Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (ХЛ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 9 страниц)
Хлопчатое дерево
Хлопча'тое де'рево, хлопковое дерево, капоковое дерево (Ceiba pentandra), дерево семейства бомбаксовых, произрастающее в тропической Америке. Из его плодов получают капок . Культивируют в тропических странах обоих полушарий.
Хлопы
Хло'пы (польск. chłopi), зависимые крестьяне в феодальной Польше. Термин «Х.», содержавший первоначально уничижительный оттенок, применительно к истории употребляется в польской литературе и как синоним других наименований крестьян.
Хлопья
Хло'пья, пищевой продукт, вырабатываемый из зёрен кукурузы, пшеницы, риса, овса и др. злаковых культур; изготовляют путём удаления с зёрен оболочек, отделения зародышей, получения крупы, её варки в сахарно-солевом сиропе, плющения в тонкие лепестки и их обжарки в печах.
В СССР выпускаются кукурузные и пшеничные Х. простые (натуральные), глазированные в сахаре или в шоколаде и солёные; готовы к употреблению в пищу без кулинарной обработки. Вырабатываются также овсяные сырые хлопья (т. н. «Геркулес») для варки каш.
Хлор
Хлор (лат. Chlorum), Cl, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, атомный номер 17, атомная масса 35,453; относится к семейству галогенов . При нормальных условиях (0°С, 0,1 Мн/м2 или 1 кгс/см2 ) жёлто-зелёный газ с резким раздражающим запахом. Природный Х. состоит из двух стабильных изотопов: 35 Cl (75,77%) и 37 Cl (24,23%). Искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 и периодами полураспада (T1/2 ) соответственно 0,31; 2,5; 1,56 сек ; 3, 1×105 лет; 37,3, 55,5 и 1,4 мин.36 Cl и 38 Cl используются как изотопные индикаторы .
Историческая справка. Х. получен впервые в 1774 К. Шееле взаимодействием соляной кислоты с пиролюзитом MnO2 . Однако только в 1810 Г. Дэви установил, что хлор – элемент и назвал его chlorine (от греч. chlorós – жёлто-зелёный). В 1813 Ж. Л. Гей-Люссак предложил для этого элемента название Х.
Распространение в природ е. Х. встречается в природе только в виде соединений. Среднее содержание Х. в земной коре (кларк) 1,7×10-2 % по массе, в кислых изверженных породах – гранитах и др. 2,4×10-2, в основных и ультраосновных 5×10-3 . Основную роль в истории Х. в земной коре играет водная миграция. В виде иона Cl он содержится в Мировом океане (1,93%), подземных рассолах и соляных озёрах. Число собственных минералов (преимущественно хлоридов природных ) 97, главный из них галит NaCI (см. Каменная соль ). Известны также крупные месторождения хлоридов калия и магния и смешанных хлоридов: сильвин KCl, сильвинит (Na, K) CI, карналлит KCI×MgCl2 ×6H2 O, каинит KCI×MgSO4 ×3H2 O, бишофит MgCI2 ×6H2 O. В истории Земли большое значение имело поступление содержащегося в вулканических газах HCl в верхние части земной коры.
Физические и химические свойства. Х. имеет tkип —34,05°С, tnл — 101°С. Плотность газообразного Х. при нормальных условиях 3,214 г/л ; насыщенного пара при 0°С 12,21 г/л ; жидкого Х. при температуре кипения 1,557 г/см3; твёрдого Х. при – 102°C 1,9 г/см3. Давление насыщенных паров Х. при 0°С 0,369; при 25°C 0,772; при 100°C 3,814 Мн/м2 или соответственно 3,69; 7,72; 38,14 кгс/см2. Теплота плавления 90,3 кдж/кг (21,5 кал/г ); теплота испарения 288 кдж/кг (68,8 кал/г ); теплоёмкость газа при постоянном давлении 0,48 кдж/ (кг ×К ) [0,11 кал/ (г ×° С)]. Критические константы Х.: температура 144°C, давление 7,72 Мн/м2 (77,2 кгс/см2 ), плотность 573 г/л , удельный объём 1,745×10-3 л/г . Растворимость (в г/л ) Х. при парциальном давлении 0,1 Мн/м2, или 1 кгс/см2, в воде 14,8 (0°С), 5,8 (30°C), 2,8 (70°C); в растворе 300 г/л NaCI 1,42 (30°C), 0,64 (70°C). Ниже 9,6°С в водных растворах образуются гидраты Х. переменного состава Cl×n H2 O (где n = 6¸8); это жёлтые кристаллы кубической сингонии, разлагающиеся при повышении температуры на Х. и воду. Х. хорошо растворяется в TiCl4 , SiC14 , SnCl4 и некоторых органических растворителях (особенно в гексане C6 H14 и четырёххлористом углероде CCl4 ). Молекула Х. двухатомна (Cl2 ). Степень термической диссоциации Cl2 + 243 кдж Û 2Cl при 1000 К равна 2,07×10-40 %, при 2500 К 0,909%. Внешняя электронная конфигурация атома Cl 3s2 3p5. В соответствии с этим Х. в соединениях проявляет степени окисления —1, +1, +3, +4, +5, +6 и +7. Ковалентный радиус атома 0,99 
, ионный радиус Cl- 1,82 
, сродство атома Х. к электрону 3,65 эв, энергия ионизации 12,97 эв .
Химически Х. очень активен, непосредственно соединяется почти со всеми металлами (с некоторыми только в присутствии влаги или при нагревании) и с неметаллами (кроме углерода, азота, кислорода, инертных газов), образуя соответствующие хлориды , вступает в реакцию со многими соединениями, замещает водород в предельных углеводородах и присоединяется к ненасыщенным соединениям. Х. вытесняет бром и йод из их соединений с водородом и металлами; из соединений Х. с этими элементами он вытесняется фтором. Щелочные металлы в присутствии следов влаги взаимодействуют с Х. с воспламенением, большинство металлов реагирует с сухим Х. только при нагревании. Сталь, а также некоторые металлы стойки в атмосфере сухого Х. в условиях невысоких температур, поэтому их используют для изготовления аппаратуры и хранилищ для сухого Х. Фосфор воспламеняется в атмосфере Х., образуя PCl3 , а при дальнейшем хлорировании – PCl5 ; сера с Х. при нагревании даёт S2 Cl2 , SCl2 и др. Sn Clm . Мышьяк, сурьма, висмут, стронций, теллур энергично взаимодействуют с Х. Смесь Х. с водородом горит бесцветным или жёлто-зелёным пламенем с образованием хлористого водорода (это цепная реакция),
Максимальная температура водородно-хлорного пламени 2200°C. Смеси Х. с водородом, содержащие от 5,8 до 88,5% H2 , взрывоопасны.
С кислородом Х. образует окислы: Cl2 O, ClO2 , Cl2 O6 , Cl2 O7 , Cl2 O8 (см. Хлора окислы ), а также гипохлориты (соли хлорноватистой кислоты ), хлориты , хлораты и перхлораты. Все кислородные соединения хлора образуют взрывоопасные смеси с легко окисляющимися веществами. Окислы Х. малостойки и могут самопроизвольно взрываться, гипохлориты при хранении медленно разлагаются, хлораты и перхлораты могут взрываться под влиянием инициаторов.
Х. в воде гидролизуется, образуя хлорноватистую и соляную кислоты: Cl2 + H2 O Û HClO + HCl. При хлорировании водных растворов щелочей на холоду образуются гипохлориты и хлориды: 2NaOH + Cl2 = NaCIO + NaCI + H2 O, а при нагревании – хлораты. Хлорированием сухой гидроокиси кальция получают хлорную известь .
При взаимодействии аммиака с Х. образуется трёххлористый азот (см. Хлориды азота ). При хлорировании органических соединений Х. либо замещает водород: R—H + CI2 = RCl + HCI, либо присоединяется по кратным связям:
образуя различные хлорсодержащие органические соединения (см. Хлорирование ).
Х. образует с др. галогенами межгалогенные соединения . Фториды ClF, ClF3 , ClF5 очень реакционноспособны; например, в атмосфере ClP3 стеклянная вата самовоспламеняется. Известны соединения хлора с кислородом и фтором – оксифториды Х.: ClO3 F, ClO2 F3 , ClOF, ClOF3 и перхлорат фтора FClO4 .
Получение. Х. начали производить в промышленности в 1785 взаимодействием соляной кислоты с двуокисью марганца или пиролюзитом. В 1867 английский химик Г. Дикон разработал способ получения Х. окислением HCl кислородом воздуха в присутствии катализатора. С конца 19 – начала 20 вв. Х. получают электролизом водных растворов хлоридов щелочных металлов. По этим методам в 70-х гг. 20 в. производится 90—95% Х. в мире. Небольшие количества Х. получаются попутно при производстве магния, кальция, натрия и лития электролизом расплавленных хлоридов. В 1975 мировое производство Х. составляло около 25 млн. т. Применяются два основных метода электролиза водных растворов NaCI: 1) в электролизёрах с твёрдым катодом и пористой фильтрующей диафрагмой; 2) в электролизёрах с ртутным катодом. По обоим методам на графитовом или окисном титано-рутениевом аноде выделяется газообразный Х. По первому методу на катоде выделяется водород и образуется раствор NaOH и NaCl, из которого последующей переработкой выделяют товарную каустическую соду. По второму методу на катоде образуется амальгама натрия, при её разложении чистой водой в отдельном аппарате получаются раствор NaOH, водород и чистая ртуть, которая вновь идёт в производство. Оба метода дают на 1 т Х. 1,125 т NaOH.
Электролиз с диафрагмой требует меньших капиталовложений для организации производства Х., даёт более дешёвый NaOH. Метод с ртутным катодом позволяет получать очень чистый NaOH, но потери ртути загрязняют окружающую среду. В 1970 по методу с ртутным катодом производилось 62,2% мировой выработки Х., с твёрдым катодом 33,6% и пр. способами 4,2%. После 1970 начали применять электролиз с твёрдым катодом и ионообменной мембраной, позволяющий получать чистый NaOH без использования ртути.
Применение. Одной из важных отраслей химической промышленности является хлорная промышленность. Основные количества Х. перерабатываются на месте его производства в хлорсодержащие соединения. Хранят и перевозят Х. в жидком виде в баллонах, бочках, ж.-д. цистернах или в специально оборудованных судах. Для индустриальных стран характерно следующее примерное потребление Х.: на производство хлорсодержащих органических соединений – 60—75%; неорганических соединений, содержащих Х., – 10—20%; на отбелку целлюлозы и тканей – 5—15%; на санитарные нужды и хлорирование воды – 2—6% от общей выработки.
Х. применяется также для хлорирования некоторых руд с целью извлечения титана, ниобия, циркония и др.
О хлорсодержащих органических соединениях см. Винилхлорид , Хлоропрен , Винилиденхлорид , Четырёххлористый углерод , Хлороформ , Метиленхлорид , Тетрахлорэтан , Трихлорэтилен , Хлорбензол и др. О хлорсодержащих неорганических соединениях см. Соляная кислота , Натрия хлорид , Калия хлорид , Кальция хлорид , Хлора окислы , Хлорная известь и др.
Л. М. Якименко.
Х. в организме. Х. – один из биогенных элементов , постоянный компонент тканей растений и животных. Содержание Х. в растениях (много Х. в галофитах ) — от тысячных долей процента до целых процентов, у животных – десятые и сотые доли процента. Суточная потребность взрослого человека в Х. (2—4 г ) покрывается за счёт пищевых продуктов. С пищей Х. поступает обычно в избытке в виде хлорида натрия и хлорида калия. Особенно богаты Х. хлеб, мясные и молочные продукты. В организме животных Х. – основное осмотически активное вещество плазмы крови, лимфы, спинномозговой жидкости и некоторых тканей. Играет роль в водно-солевом обмене , способствуя удержанию тканями воды. Регуляция кислотно-щелочного равновесия в тканях осуществляется наряду с др. процессами путём изменения в распределении Х. между кровью и др. тканями. Х. участвует в энергетическом обмене у растений, активируя как окислительное фосфорилирование , так и фотофосфорилирование. Х. положительно влияет на поглощение корнями кислорода. Х. необходим для образования кислорода в процессе фотосинтеза изолированными хлоропластами . В состав большинства питательных сред для искусственного культивирования растений Х. не входит. Возможно, для развития растений достаточны весьма малые концентрации Х.
М. Я. Школьник.
Отравления Х. возможны в химической, целлюлозно-бумажной, текстильной, фармацевтической промышленности и др. Х. раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. К первичным воспалительным изменениям обычно присоединяется вторичная инфекция. Острое отравление развивается почти немедленно. При вдыхании средних и низких концентраций Х. отмечаются стеснение и боль в груди, сухой кашель, учащённое дыхание, резь в глазах, слезотечение, повышение содержания лейкоцитов в крови, температуры тела и т.п. Возможны бронхопневмония, токсический отёк лёгких, депрессивные состояния, судороги. В лёгких случаях выздоровление наступает через 3—7 сут. Как отдалённые последствия наблюдаются катары верхних дыхательных путей, рецидивирующий бронхит, пневмосклероз и др.; возможна активизация туберкулёза лёгких. При длительном вдыхании небольших концентраций Х. наблюдаются аналогичные, но медленно развивающиеся формы заболевания. Профилактика отравлений: герметизация производственного оборудования, эффективная вентиляция, при необходимости использование противогаза. Предельно допустимая концентрация Х. в воздухе производственных помещений 1 мг/м3. Производство Х., хлорной извести и др. хлорсодержащих соединений относится к производствам с вредными условиями труда, где по сов. законодательству ограничено применение труда женщин и несовершеннолетних.
А. А. Каспаров.
Лит.: Якименко Л. М., Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов, М., 1974; Некрасов Б. В., Основы общей химии, 3 изд., [т.] 1, М., 1973; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В, Лазарева, 6 изд., т. 2, Л., 1971; Comprehensive inorganic chemistry, ed. J. C. Bailar [a. o.], v. 1—5, Oxf. – [a. o.], 1973.
Хлора окислы
Хло'ра о'кислы, соединения хлора с кислородом: Cl2 O, ClO2 , Cl2 O6 , Cl2 O7 , Cl2 O8 .
Х. окись (оксид хлора, ангидрид хлорноватистой кислоты ), Cl2 O, жёлто-коричневый газ с резким запахом, похожим на запах хлора; tnл — 121 °С; tkип 2 °С. Энергичный окислитель; нестойкое соединение, в обычных условиях медленно разлагается, в концентрированном и сжиженном виде может самопроизвольно взрываться: 2Cl2 O = 2Cl2 + O2 . Хорошо растворима в воде (в 1 объёме воды около 200 объёмов Cl2 O) и четырёххлористом углероде; при растворении в воде образуется хлорноватистая кислота HClO. Может быть получена взаимодействием хлора со свежеосаждённой сухой окисью ртути: 2HgO + 2Cl2 = HgCl2 + Cl2 O. В промышленности получают водные растворы окиси хлора хлорированием карбонатов щелочных или щёлочноземельных металлов в воде. Используют окись хлора для производства гипохлорита кальция.
Х. двуокись (диоксид хлора, смешанный ангидрид хлористой кислоты и хлорноватой кислоты ), ClO2 , желтовато-оранжевый газ с неприятным запахом; tпл — 59 °С; tkип 10 °С. Энергичный окислитель (особенно в кислой среде); в концентрированном виде взрывается; на свету постепенно разлагается, выше 50°C разложение сопровождается взрывом. Хорошо растворима в воде, серной и уксусной кислотах, четырёххлористом углероде. При взаимодействии с щелочными растворами образует хлориты и хлораты . Получают ClO2 частичным восстановлением хлоратов SO2 , щавелевой или соляной кислотами; в малых количествах действием хлора на хлорит натрия:
2NaClO2 + Cl2 = 2NaCI + 2ClO2 .
Широко используется в виде водного раствора или в газообразном виде в смеси с воздухом для отбелки и стерилизации целлюлозы, тканей, муки. Взаимодействие ClO2 с водными растворами NaOH в присутствии восстановителя используют для промышленного получения хлоритов.
Х. трёхокись (смешанный ангидрид хлорной кислоты и хлорноватой кислоты), Cl2 O6 , дымящая жидкость тёмно-красного цвета; tnл 3,5 °С; tkип 203°C; при контакте с легкоокисляющимися веществами взрывается. В кристаллическом состоянии имеет строение перхлората хлорила ClO+2 ClO4- . Энергично реагирует с водой. Может быть получена окислением двуокиси хлора озоном или взаимодействием хлоратов с фтором: 2KClO3 + F2 = 2KF + Cl2 O6 . Cl2 O6 всегда присутствует в продуктах термического разложения хлорной кислоты. Практического применения не находит.
Хлорный ангидрид, Cl2 O7 , бесцветная жидкость; tnл — 93 °С; tkип 83°C; при хранении медленно разлагается и окрашивается продуктами распада – низшими окислами хлора. Cl2 O7 , особенно загрязнённый продуктами распада, самопроизвольно взрывается. При комнатной температуре растворяется в четырёххлористом углероде. С водой реагирует с образованием хлорной кислоты. При контакте с йодом взрывается. Cl2 O7 может быть получен обезвоживанием хлорной кислоты фосфорным ангидридом или олеумом, а также при низкотемпературном электролизе концентрированной хлорной кислоты на платиновом аноде. Практического применения не имеет.
Cl2 O8 – промежуточный продукт при электролизе хлорной кислоты и её солей. В индивидуальном состоянии не выделен. Помимо перечисленных кислородных соединений хлора в литературе упоминается Cl2 O4 , отвечающее структуре перхлорита хлора ClOClO3 ; может быть получено взаимодействием фторсульфоната хлора и CsClO4 .
Лит. см. при ст. Хлор .
Л. М. Якименко.
Хлоралгидрат
Хлоралгидра'т, лекарственный препарат; см. в ст. Хлоральгидрат .
Хлораль
Хлора'ль, трихлоруксусный альдегид, CCl3 CHO, бесцветная жидкость с резким запахом, tkип 97,75 °С. Х. энергично взаимодействует с водой, спиртом, аммиаком, образуя хорошо кристаллизующиеся продукты (см. Хлоральгидрат ). Получают хлорированием этилового спирта; используют в производстве инсектицидов , например хлорофоса, 4,4'-дихлордифенил-трихлорэтана (т. н. ДДТ), гербицидов , трихлоруксусной кислоты, хлороформа.
Хлоральгидрат
Хлоральгидра'т, 2,2,2-трихлорэтандиол-1,1,ССl3 CH(OH)2 , бесцветные кристаллы, растворимые в воде, спирте и эфире, tnл 53 °С. Получают Х. взаимодействием хлораля с водой. Х. – лекарственный препарат из группы снотворных средств . Обладает также успокаивающим, аналгезирующим и противосудорожным действием. Применяют внутрь (в порошках и таблетках) и в клизмах преимущественно при нарушениях сна, психическом возбуждении, эпилепсии; входит в состав зубных капель «Дента».
Хлораминометрия
Хлораминоме'трия, титриметрический метод определения восстановителей; основан на применении титрованных растворов хлораминов — хлорамина Т или хлорамина Б. Реагенты проявляют окислительные свойства только в присутствии галогенид-ионов. Конечную точку титрования устанавливают визуально с помощью различных индикаторов, потенциометрически или амперометрически с платиновым вращающимся микроэлектродом. Х. используется для определения, напр As (III), Sb (III), Hg (I), Fe (II), I- , азотсодержащих (нитриты), серусодержащих (сероводород и его производные, сульфиты) соединений, альдегидов, кетонов и др. неорганических и органических соединений.
Лит.: Берка А., Вултерин Я., Зыка Я., Новые ред-окс-методы в аналитической химии, М., 1968, с. 61—84.
Хлорамины
Хлорами'ны, хлорпроизводные аммиака (неорганические Х.) и аминов (органические Х.), в молекулах которых атом хлора связан с азотом. О неорганические Х. см. ст. Хлориды азота .
Органические Х.– жидкости или твёрдые вещества, обладающие резким запахом; раздражают верхние дыхательные пути. Например, N-xлордиметиламин (CH3 )2NCl кипит при 46 °С, N, N-дихлорметиламин CH3 KCl2 – при 58—60 °С, N,N-дихлорэтиламин C2 H5 NCl2 и N-xлордиэтиламин (C2 H5 )2NCl – при 91 °С;
гексахлормеламин – желтоватые кристаллы, tnл 149 °С. Водой (в т. ч. влагой воздуха) Х. разлагаются с образованием амина и хлорноватистой кислоты HOCl; растворы Х. в органических растворителях довольно устойчивы. Получают Х. действием хлора или хлорноватистой кислоты на амины и их соли.
Очень часто название «хлорамины» применяют для обозначения N-xлорпроизводных амидов органических и неорганических кислот. Большое практическое применение нашли хлор– и дихлорамиды ароматических сульфокислот, например т. н. хлорамин Б C6 H5 SO2 NNaCI×3H2 O (натриевая соль N-xлорамида бензолсульфокислоты), хлорамин Т (CH3 )C6 H4 SO2 NNaCI×3H2 O (натриевая соль N-xлорамида n-толуолсульфокислоты) – бесцветные кристаллы, tпл 180—185°C и 175—180°C соответственно, хорошо растворимы в воде и спирте; дихлорамин Б (N, N-дихлорбензол-сульфамид) и дихлорамин Т (N,N-дихлор-n-толуолсульфамид) – кристаллы с запахом хлора, tпл 69—72 °С и 80—83 °C соответственно, нерастворимы в воде, растворяются в органических растворителях (обычно используют дихлорэтан).
Х, обладают окислительным и хлорирующим действием, благодаря чему их используют в аналитической химии (см. Хлораминометрия ), технике, например в текстильной промышленности для отбеливания тканей, для дегазации некоторых отравляющих веществ (см. Дегазирующие вещества ). В медицине Х. применяют в качестве антисептических средств (главным образом хлорамин Б, содержащий 25—29% активного хлора и оказывающий также дезодорирующее и сперматоцидное действие). Для дезинфекции рук используют 0,25—0,5%-ные растворы хлорамина Б, а для обеззараживания предметов ухода и выделений больных при кишечных и капельных инфекциях – 1—5%-ные растворы, а также хлорамин Т, дихлорамин. Х. применяют для хлорирования воды (таблетки «пантоцид»), лечения инфицированных ран, дезинфекции рук, неметаллического инструментария.
