Chlór | ||||
---|---|---|---|---|
← Síra | Argon → | ||||
| ||||
Vzhled jednoduché látky | ||||
Tekutý chlór v uzavřené tlakové nádobě | ||||
Vlastnosti atomu | ||||
Jméno, symbol, číslo | Chlór/chlor (Cl), 17 | |||
Skupina , období , blok |
17 (zastaralé 7), 3, p-prvek |
|||
atomová hmotnost ( molární hmotnost ) |
[35,446; 35,457] [comm 1] [1] a. e. m. ( g / mol ) | |||
Elektronická konfigurace |
[Ne] 3s 2 3p 5 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 |
|||
Poloměr atomu | 99 hodin | |||
Chemické vlastnosti | ||||
kovalentní poloměr | 102 ± 16 hodin | |||
Poloměr iontů | (+7e)27 (-1e)181 pm | |||
Elektronegativita | 3,16 (Paulingova stupnice) | |||
Elektrodový potenciál | 0 | |||
Oxidační stavy | -1, 0, +1, +3, +4, +5, +6, +7 | |||
Ionizační energie (první elektron) |
1254,9(13,01) kJ / mol ( eV ) | |||
Termodynamické vlastnosti jednoduché látky | ||||
Hustota (v n.a. ) |
3,21 g/l; (kapalná fáze při -35 °C) 1,557 g/ cm3 ; (pevná látka při -105 °C) 1,9 g/cm3 |
|||
Teplota tání | 172,2 K; -100,95 °C | |||
Teplota varu | 238,6 K; -34,55 °C | |||
Kritický bod | 416,9 K , 7,991 MPa | |||
Oud. teplo tání | 6,41 kJ/mol | |||
Oud. výparné teplo | 20,41 kJ/mol | |||
Molární tepelná kapacita | 21,838 [2] J/(K mol) | |||
Molární objem | (g) 18,7 cm3 / mol | |||
Krystalová mřížka jednoduché látky | ||||
Příhradová konstrukce | ortorombický | |||
Parametry mřížky | a = 6,29 b = 4,50 c = 8,21 Á | |||
Další vlastnosti | ||||
Tepelná vodivost | (300 K) 0,009 W/(m K) | |||
Číslo CAS | 7782-50-5 | |||
Emisní spektrum | ||||
17 | Chlór |
Cl35,45 | |
3s 2 3p 5 |
Chlór ( chemická značka - Cl , z jiného řeckého χλωρός - "žlutozelený" [3] , z latiny Chlorum ) je chemický prvek 17. skupiny (podle zastaralé klasifikace - hlavní podskupina sedmé skupiny, VIIA) periodického systému chemických prvků třetí periody D. I. Mendělejeva s atomovým číslem 17.
Jednoduchá látka chlór (za normálních podmínek ) je jedovatý dusivý dvouatomový plyn (vzorec - Cl 2 ) žlutozelené barvy, těžší než vzduch, štiplavého zápachu a nasládlé, „kovové“ chuti.
Sloučeninu s vodíkem – plynným chlorovodíkem – poprvé získal Joseph Priestley v roce 1772. Chlor získal v roce 1774 švédský chemik Carl Wilhelm Scheele , který popsal jeho uvolňování při interakci pyrolusitu s kyselinou chlorovodíkovou ve svém pojednání o pyrolusitu:
Scheele zaznamenal vůni chlóru, podobnou vůni aqua regia , jeho schopnost interagovat se zlatem a rumělkou a jeho bělící vlastnosti. Nicméně, Scheele , v souladu s teorií flogistonu , která ovládala chemii té doby , navrhl, že chlor je dephlogisticated muriic (hydrochloric) kyselina . Berthollet a Lavoisier v rámci kyslíkové teorie kyselin doložili, že nová látka musí být oxidem hypotetického prvku murium . Pokusy o její izolaci však zůstaly neúspěšné až do práce G. Davyho , kterému se podařilo rozložit stolní sůl na sodík a chlór elektrolýzou , což prokázalo elementární povahu soli.
V roce 1811 Davy navrhl pro nový prvek název „ chlór “ . O rok později J. Gay-Lussac „zkrátil“ francouzský název na chlorine ( chlore ), i když v angličtině zůstal stejný. Ve stejném roce 1811 navrhl německý fyzik Johann Schweiger název „ halogen “ pro chlór (doslova fyziologický roztok ), ale později byl tento termín přiřazen celé 17. (VIIA) skupině prvků, která zahrnuje chlor [4] .
V roce 1826 byla atomová hmotnost chloru s vysokou přesností určena švédským chemikem Jönsem Jakobem Berzeliusem (od moderních údajů se neliší o více než 0,1 %) [5] .
Chlor je nejběžnějším halogenem v zemské kůře. Chlór je velmi aktivní - přímo se slučuje s téměř všemi prvky periodické tabulky. V přírodě se proto vyskytuje pouze ve formě sloučenin ve složení minerálů: halit NaCl, sylvin KCl, sylvinit KCl NaCl, bischofit MgCl 2 6H 2 O, karnallit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H 2 A. Největší zásoby chloru jsou obsaženy v solích vod moří a oceánů (obsah v mořské vodě je 19 g/l [6] ). Chlór představuje 0,025 % celkového počtu atomů v zemské kůře ; Clarkeovo číslo chloru je 0,017 %. Lidské tělo obsahuje 0,25 % hmotnostních chloridových iontů. U lidí a zvířat se chlor nachází především v mezibuněčných tekutinách (včetně krve) a hraje důležitou roli v regulaci osmotických procesů a také v procesech spojených s fungováním nervových buněk.
V přírodě existují 2 stabilní izotopy chloru: s hmotnostním číslem 35 a 37. Podíl jejich obsahu je 75,78 % a 24,22 % [7] . Vlastnosti stabilních a některých radioaktivních izotopů chloru jsou uvedeny v tabulce (viz [1] , [8] :
Izotop | Relativní hmotnost, a. jíst. | Poločas rozpadu | Typ rozpadu | jaderný spin |
---|---|---|---|---|
35 Cl _ | 34,968852721 | stabilní | — | 3/2 |
36Cl _ | 35,9683069 | 301 tisíc let | β-rozpad v 36 Ar | 2 |
37Cl _ | 36,96590262 | stabilní | — | 3/2 |
38Cl _ | 37,9680106 | 37,2 minuty | β-rozpad v 38 Ar | 2 |
39Cl _ | 38,968009 | 55,6 minut | β-rozpad v 39 Ar | 3/2 |
40 Cl _ | 39,97042 | 1,38 minuty | β-rozpad ve 40 Ar | 2 |
41 Cl _ | 40,9707 | 34 c | β-rozpad v 41 Ar | |
42 Cl _ | 41,9732 | 46,8 s | β-rozpad v 42 Ar | |
43Cl _ | 42,9742 | 3,3 s | β-rozpad v 43 Ar |
Za normálních podmínek je chlor žlutozelený plyn se štiplavým zápachem. Některé z jeho fyzikálních vlastností jsou uvedeny v tabulce.
Vlastnictví | Hodnota [9] |
---|---|
Barva (plyn) | žluto zelená |
Teplota varu | -34 °C |
Teplota tání | -100 °C |
Teplota rozkladu (disociace na atomy) |
~1400 °C |
Hustota (plyn, n.o.s. ) | 3,214 g/l |
Afinita k elektronu atomu | 3,65 eV |
První ionizační energie | 12,97 eV |
Tepelná kapacita (298 K, plyn) | 34,94 J/(mol K) |
Kritická teplota | 144 °C |
kritický tlak | 76 atm |
Standardní entalpie tvorby (298 K, plyn) | 0 kJ/mol |
Standardní entropie tvorby (298 K, plyn) | 222,9 J/(mol K) |
Entalpie fúze | 6,406 kJ/mol |
Entalpie varu | 20,41 kJ/mol |
Energie homolytického štěpení vazby X-X | 243 kJ/mol |
Energie heterolytického narušení vazby X—X | 1150 kJ/mol |
Ionizační energie | 1255 kJ/mol |
Energie elektronové afinity | 349 kJ/mol |
Atomový poloměr | 0,073 nm |
Elektronegativita podle Paulinga | 3.20 |
Allred-Rochovova elektronegativita | 2,83 |
Stabilní oxidační stavy | −1, 0, +1, +3, (+4), +5, (+6), +7 |
Plynný chlor lze poměrně snadno zkapalnit. Počínaje tlakem 0,8 MPa (8 atmosfér) bude chlor kapalný již při pokojové teplotě. Při ochlazení na teplotu -34 °C se chlor také za normálního atmosférického tlaku stává kapalným. Kapalný chlór je žlutozelená kapalina s velmi vysokým korozivním účinkem (díky vysoké koncentraci molekul). Zvýšením tlaku je možné dosáhnout existence kapalného chloru až do teploty +144 °C (kritická teplota) při kritickém tlaku 7,6 MPa.
Při teplotách pod −101 °C kapalný chlor krystalizuje do ortorombické mřížky s prostorovou grupou Cmca a parametry a = 6,29 Å , b = 4,50 Å , c = 8,21 Å [10] . Pod 100 K se ortorombická modifikace krystalického chloru transformuje na tetragonální , mající prostorovou grupu P 4 2 / ncm a mřížkové parametry a = 8,56 Å a c = 6,12 Å [10] .
Solventní | Rozpustnost g/100 g |
---|---|
Benzen | Rozpustný |
Voda [11] (0 °C) | 1,48 |
Voda (20°C) | 0,96 |
Voda (25 °C) | 0,65 |
Voda (40 °C) | 0,46 |
Voda (60 °C) | 0,38 |
Voda (80 °C) | 0,22 |
chlorid uhličitý (0 °C) | 31.4 |
Chlorid uhličitý (19 °C) | 17,61 |
Tetrachlormethan (40 °C) | jedenáct |
Chloroform | Vysoce rozpustný |
TiCl4 , SiCl4 , SnCl4 _ _ _ | Rozpustný |
Stupeň disociace molekuly chloru Cl 2 → 2Cl při 1000 K je 2,07⋅10 −4 %, a při 2500 K je 0,909 %.
Práh vnímání zápachu ve vzduchu je 2-3 mg/m³.
Z hlediska elektrické vodivosti patří kapalný chlor mezi nejsilnější izolanty (kvůli své silné elektronové afinitě, která vede k téměř úplné absenci volných nosičů náboje): vede proud téměř miliardkrát hůře než destilovaná voda a 10 22krát horší než stříbro . Rychlost zvuku v plynném chlóru je přibližně jedenapůlkrát menší než ve vzduchu.
Valenční hladina atomu chloru obsahuje 1 nepárový elektron : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 , takže valence rovna 1 pro atom chloru je velmi stabilní. Díky přítomnosti neobsazeného orbitalu d-podúrovně v atomu chloru může atom chloru vykazovat i jiné oxidační stavy. Schéma vzniku excitovaných stavů atomu:
Mocenství | Možné oxidační stavy |
Elektronický stav valenční hladiny |
Příklad připojení |
---|---|---|---|
já | +1, -1, 0 | 3s 2 3p 5 | NaCl , NaClO , Cl2 |
III | +3 | 3s 2 3p 4 3d 1 | NaClO2 _ |
PROTI | +5 | 3s 2 3p 3 3d 2 | KClO 3 |
VII | +7 | 3s 1 3p 3 3d 3 | KClO 4 |
Jsou také známé sloučeniny chloru, ve kterých atom chloru formálně vykazuje valence IV a VI , například Cl02 a Cl206 . Oxid chloričitý je však stabilní radikál , to znamená, že má nepárový elektron, a oxid chloričitý obsahuje dva atomy chloru s oxidačním stavem +5 a +7.
Chlór reaguje přímo s téměř všemi kovy (s některými pouze za přítomnosti vlhkosti nebo při zahřátí):
S nekovy (kromě uhlíku , dusíku , fluoru , kyslíku a inertních plynů ) tvoří odpovídající chloridy .
Na světle nebo při zahřátí aktivně reaguje (někdy až výbuchem) s vodíkem radikálním řetězovým mechanismem. Směsi chloru s vodíkem, obsahující 5,8 až 88,3 % vodíku, explodují při ozáření za vzniku chlorovodíku . Směs chlóru a vodíku v malých koncentracích hoří bezbarvým [12] nebo žlutozeleným plamenem. Maximální teplota vodíkovo-chlórového plamene je 2200 °C.
S kyslíkem tvoří chlor oxidy ), ve kterých vykazuje oxidační stav od +1 do +7: Cl 2 O , ClO 2 , Cl 2 O 5 , Cl 2 O 7 . Mají pronikavý zápach, jsou tepelně a fotochemicky nestabilní a náchylné k explozivnímu rozkladu. Chlór nereaguje přímo s kyslíkem.
Při reakci s fluorem nevzniká chlorid, ale fluoridy :
Fluorid chloritý , fluorid chloričitý a fluorid chloričitý ( ClF, ClF 3 a ClF 5 ) jsou známé . Mohou být syntetizovány z prvků, oxidační stav chloru se mění v závislosti na podmínkách syntézy. Všechny jsou to bezbarvé toxické těžké plyny při pokojové teplotě se silným dráždivým zápachem. Silná oxidační činidla, reagují s vodou a sklem. Používají se jako fluorační činidla.
Chlor vytěsňuje brom a jod z jejich sloučenin vodíkem a kovy:
Při reakci s oxidem uhelnatým vzniká fosgen :
Po rozpuštění ve vodě nebo zásadách se chlor disproporcionuje a tvoří chlornou (a při zahřívání chlornou ) a chlorovodíkové kyseliny nebo jejich soli:
(při zahřátí)Chlór reaguje s vodou za přítomnosti kobaltových solí :
Chlorací suchého hydroxidu vápenatého se získá bělidlo :
Působením chloru na amoniak lze získat chlorid dusitý :
Chlór je velmi silné oxidační činidlo :
Roztok chlóru ve vodě se používá k bělení tkanin a papíru.
Připojuje se k nenasyceným sloučeninám násobnými vazbami:
Aromatické sloučeniny nahrazují atom vodíku chlorem v přítomnosti katalyzátorů ( například AlCl3 nebo FeCl3 ) :
Chemické metody získávání chloru jsou neefektivní a nákladné. Dnes mají především historický význam.
Scheeleho metodaZpočátku byla průmyslová metoda výroby chloru založena na Scheeleově metodě , to znamená reakci oxidu manganatého ( pyroluzit ) s kyselinou chlorovodíkovou :
The Deacon MethodV roce 1867 Deacon vyvinul metodu výroby chlóru katalytickou oxidací chlorovodíku vzdušným kyslíkem . Proces Deacon se v současnosti používá při získávání chlóru z chlorovodíku , vedlejšího produktu průmyslové chlorace organických sloučenin.
Moderní laboratorní metodyVzhledem k dostupnosti chlóru se v laboratorní praxi běžně používá lahvový zkapalněný chlór.
Chlor lze získat působením kyseliny na chlornan sodný :
Uvolňuje také kyslík. Pokud použijete kyselinu chlorovodíkovou, reakce vypadá jinak:
K získání chloru se obvykle používají procesy založené na oxidaci chlorovodíku silnými oxidačními činidly (nejčastěji oxid manganičitý nebo manganistan draselný , ale také chloritan vápenatý , chroman draselný , dichroman draselný , oxid olovnatý , bartoletová sůl atd.) [13 ] :
Pokud není možné použít lahve a chemické metody pro výrobu chlóru, lze použít elektrochemické metody - použití malých elektrolyzérů s konvenční nebo ventilovou elektrodou k výrobě chlóru.
Dnes se chlor vyrábí v průmyslovém měřítku spolu s hydroxidem sodným a vodíkem elektrolýzou vodného roztoku chloridu sodného , jejíž hlavní procesy lze znázornit souhrnným vzorcem:
Na tunu uvolněného chloru vzniká 1,13 tuny hydroxidu sodného [2] . Vzhledem k tomu, že chlor je jedním z nejžádanějších produktů chemického průmyslu, náklady na elektřinu na jeho výrobu jsou velmi patrné: ve Spojených státech se spotřebují asi 2 % veškeré vyrobené elektřiny a 28 % energie spotřebované elektrochemickými průmyslovými závody. pro výrobu chlóru [2] .
Mnohem méně běžně se v průmyslu používá elektrolýza roztoku chloridu draselného [2] .
Používají se tři varianty elektrochemického způsobu výroby chloru. Dvě z nich jsou elektrolýza s pevnou katodou: membránová a membránová metoda. Třetí je elektrolýza s kapalnou rtuťovou katodou (způsob výroby rtuti). Kvalita chloru získaného elektrochemickými metodami se liší jen málo:
rtuťová metoda | diafragmová metoda | Membránová metoda | |
---|---|---|---|
Výtěžek chlóru, % | 99 | 96 | 98,5 |
Elektřina ( kWh ) na 1 tunu chlóru | 3150 | 3260 | 2520 |
Čistota chlóru, % | 99,2 | 98 | 99,3 |
Hmotnostní zlomek O 2 v chlóru, % | 0,1 | 1-2 | 0,3 |
Začátek aplikace [2] | 19. století | 19. století | 1975 |
Nejjednodušší z elektrochemických metod získávání chloru z hlediska organizace procesu a konstrukčních materiálů pro elektrolyzér je diafragmová metoda.
Solný roztok v diafragmovém článku je kontinuálně přiváděn do anodového prostoru a protéká zpravidla azbestovou diafragmou namontovanou na ocelové katodové mřížce, ke které je někdy přidáno malé množství polymerních vláken.
Odsávání membrány se provádí čerpáním buničiny z azbestových vláken přes elektrolyzér, která uvíznutím v katodové mřížce vytvoří azbestovou vrstvu, která hraje roli membrány.
V mnoha konstrukcích elektrolyzérů je katoda zcela ponořena pod anolytovou vrstvu (elektrolyt z anodového prostoru) a vodík uvolněný na katodové mřížce je odstraňován zpod katody pomocí plynových trubek, aniž by pronikl přes membránu do anodového prostoru. kvůli protiproudu.
Protiproud je velmi důležitým znakem konstrukce membránového elektrolyzéru. Díky protiproudu směřujícímu z anodového prostoru do katodového prostoru přes porézní membránu je možné odděleně získávat louh a chlór. Protiproud je navržen tak, aby působil proti difúzi a migraci OH - iontů do anodového prostoru. Pokud je velikost protiproudu nedostatečná, začne se v anodovém prostoru ve velkém tvořit chlornanový iont (ClO - ), který pak může být na anodě oxidován na chlorečnanový ion ClO 3 - . Tvorba chlorečnanových iontů vážně snižuje proudovou účinnost chloru a je hlavním vedlejším procesem této metody. Škodlivé je i uvolňování kyslíku, což vede také k destrukci anod a pokud jsou vyrobeny z uhlíkatých materiálů, k pronikání fosgenových nečistot do chlóru .
Anoda : - hlavní proces katoda : - hlavní procesJako anodu v membránových elektrolyzérech lze použít grafitové nebo uhlíkové elektrody . Dosud byly nahrazovány především titanovými anodami s ruthenium oxid-titanovým povlakem (ORTA anody) nebo jinými anodami s nízkou spotřebou.
Sůl, síran sodný a další nečistoty, když jejich koncentrace v roztoku vzroste nad jejich mez rozpustnosti, se vysráží. Roztok louhu se dekantuje ze sraženiny a převede se jako hotový produkt do skladu nebo se pokračuje ve fázi odpařování, aby se získal pevný produkt, po kterém následuje tavení, vločkování nebo granulace.
Reverz, tedy kuchyňská sůl vykrystalizovaná do sraženiny, se vrací zpět do procesu a připravuje se z ní tzv. reverzní solanka. Z ní, aby se zabránilo hromadění nečistot v roztocích, se před přípravou vratné solanky oddělují nečistoty.
Ztráta anolytu se doplní přidáním čerstvé solanky získané podzemním loužením solných vrstev halitu , bischofitu a dalších minerálů obsahujících chlorid sodný a jejich rozpuštěním ve speciálních nádobách v místě výroby. Před smícháním s reverzní solankou se čerstvá solanka očistí od mechanických suspenzí a významné části iontů vápníku a hořčíku.
Vzniklý chlor se odděluje od vodní páry, stlačuje a přivádí buď k výrobě produktů obsahujících chlor, nebo ke zkapalňování.
Vzhledem ke své relativní jednoduchosti a nízké ceně je membránová metoda výroby chlóru stále široce používána v průmyslu.
Schéma membránového elektrolyzéru. Membránová metodaMembránová metoda výroby chloru je energeticky nejúčinnější, ale náročná na organizaci a provoz.
Z hlediska elektrochemických procesů je membránová metoda podobná diafragmové metodě, ale anodový a katodový prostor jsou zcela odděleny aniontově nepropustnou katexovou membránou. Proto v membránovém elektrolyzéru, na rozdíl od membránového elektrolyzéru, není jeden proud, ale dva.
Stejně jako u diafragmové metody vstupuje do anodového prostoru proud solného roztoku a do katodového prostoru deionizovaná voda. Z anodového prostoru vytéká proud ochuzeného anolytu, který obsahuje i nečistoty chlornanových a chlorečnanových iontů a vystupuje chlor a z katodového prostoru pak louh a vodík, které prakticky neobsahují nečistoty a blíží se komerční koncentraci. což snižuje energetické náklady na jejich odpařování a čištění.
Napájecí roztok soli (čerstvé i recyklované) a vody jsou však předem co nejvíce očištěny od případných nečistot. Takové důkladné čištění je dáno vysokou cenou polymerních katexových membrán a jejich zranitelností vůči nečistotám v napájecím roztoku.
Kromě toho omezený geometrický tvar, stejně jako nízká mechanická pevnost a tepelná stabilita iontoměničových membrán do značné míry určují poměrně složitou konstrukci zařízení pro membránovou elektrolýzu. Ze stejného důvodu vyžadují membránové závody nejsložitější systémy automatického řízení a řízení.
Schéma membránového elektrolyzéru . Metoda kapalné katody rtutiV řadě elektrochemických metod získávání chloru umožňuje rtuťová metoda získat nejčistší chlór.
Schéma rtuťového elektrolyzéru.Zařízení pro rtuťovou elektrolýzu se skládá z elektrolyzéru, rozkladače amalgámu a rtuťového čerpadla, které jsou vzájemně propojeny rtuťovými komunikacemi.
Katoda elektrolyzéru je tok rtuti čerpaný čerpadlem. Anody - grafitové , karbonové nebo s nízkým opotřebením (ORTA, TDMA nebo jiné). Spolu se rtutí elektrolyzérem nepřetržitě protéká proud napájecího roztoku chloridu sodného.
Na anodě se z elektrolytu oxidují ionty chlóru a uvolňuje se chlor:
- hlavní procesZ elektrolyzéru se odstraní chlór a anolyt. Anolyt opouštějící elektrolyzér je nasycen čerstvým halitem, nečistoty s ním vnesené, stejně jako vymyté z anod a konstrukčních materiálů, jsou z něj odstraněny a vráceny do elektrolýzy. Před nasycením se v něm rozpuštěný chlor extrahuje z anolytu.
Rostoucí požadavky na ekologickou bezpečnost výroby a vysoká cena kovové rtuti vedou k postupnému nahrazování rtuťové metody metodami získávání chloru pevnou katodou.
Vyrobený chlór se skladuje ve speciálních „nádržích“ nebo se čerpá do vysokotlakých ocelových lahví. Lahve s kapalným chlorem pod tlakem mají speciální barvu - ochrannou barvu se zeleným pruhem. V lahvích s chlórem se při dlouhodobém používání hromadí extrémně výbušný chlorid dusitý , a proto je nutné lahve s chlórem čas od času běžně propláchnout a vyčistit od chloridu dusitého.
Podle GOST 6718-93 „Kapalný chlór. Specifikace“ vyrábí se následující druhy chlóru:
Název indikátoru GOST 6718-93 | Nejvyšší stupeň | První stupeň |
---|---|---|
Objemový podíl chlóru, ne méně než, % | 99,8 | 99,6 |
Hmotnostní podíl vody, ne více než, % | 0,01 | 0,04 |
Hmotnostní zlomek chloridu dusitého , ne více než, % | 0,002 | 0,004 |
Hmotnostní zlomek netěkavého zbytku, ne více než, % | 0,015 | 0,10 |
Chlór se používá v mnoha průmyslových odvětvích, vědě a domácích potřebách:
Jedná se o starou metodu bělení látek, papíru, kartonu.
Mnoho vyspělých zemí se snaží omezit používání chlóru v domácnostech také proto, že spalování odpadků obsahujících chlór produkuje značné množství dioxinů .
Chlór je jedním z nejdůležitějších biogenních prvků a je součástí všech živých organismů ve formě sloučenin.
U zvířat a lidí se chloridové ionty podílejí na udržování osmotické rovnováhy, chloridový iont má optimální poloměr pro pronikání buněčnou membránou . To vysvětluje jeho společnou účast s ionty sodíku a draslíku na vytváření konstantního osmotického tlaku a regulaci metabolismu voda-sůl. Pod vlivem GABA ( neurotransmiteru ) mají chloridové ionty inhibiční účinek na neurony tím, že snižují akční potenciál . V žaludku vytvářejí chloridové ionty příznivé prostředí pro působení proteolytických enzymů žaludeční šťávy . Chlorové kanály jsou přítomny v mnoha typech buněk, mitochondriálních membránách a kosterním svalstvu. Tyto kanály plní důležité funkce při regulaci objemu tekutiny, transepiteliálním transportu iontů a stabilizaci membránových potenciálů a podílejí se na udržování pH buněk . Chlór se hromadí ve viscerální tkáni, kůži a kosterních svalech. Chlor se vstřebává především v tlustém střevě . Absorpce a vylučování chloru úzce souvisí s ionty sodíku a hydrogenuhličitany, v menší míře s mineralokortikoidy a aktivitou Na + /K + - ATPázy . Buňky akumulují 10-15% veškerého chlóru, z tohoto množství, od 1/3 do 1/2 - v erytrocytech . Asi 85 % chlóru je v extracelulárním prostoru. Chlor se z těla vylučuje hlavně močí (90-95 %), stolicí (4-8 %) a kůží (až 2 %). Vylučování chloru je spojeno s ionty sodíku a draslíku a recipročně (vzájemně) s hydrogenuhličitanovými ionty HCO 3 - (acidobazická rovnováha).
Člověk zkonzumuje 5-10 g NaCl denně. Minimální lidská potřeba chloru je asi 800 mg denně. Potřebné množství chlóru dostává kojenec prostřednictvím mateřského mléka, které obsahuje 11 mmol/l chlóru. NaCl je nezbytný pro tvorbu kyseliny chlorovodíkové v žaludku , která podporuje trávení a ničení patogenních bakterií. V současné době není úloha chloru při výskytu některých onemocnění u lidí dobře pochopena, a to především kvůli malému počtu studií. Stačí říci, že ani doporučení ohledně denního příjmu chlóru nebyla vypracována. Lidská svalová tkáň obsahuje 0,20-0,52% chlóru, kost - 0,09%; v krvi - 2,89 g / l. V těle průměrného člověka (tělesná hmotnost 70 kg) 95 g chlóru. Každý den s jídlem člověk přijme 3-6 g chloru, což v přebytku pokryje potřebu tohoto prvku.
Ionty chlóru jsou pro rostliny životně důležité. Chlór se podílí na energetickém metabolismu rostlin aktivací oxidativní fosforylace . Je nezbytný pro tvorbu kyslíku v procesu fotosyntézy izolovanými chloroplasty , stimuluje pomocné procesy fotosyntézy, především ty spojené s akumulací energie. Chlor má pozitivní vliv na vstřebávání kyslíku, draslíku, vápníku a sloučenin hořčíku kořeny. Nadměrná koncentrace chloridových iontů v rostlinách může mít i negativní stránku, např. snížit obsah chlorofylu , snížit aktivitu fotosyntézy, zpomalit růst a vývoj rostlin .
Existují však rostliny, které se v procesu evoluce buď přizpůsobily slanosti půdy, nebo v boji o prostor obsadily prázdné slané bažiny , kde není konkurence. Rostliny, které rostou ve slaných půdách, se nazývají halofyty . Během vegetačního období akumulují chloridy a poté vylučují přebytečný chlorid opadem listů , nebo uvolňují chlorid na povrch listů a větviček a získávají dvojitou výhodu stínění povrchů před slunečním zářením.
Z mikroorganismů jsou známy i halofily - halobakterie - které žijí ve vysoce slaných vodách nebo půdách.
Chlór je toxický dusivý plyn, silně dráždivý , pokud se dostane do plic , způsobí poleptání plicní tkáně (v důsledku tvorby chloru a kyseliny chlorovodíkové v nich), udušení .
Působí dráždivě na dýchací cesty při koncentraci ve vzduchu již od 1 do 6 mg/m³ (což se blíží prahu pro vnímání pachu chlóru), při 12 mg/m³ je obtížně tolerovatelný koncentrace vyšší než 100 mg/m³ jsou život ohrožující ( úmrtí na zástavu dýchání nastává za 5–25 minut, při vysokých koncentracích okamžitě) [17] .
Maximální přípustná koncentrace chloru v atmosférickém vzduchu je následující: průměrná denní - 0,03 mg / m³; maximálně jednorázově - 0,1 mg / m³; v pracovních prostorách průmyslového podniku - 1 mg / m³.
Při práci s chlórem používejte ochranný oděv, plynové masky a rukavice. Krátkodobě je možné chránit dýchací orgány před vnikáním chlóru hadrovým obvazem navlhčeným roztokem siřičitanu sodného Na 2 SO 3 nebo thiosíranu sodného Na 2 S 2 O 3 .
Chlór byl jedním z prvních chemických bojových látek používaných v první světové válce , poprvé jej použilo Německo v roce 1915 během bitvy u Ypres .
Periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
![]() |
| |||
---|---|---|---|---|
|