi o piroluzitu:

Scheele je primijetio miris klora, sličan mirisu carske vode, njegovu sposobnost interakcije sa zlatom cinobera, kao i svojstva izbjeljivanja. No, Scheele je, u skladu s teorijom flogistona koja je dominirala u kemiji tog vremena, sugerirao da je klor deflogisticirana murijeva (klorovodična) kiselina. Bertholley i Lavoisiev su u okviru teorije kisika kiselina dokazali da bi nova tvar trebala biti oksid hipotetskog elementa murija. Međutim, pokušaji da se ona izolira ostali su neuspješni sve do Davyjevog rada, koji je uspio elektrolizom razgraditi kuhinjsku sol u natrijev klor, što je dokazalo elementarnu prirodu potonjeg.

1. Simbol elementa, njegov položaj u periodnom sustavu elemenata d.I. Mendeljejev. Atomska masa

x lor (od grčkog χλωρός - "zeleno") - element 17. skupine periodnog sustava kemijskih elemenata (prema zastarjeloj klasifikaciji - element glavne podskupine grupe VII), trećeg razdoblja, s atomskim brojem 17. Označava se simbolom Cl (lat. Chlorum). Reaktivni nemetal. Spada u grupu halogena (prvotno je naziv "halogen" upotrijebio njemački kemičar Schweiger za klor - doslovno, "halogen" je prevedeno kao sol - ali nije se ukorijenio i kasnije je postao uobičajen za 17. (VIIA). ) skupina elemenata, koja uključuje klor).

Jednostavna tvar klor (CAS broj: 7782-50-5) u normalnim uvjetima je žućkasto-zeleni otrovni plin, teži od zraka, oštrog mirisa. Molekula klora je dvoatomska (formula Cl2).

Atomska masa

(molekulska masa)

[comm 1] a. e.m. (g/mol)

2. Građa jezgre atoma klora. Mogući izotopi. Primjeri

U prirodi postoje 2 stabilna izotopa klora: s masenim brojem 35 i 37. Udjeli njihovog sadržaja su 75,78% odnosno 24,22%.

3. Elektronska formula atoma: raspodjela elektrona po razinama, podrazinama, Hundovim stanicama. Pobuđeno stanje atoma klora

Klor u periodnom sustavu kemijskih elemenata je u 3. razdoblju, grupa VII, glavna podskupina (podskupina halogena).

Naboj jezgre atoma Z = + = + 17

Broj protona N(p+) = 17

Broj elektrona N(e-) = 17

U uzbuđenom stanju:

1) 3s2 3p5 3d0 + hn --> 3s2 3p4 3d1

3 nesparena elektrona (2 elektrona na 3p podrazini i 1 elektron na 3d podrazini), stoga je valencija 3

Primjer spoja: HClO2, Cl2O3

2) 3s2 3p4 3d1 + hn --> 3s2 3p3 3d2

5 nesparenih elektrona (3 elektrona na 3p podrazini i 2 elektrona na 3d podrazini), stoga je valencija 5

Primjer spoja: HClO3, Cl2O5

3) 3s2 3p3 3d2 + hn --> 3s1 3p3 3d3

7 nesparenih elektrona (1 elektron u 3s podrazini, 3 elektrona u 3p podrazini i 3 elektrona u 3d podrazini), stoga je valencija 5

4. Valencija atoma aluminija u stacionarnom i pobuđenom stanju. Moguća oksidacijska stanja atoma klora. Redox svojstva. Primjeri shema kretanja elektrona

Valentni elektroni: 3s2 3p5

U neuzbuđenom stanju, atom klora na 3. energetskoj razini ima jedan nespareni elektron, stoga neuzbuđeni atom klora može pokazati valenciju 1. Valencija 1 pojavljuje se u sljedećim spojevima:

Plinoviti klor Cl2 (ili Sl-Cl)

Natrijev klorid NaCl (ili Na+ Cl-)

Klorovodik HCl (ili H-Cl)

Hipoklorovita kiselina HOCl (ili H-O-Cl)

Redox svojstva.

HCl - oksidacijsko stanje klora -1

HClO3 - oksidacijsko stanje klora +5

HClO4 - oksidacijsko stanje klora +7

Srednje oksidacijsko stanje ukazuje da ovaj element može pokazivati ​​i redukcijska i oksidirajuća svojstva, a to je HClO3

Oksidirajuća svojstva pokazuju elementi koji imaju maksimalno oksidacijsko stanje (jednako je broju skupine u kojoj se element nalazi). Dakle, HClO4 je oksidacijsko sredstvo.

Reducirajuća svojstva posjeduje element s nižim stupnjem oksidacije, t.j. HCl je redukcijski agens.

Klor je jako oksidacijsko sredstvo. Kao oksidanti mogu se koristiti različiti spojevi klora. To su klor C12), hipoklorovita kiselina NSO, soli hipokloritne kiseline - natrijev hipoklorit NaCIO ili kalcijev hipoklorit Ca (CIO) 2 i klor oksid CIO2.

Kloriranje se koristi za uklanjanje fenola, krezola, cijanida, sumporovodika iz otpadnih voda. Za suzbijanje biološkog onečišćenja struktura koristi se kao biocid. Klor se također koristi za dezinfekciju vode.

Klor ulazi u proizvodnju u tekućem obliku s udjelom od najmanje 99,5%. Klor je vrlo otrovan plin, ima sposobnost nakupljanja i koncentriranja u malim udubljenjima. S njim je prilično teško raditi. Kada se pusti u vodu, klor se hidrolizira u klorovodičnu kiselinu. S nekim organskim tvarima koje su prisutne u otopini, C12 može ući u reakcije klora. Kao rezultat toga nastaju sekundarni organoklorni produkti koji imaju visok stupanj toksičnosti. Stoga, korištenje klora imaju tendenciju da se ograniči.

Hipoklorovita kiselina HSO ima istu oksidacijsku moć kao klor. Međutim, njegova se oksidacijska svojstva očituju samo u kiseloj sredini. Osim toga, hipoklorna kiselina je nestabilan proizvod - razgrađuje se tijekom vremena i na svjetlu.

Soli hipoklorne kiseline su široko korištene. Kalcijev hipoklorit Ca(CJU)2 proizvodi se u tri stupnja s koncentracijom aktivnog klora od 32 do 35%. U praksi se također koristi dvobazna sol Ca(CIO)2-2Ca(OH)g 2H20.

Najstabilnija sol natrijeva hipoklorita je NaOCl * 5H20, koja se dobiva kemijskom interakcijom plinovitog klora s otopinom lužine ili elektrolizom kuhinjske soli u kadi bez dijafragme.

Klor oksid CO2 je zelenkasto-žuti plin, vrlo topiv u vodi, jako oksidacijsko sredstvo. Dobiva se reakcijom klorita NaC102 s klorom, klorovodičnom kiselinom ili ozonom. Kada klor oksid stupi u interakciju s vodom, ne dolazi do reakcija kloriranja, što isključuje stvaranje organoklornih tvari. Nedavno su provedena opsežna istraživanja kako bi se razjasnili uvjeti za zamjenu klora s klorovim oksidom kao oksidacijskim sredstvom. Brojne ruske tvornice uvele su napredne tehnologije koje koriste CO2.

Većina elemenata koji se nalaze u prirodi sastoji se od nekoliko vrsta atoma koji se razlikuju po relativnoj atomskoj masi.

Primjer. Klor se u prirodi javlja kao mješavina dvije vrste atoma, od kojih jedan sadrži 18, a drugi 20 neutrona u jezgri.

Svaka vrsta atoma, bez obzira na pripadnost pojedinom elementu, jedinstveno je opisana brojem nukleona (zbroj protona i neutrona). Stoga je broj vrsta atoma veći od broja elemenata.

Svaka vrsta atoma (vrsta jezgri) naziva se nuklidom.

Nuklid je vrsta atoma i jezgri koja odgovara određenom broju protona i neutrona.

Nuklidi koji pripadaju istom elementu i jedinstveno su identificirani
broj protona, ali se razlikuju po broju neutrona, nazivaju se izotopskim nuklidima ili jednostavno izotopima.

Izotopi elementa su nuklidi koji imaju isti nuklearni naboj (broj protona).

Izotopi elementa razlikuju se samo po broju neutrona, a time i po ukupnom broju nukleona.

Na primjer: Jezgre dva prirodna izotopa klora sadrže po 17 protona, ali 18 i 20 neutrona, tj. 35 odnosno 37 nukleona.

Zbog činjenice da broj protona u jezgri određuje broj elektrona u ljusci atoma i kemijska svojstva elementa, proizlazi da atomi svih izotopa istog elementa imaju isti elektronski strukturu, a sami izotopi imaju slična kemijska svojstva, zbog čega se ne mogu razdvojiti kemijskim putem.

U prirodi postoje elementi koji imaju samo jedan izotop. Takvi elementi nazivaju se izotopski čistima. U suvremenom periodnom sustavu postoji 21 izotopski čisti element (oni su dolje navedeni uzlaznim redoslijedom serijskog broja): Be, F, Na, Al, P, Sc, Mn, Co, As, Y, Nb, Rh, I , Cs, Pr, Tb, Ho, Tm, Au, Bi, Th.

Preostali prirodni elementi su mješavina dvaju ili više izotopa čiji se atomi razlikuju po broju nukleona. Takvi elementi se nazivaju izotropno mješoviti, oni su u većini u periodnom sustavu. Vrijednosti relativnih atomskih masa takvih elemenata odgovaraju prirodnoj mješavini izotopa i prosječne su po obilju izotopa; stoga vrijednosti A r mnogih elemenata jako odstupaju od cjelobrojnih vrijednosti. Čak i ugljik, koji se uzima kao referentna točka za relativne atomske mase drugih elemenata, je izotopski miješani element (dva izotopa s A, \u003d 12 i A, \u003d 13), i jedan od prirodnih izotopa ugljika, tj. ugljik -12. Element kositar ima najveći broj izotopa (deset).

Za nuklide, točne vrijednosti relativnih atomskih masa uvijek su blizu cjelobrojnim vrijednostima, pa se mase nuklida mogu usporediti s ovim vrijednostima A, koje se nazivaju maseni brojevi.

Maseni broj nuklida jednak je broju nukleona koji se u njemu nalaze (zbroj protona i neutrona).

Za označavanje pojedinog nuklida koriste se posebni simboli. Lijevo od simbola kemijskog elementa gornjim je indeksom označen maseni broj, a indeksnim naboj jezgre. Na primjer: 6 12 C, 17 35 Cl, itd.

DEFINICIJA

Klor- sedamnaesti element periodnog sustava. Oznaka - Cl od latinskog "klorum". Smješten u trećem razdoblju, VIIA grupa. Odnosi se na nemetale. Nuklearni naboj je 17.

Najvažniji prirodni spoj klora je natrijev klorid (obična sol) NaCl. Glavna masa natrijevog klorida nalazi se u vodi mora i oceana. Vode mnogih jezera također sadrže značajne količine NaCl. Nalazi se i u čvrstom obliku, stvarajući na mjestima u zemljinoj kori debele slojeve takozvane kamene soli. U prirodi su česti i drugi spojevi klora, na primjer, kalijev klorid u obliku minerala karnalit KCl × MgCl 2 × 6H 2 O i silvit KCl.

U normalnim uvjetima, klor je žuto-zeleni plin (slika 1), koji je vrlo topiv u vodi. Nakon hlađenja, iz vodenih otopina se oslobađaju kristalni hidrati, koji su klarati približnog sastava Cl 2 × 6H 2 O i Cl 2 × 8H 2 O.

Riža. 1. Klor u tekućem stanju. Izgled.

Atomska i molekularna težina klora

Relativna atomska masa elementa je omjer mase atoma danog elementa i 1/12 mase atoma ugljika. Relativna atomska masa je bezdimenzionalna i označava se s A r (indeks “r” je početno slovo engleske riječi relativno, što u prijevodu znači “relativan”). Relativna atomska masa atomskog klora je 35,457 amu.

Mase molekula, baš kao i mase atoma, izražene su u jedinicama atomske mase. Molekulska težina tvari je masa molekule, izražena u jedinicama atomske mase. Relativna molekularna težina tvari je omjer mase molekule dane tvari i 1/12 mase atoma ugljika čija je masa 12 amu. Poznato je da je molekula klora dvoatomna - Cl 2 . Relativna molekulska težina molekule klora bit će jednaka:

M r (Cl 2) = 35,457 × 2 ≈ 71.

Izotopi klora

Poznato je da u prirodi klor može biti u obliku dva stabilna izotopa 35 Cl (75,78%) i 37 Cl (24,22%). Njihovi maseni brojevi su 35 odnosno 37. Jezgra atoma izotopa klora 35 Cl sadrži sedamnaest protona i osamnaest neutrona, a izotop 37 Cl isto toliko protona i dvadeset neutrona.

Postoje umjetni izotopi klora s masenim brojevima od 35 do 43, među kojima je najstabilniji 36 Cl s vremenom poluraspada od 301 tisuću godina.

Ioni klora

Na vanjskoj energetskoj razini atoma klora postoji sedam valentnih elektrona:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 .

Kao rezultat kemijske interakcije, klor može izgubiti svoje valentne elektrone, t.j. biti njihov donor, te se pretvoriti u pozitivno nabijene ione ili prihvatiti elektrone od drugog atoma, t.j. budu njihov akceptor i pretvaraju se u negativno nabijene ione:

Cl 0 -7e → Cl 7+;

Cl 0 -5e → Cl 5+;

Cl 0 -4e → Cl 4+;

Cl 0 -3e → Cl 3+;

Cl 0 -2e → Cl 2+;

Cl 0 -1e → Cl 1+;

Cl 0 +1e → Cl 1-.

Molekula i atom klora

Molekula klora sastoji se od dva atoma - Cl 2 . Evo nekih svojstava koja karakteriziraju atom i molekulu klora:

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

Raznolikosti atoma istog elementa, koji imaju isti nuklearni naboj, ali različite mase, nazivaju se izotopi (od riječi "isos" - isto, "topos" - mjesto).

Informacije o izotopima omogućuju nam da damo točnu definiciju pojma "kemijski element". Element je vrsta atoma s istim nuklearnim nabojem. Izotop je vrsta atoma s istim nuklearnim nabojem i istom masom.

Naučili smo da su atomi djeljivi, a ne vječni. Ostaje razmotriti pitanje: jesu li atomi istog elementa doista isti među sobom u svim pogledima, posebice, imaju li doista istu masu?

Budući da je ukupna masa elektrona koji čine atom beznačajna u usporedbi s masom njegove jezgre, atomske težine elemenata moraju biti višekratne mase protona ili neutrona, odnosno višekratne jedinice. Drugim riječima, atomske težine svih elemenata moraju biti izražene kao cijeli brojevi (točnije, bliski cijelim brojevima). Na nekim elementima ovaj zaključak je opravdan. Ali postoji mnogo elemenata čije su atomske težine izražene kao razlomci. Na primjer, atomska težina klora je 35,45. Zapravo, u prirodi ne postoji niti jedan atom klora koji bi imao takvu masu. Element klor mješavina je dvije vrste atoma: neki atomi klora imaju atomsku masu 35, a drugi 37. Atomska masa klora pronađena kemijskim metodama 35,45 samo je prosječna težina njegovih atoma. U kloru ima više lakših atoma nego težih; stoga je prosječna masa od 35,45 atoma klora bliža atomskoj težini lakše sorte, atoma klora.

Poput klora, većina kemijskih elemenata mješavine su atoma koji se razlikuju po atomskoj težini, ali imaju isti nuklearni naboj.

Kemijski simbol za klor, Cl, prirodna je mješavina oba izotopa klora. Kada je riječ o svakom izotopu posebno, predznaku klora pripisuje se brojčana vrijednost mase atoma izotopa, a to je 35 Cl, 37 Cl.

Poput klora, većina kemijskih elemenata su mješavine izotopa. Jezgre izotopa svakog elementa sadrže isti broj protona, ali različit broj neutrona. Dakle, jezgre izotopa 35 Cl i 37 Cl sadrže po 17 protona (atomski broj klora je 17) i različit broj neutrona: jezgre 35 Cl sadrže 18 neutrona, a jezgre 37 Cl sadrže 20 neutrona.

Atomska masa elementa je manja, što više svjetlosnih izotopa sadrži u sastavu elementa. Ako sastav elementa s nižim serijskim brojem uglavnom uključuje atome njegovih teških izotopa, a sastav sljedećeg elementa sadrži atome njegovih lakših izotopa, onda ispada da prosječna masa atoma elementa s većim serijski broj neće biti veći, nego manji od prosječne težine atoma elementa s manjim brojem. To se, na primjer, opaža za argon Ar i kalij K.

Ekstremna sličnost kemijskih svojstava izotopa istog elementa, unatoč različitim masama njihovih atoma, potvrđuje već ranije donesen zaključak: svojstva kemijskih elemenata ne ovise toliko o atomskoj težini koliko o naboju atomske jezgre.