Oxid chlóru

Oxidy alebo oxidy sú zlúčeninyrôzne prvky s kyslíkom. Takéto zlúčeniny tvoria takmer všetky prvky. Chlór, podobne ako iné halogény, je charakterizovaný týmito zlúčeninami pozitívnym oxidačným stavom. Všetky oxidy chlóru sú extrémne nestabilné látky, čo je typické pre oxidy všetkých halogénov. Sú známe štyri látky, z ktorých molekuly obsahujú chlór a kyslík.

  1. Газообразное соединение от желтого до červená farba s charakteristickým zápachom (ako zápach plynov Cl2) - oxid chlóru (I). Vzorec je chemický Cl2O. Bod topenia mínus 116 ° C, bod varu plus 2 ° C. Za normálnych podmienok je jeho hustota 3,22 kg / m³.
  2. Žltý alebo žltooranžový plyn s charakteristickým zápachom - oxid chlóru (IV). Chemický vzorec ClO2. Teplota topenia mínus 59 ° C, bod varu plus 11 ° C.
  3. Červeno-hnedá kvapalina je oxid chlóru (VI). Vzorec je chemický Cl2O6. Teplota topenia je plus 3,5 ° C, bod varu plus 203 ° C.
  4. Bezfarebná olejovitá kvapalina - oxid chlóru (VII). Chemický vzorec Cl2O7. Teplota topenia je mínus 91,5 ° C, teplota varu je vyššia ako 80 ° C.

Oxid chlóru v oxidačnom stave +1 jeanhydrid slabého monokyselinného roztoku kyseliny chlórnej (HClO). Pripraví sa podľa metódy jej Peluso ortuťnatého oxidu reakciou s plynným chlórom podľa jedného z reakčných rovníc: 2Cl2 + 2HgO → Cl2O + Hg2OCl2 alebo 2Cl2 + HgO → Cl2O + HgCl2. Podmienky týchto reakcií sú odlišné. oxid chloričitý (I), sa kondenzuje pri teplote mínus 60 ° C, pretože pri vyšších teplotách sa rozkladá výbušne, a v koncentrovanej forme je trhavina. Vodný roztok Cl20 sa získa chloráciou vo vodných uhličitane alkalických zemín alebo uhličitanov alkalických kovov. Oxid dobre rozpúšťa vo vode, v ktorom je kyselina chlórna tvorený: Cl2O + H2O ↔ 2HClO. Okrem toho sa tiež rozpúšťa v tetrachlórmetáne.

Oxid chlóru s oxidačným stavom +4 inaktzv. dioxidu. Táto látka je rozpustná vo vode, kyseline sírovej a kyseline octovej, acetonitrile, tetrachlórmetáne, ako aj v iných organických rozpúšťadlách s rastúcou polaritou, ktorej rozpustnosť sa zvyšuje. V laboratórnych podmienkach sa získava reakciou chlorečnanu draselného s kyselinou šťaveľovou: 2KCl03 + H2C2O4 → K2CO3 + 2ClO2 + CO2 + H2O. Pretože oxid chlóru (IV) je výbušná látka, nemôže byť skladovaný v roztoku. Na tieto účely sa používa silikagél, ktorého povrch môže byť v adsorbovanej forme dlhodobo skladovaný, zatiaľ čo je možné zbaviť sa kontaminujúcich nečistôt chlóru, pretože nie je absorbovaný silikagélom. Pri priemyselných podmienkach sa ClO2 získa redukciou oxidom siričitým v prítomnosti kyseliny sírovej, chlorečnanu sodného: 2NaClO3 + SO2 + H2SO4 → 2NaHSO4 + 2ClO2. Používa sa ako bielidlo, napríklad papier alebo celulóza atď., Ako aj na sterilizáciu a dezinfekciu rôznych materiálov.

Oxid chlóru s oxidačným stavom +6, sroztavenie sa rozkladá podľa reakčnej rovnice: Cl2O6 → 2ClO3. Oxid chlóru (VI) sa získa oxidáciou oxidu uhoľnatého: 203 + 2Cl02 - 202 + Cl206. Tento oxid je schopný reagovať s roztokmi zásad a vodou. Dochádza k disproporcionálnym reakciám. Napríklad pri reakcii s hydroxidom draselným: 2KOH + Cl2O6 → KCI03 + KCI04 + H20 sa získa chlorečnan a chloristan draselný.

Najvyšší oxid chlóru sa tiež nazýva anhydrid chlórualebo dichlórheptaoxid je silný oxidant. Je schopný vyfúknuť alebo vykúriť. Táto látka je však stabilnejšia ako oxidy s oxidačným stavom +1 a +4. Jeho rozklad na chlór a kyslík sa zrýchľuje kvôli prítomnosti nižších oxidov a so zvýšením teploty z 60 na 70 ° C. Oxid chlóru (VII) je schopný pomaly sa rozpúšťať v studenej vode, čo vedie k tvorbe kyseliny chloristej: H20 + Cl2O7 → 2HClO4. Dichlórheptoxid sa pripraví opatrným zahrievaním kyseliny chloristej s anhydridom kyseliny fosforečnej: P4O10 + 2HClO4 → Cl2O7 + H2P4O11. Tiež Cl2O7 sa môže získať použitím oleum namiesto anhydridu fosforu.

Úsek anorganickej chémie, ktorý študujeoxidy halogénov vrátane oxidov chlóru sa v posledných rokoch začali aktívne rozvíjať, pretože tieto zlúčeniny sú energeticky náročné. Sú schopné okamžite dodať energiu do spaľovacích komôr tryskových motorov a v chemických zdrojoch prúdu je možné regulovať rýchlosť ich odrazu. Ďalším dôvodom záujmu je možnosť syntézy nových skupín anorganických zlúčenín, napríklad predchodcom chloristanov je oxid chlóru (VII).