> Техника, страница 90 > Хлора соединения

Хлора соединения

Хлора соединения. Благодаря способности хлора непосредственно соединяться с большинством элементов существует большое количество самых разнообразных X. с. как неорганич., так и органич. характера. Неорга-нич. X. с. весьма распространены в природе. Наиболее часто встречается хлористый натрий в виде твердых отложений (каменная соль, галит) и в виде растворов в морской воде, соляных озерах и природных рассолах. Также встречается в природе хлористый калий (сильвинит КС1, карналлит КС1 · MgCl₂ · 6Н₂0) и хлористый магний (в составе карналлита).

Неорганические X. с. Хлор не соединяется с кислородом непосредственно; все его кисло родные соединения получаются косвенными путями; все они эндотермичны и многие непрочны—легко распадаются и часто со ом. Известны 4 кислородные кислоты хлора: хлорноватистая к-та НСЮ, хлористая к-та НС10₂, хлорноватая к-та НС10₃, хлорная к-та НСЮ₄ и соответствующие им ангидриды: С1₂0, С]₂0₃ и С1₂0₇. Кроме того существуют окислы С10₂, С1₂0₆ и С10₄. Наиболее постоянные к-ты: НС10₃ и НС10₄. Все кислородные кислоты хлора одноосновны.

Хлорнов.атистая кислота образуется из хлорной воды (смотрите Хлор) при стоянии по ур-ию:

С1₂+Н₂0=НС1+НСЮ;

ее получают также,пропуская С3₂0в воду. Очень разбавленные ее растворы бесцветны; конц. растворы желтого цвета, резкого запаха; НСЮ может долго сохраняться в темноте, но на свету или при нагревании быстро распадается на С1₂, 0₂ и НС10₃; НСЮ—сильный окислитель: обесцвечивает индиго и лакмус. Соли ее, гипохлориты, имеют большее значение в технике, чем к-та. Гипохлориты кальция и натрия вместе с хлорной известью применяются для беления тканей и для многих других целей. Описание их свойств см. Кальция соединения и Натрия соединения.

Хлорная известь, или белильная известь (смотрите), получается путем хлорирования тонкого порошка гашеной извести (примерно с 1,5—4% избытка воды):

/С1

Са(ОН)₂+С1₂ -> Са< +Н₂0.

^хОС1

Указанная химич. формула хлорной извести ныне считается устаревшей; вместо нее принята сейчас за границей и в СССР формула Дйтца:

/С1

ЗСа< *Са0*4Н₂0. ^хОС1

Хлорирование производят либо в камерах (каменных, свинцовых) с ручным перемешиванием, либо в механич. аппаратах—барабанах (Газен-клевера, Руджа, Де-Нора, Орланди и Леви), либо в многоэтажных железобетонных башнях-камерах Бакмана. Аппараты первых двух типов дают хлорную известь с содержанием до 32% активного хлора (класс Б по стандарту ОСТ 59), аппараты Бакмана—до 36% и выше (класс А того же стандарта). Беление производится растворами хлорной извести в воде с содержанием 84-35% активного хлора. Подобные растворы приготовляют часто непосредственно в белильных цехах, применяя хлорирование растворов извести (известкового молока) хлором из электролиза или из баллонов. Для нежных тканей предпочитают применять растворы гипохлорита натрия NaCIO, приготовляемого либо электролизом раствора поваренной соли без диафрагмы либо путем хлорирования раствора едкого натра (иногда с прибавлением кальцинированной соды) хлором из электролиза или из баллонов по реакции: Cl₂+2Na0H=NaC10+NaCl+H₂0.

Если в последнем процессе в качестве щелочи вместо NaOH применять раствор КОН, то по- лучается белящий раствор гипохлорита калия (жавелевая вода) КОС1. Гипохлориты м. б. выделены из раствора в виде белого порошка (перхлорон, капорит, гипорит, сихлор и др.). Такой продукт, спрессованный в таблетки, содержит до 50 % активного хлора, очень стоек и более удобен для применения и транспорта, чем хлорная известь, почему и фабрикуется теперь во многих странах в значительных количествах. Гипохлориты натрия и калия легко растворимы в воде; приготовленйе белильных растворов происходит весьма просто. Хлорная известь очень нестойка, легко теряет хлор при хранении, и перевозка ее связана с перевозкой лишнего балласта (известь, тара).

Хлористая кислота НОС1 · О получается пропусканием в воду газообразного или жидкого СЮ₂; реакция идет по ур-ию:

2 C10₂-fH₂0=HC10₂-f HClOg.

Чистый раствор получают разложением соли бария при помощи H₂S0₄. К-та очень непрочная и разлагается уже при 0° на С1₂ и СЮ₂. Соли ее, хлориты, ают при высокой t° и от удара и технич. значения не имеют.

Хлорноватая кислота НСЮ₃ получается при разложении соли бария или калия серной к-той. Разбавленный ее раствор бесцветен и без запаха; концентрированный— с острым запахом и маслянистой консистенцией; выпариванием можно довести его до ул. в 1,282; такой раствор содержит 40,1% НСЮ₃ и соответствует формуле НСЮ₃-7Н₂0. При дальнейшем выпаривании к-та разлагается. В ней растворяются многие металлы: Fe, Sn, Bi и Си, причем к-та восстанавливается. НСЮ₃—сильный окислитель органич. соединений: она переводит этилен в гликоль, аллиловый —в глицерин и т. д. Соли ее, хлораты, также сильные окислители; 66лыная часть их растворяется в воде; наибольшее значение имеют: хлорат калия КСЮ₃, т.н. бертолетова соль (смотрите), и хлорат натрия NaC10₃; последний применяют как окислитель в печатании тканей и в производстве черного анилина, а также как заменитель бертолетовой соли во всех областях применения последней. Оба указанных хлората находят большое применение в производстве спичек, пиротехнике, военном деле и окислительных процессах. Известны 4 метода переработки хлора на хлораты (бертолетову соль):

1) метод Бертолле—действием хлора на раствор КОН при нагревании:

6К0Н+ЗС]₂=КСЮ₃+5КС1+ЗН₂0;

2) метод Либига—действием хлора на известковое молоко при нагревании и дальнейшим обменным разложением с КС1:

6Са(0Н)₂+6С1₂=Са(СЮ₈)₂+5СаС1₂+6Н₂0;

Са(СЮ₃)₂+2КС1=2КС]0₃+СаС1₂;

3) метод Муспратга—действием хлора на раствор гидрата окиси магния:

6Mg(0H)₂+6CI₂=Mg(Cl0₃)₂45MgCl₂+6H₂0;

Mg(C10₃)₂+2 КС1=2 KC10₈+MgCl₂;

4) метод Байера—действием хлора на раствор гидрата окиси цинка:

6Zn(0H)₂+6Cl₂=Zn(C10₃)₂+5ZnCl₂+6H₂0;

Zn(C10₃)₂+2KCl=2KC10₃+ZnCl₂.

На практике наибольшим распространением пользуется метод Либига в двух вариантах:

1) английском, применяющем обменное разложение с КС1 сразу после хлорирования извести с дальнейшим выпариванием раствора калиевого хлората, и 2) не’мецком, применяющем после хлорирования упаривание раствора для выделения СаС1₂, после чего уже производится обменное разложение с КС1. Хлорирование производится либо в чугунных эмалированных абсорберах с мешалками либо в бетонных башнях. Получение NaC10₃ химич. путем труднее в виду большей его растворимости. Последнее время оба хлората получаются преимущественно электролизом горячих растворов КС1 или NaCl без диафрагмы. Оба хлората электроли-тич. путем легко переводятся в перхлора-т ы (КСЮ₄, NaC10₄ имеющие применение в технологии чатых веществ.

Известны также хлораты алюминия, аммония, бария, кальция, хрома и свинца. Свойства их описаны при соответственных мет.

Хлорная кислота НС10₄ получается повторной перегонкой смеси порошкообразного перхлората калия КС10₄ с 96—79,5%-ной H₂S0₄ или обменным разложением КС10₄ и кремнефтористоводородной к-ты:

2KC10₄+H₂SiF₆=KaSiF6+2HC10₄.

Чистая НС10₄—бесцветная подвижная жидкость, сильно дымящая на воздухе. Наиболее сильная из всех известных к-т, поражает кожу, образуя трудно залечиваемые язвы. Уд. в Х)|² 1,764; Г_пЛт —112°; t°_Kun, 56°. При перегонке под атмосферным давлением разлагается часто со ом; с водой и с хлороформом смешивается во всяких соотношениях. Водный ее раствор— бесцветная тяжелая маслянистая жидкость, напоминающая конц. H₂S0₄; образует ряд гидратов; наиболее исследован моногидрат НС10₄·

• Н₂0—иглы, легко растворяющиеся в воде с выделением при этом тепла. Соли-ее, перхлораты, по многим свойствам напоминают хлораты: так же хорошо растворяются в воде (за исключением солей К, Cs, Rb, Т1), но многие их свойства повышены (устойчивость, окислительная способность); получаются они очень легко электролитич. путем (исходя гл. обр. из растворов NaClOg). Перхлорат натрия NaC10₄*H₂0 кристаллизуется в ромбич. иглах; нагретый до 200°, теряет кристаллизационную воду не плавясь; при дальнейшем повышении t° выделяется свободный кислород. Кристаллы NaC10₄ легко расплываются на воздухе (в противоположность КС10₄), и потому он не имеет црямого технич. применения; тем не менее NaC10₄ имеет важное значение как исходный материал для получения других перхлоратов. Перхлораты аммония и калия КН₄С10₄ и КС10₄ получают обычно обменным разложением из NaC10₄; первый применяется как чатое вещество; КС10₄ постоянен на воздухе, плохо растворяется в воде, при t° —0,5° застывает, t°_Kun% 104,5°; выше этой ^разлагается с выделением кислорода; сильный окислитель. Перхлорат бария Ва(С10₄)₂·

• 3 Н₂0 служит исходным материалом для получения НС10₄.

Окись хлора С1₂0, ангидрид НС10, nonvnaeTCH при нагревании водных растворов НСЮ; газ пронзительного запаха, раздражающе действует на органы дыхания, легко сгущается в жидкость; уд. в 3,0072; t°_Kun. жидкого С1₂0 3,8° (при 776 миллиметров давления); в воде растворяется 200 объёмов газа; при нагревании, а также на солнечном свету разлагается; с СаС1₂ дает хлорную известь и свободный С1₂. Двуокись хлора СЮ₂ получают действием конц. серной кислоты на КСЮ₃; желтый газ с удушливым запахом: уд. в (при 10,7° и 718 миллиметров давления) 2,3894. Легко сгущается в жидкость сЛгт.-ИО⁰· При понижении Г застывает в темнооранжевые кристаллы, которые при —59° плавятся. Легко дает гидрат С10₂ · 8Н₂0; при нагревании вэрьшлет, также при соприкосновении с серой, каучуком, фосфором. Вода растворяет

(при 4°) 20 объёмов газообразного С10₂. На свету раствор С10₂ образует НС10₃, в темноте может сохраняться очень долго; является сильным окислителем и белящим средством,обесцвечивает растительные краски (лакмус). Водный его раствор применяют для обесцвечивания мелассы, сахарных соков, глицерина; служит также для борьбы с вредителями (насекомыми).

С водородом хлор дает хлористый водород, соляную к-ту НС1 (смотрите Галоидоводородные кислоты и Соляная кислота). Соли соляной кислоты—х л о р и д ы — имеют большое применение в технике. Хлористый кальций СаС1₂ находит применение в холодильном деле и в химич. пром-сти как реагент и влаго-удалитель, a MgCl₂—для приготовления брусков, точильных камней, искусственных жерновов, ксилолитовых плит. Хлористый алюминий А1С1₃ широко применяется в процессе крекинга нефти или мазута для повышения выхода бензина. Хлористый AsCl₃ является исходным веществом для производства люизита и ряда боевых О. В. (смотрите боевые). Хлористая сурьма SbCl₃ применяется для приготовления рвотного камня и раствора для бронзирования; пятихлористая сурьма SbCl₅—для целей хлорирования. Хлористое олово SnCl₂ применяется как протрава в текстильном деле и как восстановитель; хлорное олово SnCl₄ — в текстильном деле как протрава и как боевое дымообразующее вещество для завес; для последней целй служат также четыреххлористый кремний SiCl₄ и четыреххлористый титан TiCI₄. Из цинковых соединений хлористый цинк ZnCl₂ применяется для пропитки шпал, а хлорокись цинка HOZnCl и ClZn · OZnCl—в зубоврачебном деле для цемента. Хлористая ртуть (каломель) Hg₂Cl₂ применяется для лечебных целей, для бенгальских огней и для живописи по фарфору; хлорная ртуть (сулема) HgCl₂—для дезинфекции, пропитки дерева и травления стали. Хлористое серебро AgCl применяется в фотографии и лабораторном деле; хлористыйбарий ВаС1₂ применяется для борьбы с вредителями в с. х-ве и для очистки рассола в электролизе поваренной соли; хлористое железо FeCl₂ и хлорное железо FeCl₃ служат катализаторами. Из прочих X. с. можно указать на хлористую серу S₂C1₂, которая применяется для вулканизации каучука, в производстве а (горчичного газа) и для дефекации сока сахарного тростника; хлористый сульфурил C1₂S0₂ и х л о р с у л ь фоно в а я к-т a C1S0₃H применяются в качестве боевых О. В. и в качестве хлорирующих веществ. Для целей хлорирования также служат: треххлористый фосфор

РС1₃, пятихлористый фосфор РС1₅и хлорокись фосфора РОС1₃.

Органические X. с. Применение хлора в химии органич. соединений настолько обширно, что здесь можно остановиться только на главнейших. Лишь немногие органич. соединения м. б. получены без участия хлора. Так, амидная, гидроксильная, карбоксильная группы и радикалы S0₂, HS0₃, СН₃-СО вводят обычно в органические соединения через хлористые соединения. Процесс хлорирования является в органич. химии наиболее часто применяемым. Из хлорированных углеводородов можно указать на четыреххлористый углерод СС1₄, хлороформ СНС1₃, хлоропроизводные этана и этилена: дихлорэтилен С₂Н₂С1₂, трихлорэтилен С₂НС1₃, тетрахлорэтилен С₂С]₄, тетрахлорэтан С₂Н₂С1₄, пентахлорэтан С₂НС1₅ и гексахлор-этан С₂С1₆. Все они применяются как растворители (смотрите), а также как антисептики, инсек-тисиды и гермисиды. При участии хлора получается амиловый, применяемый в большом количестве в производстве целлюлоида, нитромасс и пластич. масс. Хлорацетон СН₃ · •СО*СН₂С1 применяется для синтеза лимонной кислоты и как слезоточивое О. В. Трихлорэтилен участвует в производстве синтетич. индиго. Для той же цели применяется этиленхлор-гидрин (смотрите). СОС1₂ применяется для производства ряда красителей, фармацевтич. препаратов и как боевое и отравляющее вещество, поражающее действие которого в 8 раз сильнее хлора. Последним свойством обладает и ди С1 · СООСС1₃. Хлорацетофенон С₆Н₅ · СОСН₂С1 применяется как слезоточивое О. В. При хлорировании бензола получается хлорбензол С₆Н₅С1, являющийся промежуточным продуктом для производства ряда органических препаратов, красок и чатых веществ; в отходе получаются полихлориды: п-дихлорбензол и о-дихлорбензол. При хлорировании а получается хлористый бензил С₆Н₅СН₂С1, являющийся промежуточным продуктом при получении бензилцеллюлозы. Из хлоропроизводных а известны также: хлористый бензилиден С₆Н₅СНС1₂ и трихлор-метилбензол С₆Н₅-СС1₃. Хлористый бензоил •С₆Н₅*СОС1 идет на производство перекиси бензоила, применяемой для отбелки муки. Хлористый циан CNC1 известен как отравляющее вещество. Теми же свойствами обладает хлорпикрин (трихлорнитрометан) CC1₃N0₂. Известны также хлорбензойная и хлорсалициловая к-ты, хлорфенолы и хлоркрезолы (применяются в синтетич.процессах), хлорнафталины(как растворители и продукты для получения воскообразных изоляционных веществ и красок).Хлор-анилины находят большое применение для красильных целей. Хлоруксусные кислоты (моно-, ди- и три-) СН₂С1-СООН, СНС1₂-СООН и СС1₃· •СООН и хлористый ацетил СН₃-СОС1 широко применяются в красочном производстве. Хлоральгидрат СС1₃-СН(ОН)₂ применяется в медицине как снотворное и для получения чистого хлороформа. О нетриевой соли п--сульфохлорамида см. Хлорамины. Дихлор диэтил сульфид, или, является одним из сильнейших средств химич. войны. Для той же цели используются хлоропроизводные ор-ганич. соединений, содержащие. В общем не менее 95% средств химич. войны получаются при прямом или косвенном действии хлора. Многие из хлсропроизводных органич. соединений находят применение в медицине для анестезии, замораживания и антисептики.

Лит.: см. Хлор. Б. Сасс-Тисовский.