С хлором, вернее, с его
соединениями в виде поваренной соли человечество знакомо уже давно.
Археологические раскопки свидетельствуют, что в Прикарпатье начали добывать соль
несколько десятков тысячелетий назад, на Кавказе Д четыре-пять тысяч лет назад,
в горах Пенджаба (Индия) Д более трех тысяч лет назад. Издавна был известен
способ получения поваренной соли из морской воды. Красочное описание добычи
каменной соли в Ливии содержится в сочинениях греческого историка Геродота (V в.
до н. э.). В свободном состоянии хлор впервые был получен лишь в 1774 г.
шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле (1742Д 1786) нагреванием пиролюзита Д
оксида марганца (IV)Дс соляной кислотой: МпО2 + 4НС1=МпС12
+ 2Н2О + С12
Он собрал желто-зеленый газ с характерным запахом и изучил его взаимодействие с
некоторыми веществами (золотом, киноварью и т. д.), а также обнаружил
способность газа оказывать отбеливающее действие на ткани. Как часто бывало в
истории науки, исследователь не смог в полной мере оценить собственное открытие.
К. Шееле был убежден, что открыл не новый элемент, а лишь окисел соляной кислоты
Д «дефлогистированную соляную кислоту». Заблуждения ученого разделяли позже К.
Бертолле и А. Лавуазье. Лишь в 1807Д1810 гг. английский химик Гемфри Дэви
(1778Д1829) доказал элементарную природу хлора и получил его электролизом
хлорида натрия. Г. Дэви первый в 1810 г. и дал хлору название «хлорин» (от
греческого слова «хлорос» Д желто-зеленый), спустя два года Ж. Гей-Люссак
переименовал его на «хлор». Атомная масса хлора 35,453, а молекулярная 70,906;
плотность его 3,214. При охлаждении Д до 34,05 С хлор конденсируется в желтую
жидкость, а при Д101, °С затвердевает; хорошо растворяется в дихлорэтане и
четыреххлористом углероде. Хлор непосредственно соединяется почти со всеми
элементами, поэтому в природе он встречается в виде соединений. Наиболее
распространенные соединения хлора Д хлорид натрия NaCl, сильвинит KCl-NaCl, а
также карналлит KCl-MgCl2-6H2O,
каинит KCl *MgSO4*3H2O, бишофит MgCl2*6H2O.
Жидкий хлор является хорошим диэлектриком, он проводит ток в 1 млрд. раз хуже
дистиллированной воды. Промышленное производство хлора началось во второй
половине XIX в. в связи с большим потреблением хлора как отбеливающего вещества
в текстильном и целлюлозно-бумажном деле. В виде хлорной извести или растворов
гипохлоратов хлор начали применять для санитарной обработки воды,
обеззараживания отбросов и т. п. В России производство хлора впервые было
организовано в 1880 г. на Бондюжском заводе, сто получали взаимодействием
соляной кислоты с пиролюзитом. Из-за большого расхода дорогостоящего оксида
марганца (IV) (пиролюзита) для промышленного производства хлора Вельдон
предложил обрабатывать раствор, содержащий хлорид марганца, известковым молоком
(и избытке), в результате выпадал осадок гидроксида марганца (II): МnС12 + Са(ОН)2Д-Мn(ОН)2 + СаС12
При пропускании воздуха через образовавшуюся смесь получался осадок, в состав
которого входил оксид марганца (IV):
2Мп(0Н)2
+ Са(0Н)2 + О2 = CaO*2MnO2 +3H2O
В этом случае соляная кислота расходовалась не только на образование хлора (3%),
но и на нейтрализацию извести. По способу Дикона хлор получался окислением
хлороводорода кислородом воздуха при высокой температуре (около 450 С) и и
присутствии солей меди в качестве катализатора: 4НС1 + О2 = 2С12
+ 2Н2О. В начале XX в. химические методы получения хлора были
вытеснены электрохимическим. В настоящее время свыше 90 % хлора, вырабатываемого
во всем мире, получают электролизом растворов хлористых солей, главным образом
хлорида натрия: 2NaCl +2H2O = Cl2+2NaOH+H2
При этом образуется не только хлор, но и такие ценные продукты, как гидроксид
натрия и водород, причем в немалых количествах: на 1 т хлора приходится 1,14 т
щелочи и до 300 м3 водорода. Перед электролизом соль растворяют в
воде. Если завод находится вблизи соляного источника, то рассол подают в цехи
прямо по трубам, его очищают и направляют в производство. Водород сразу
появляется в электролизе лишь в том случае, если используют твердый (стальной)
катод. А ионы натрия собираются у катода и вместе с ионами гидроксида образуют
раствор гидроксида натрия. Хлор же выделяется на аноде. С начала XX в. хлор начинают использовать в производстве
неорганических хлорпродуктов (хлорат калия, хлорид цинка, хлорид алюминия и т.
д.). В последние десятилетия бурно развивается производство органических
хлорпродуктов, которые получают хлорированием природного газа метана. При этом
образуются соединения с различной степенью замещения водорода хлором: СН3С1
Д хлорметил, СН2С12
Д дихлорметил, СНСl3 Д хлороформ, ССl4
Д четыреххлористый углерод. Они используются для производства синтетических
полимерных материалов. Широкое применение в сельском хозяйстве нашли
хлорорганические ядохимикаты.
На основе хлорорганических соединений получают разнообразные поливинилхлоридные
пластмассы. Их используют в строительной технике, медицинской промышленности, а
также для изготовления бытовых изделий. В заключение следует остановиться на том, с чего мы начали
свой рассказ: об осторожности при работе с хлором. Присутствие в воздухе уже
около 0,0001% хлора раздражающе действует на слизистые оболочки. Так что будьте
осторожны!
_____________________________
* Наблюдавшееся в начале XIX в.
образование поваренной соли из натрия и хлора было столь необычным (прежде соли
считали лишь соединениями оснований с кислотами), что хлор в 1811 г. был назван
галогеном пер. на русск. Д солетвор, или солерод).
.