Kemija

Kemija

Pokrovitelji

FKKT



Gledališče
KLOR - raziskovalna naloga!
Nedelja, 11 Junij 2006 23:58
Raziskovalna naloga KLORUvod, Namen, Teoretični del, Predstavitev skupine halogenov, Odkritje in zgodovina klora, Zgradba atoma in molekule klora ter njegove lastnosti, Zgradba jedra, Zgradba elektronske ovojnice, Zgradba molekule, Lastnosti, Nahajališče, Pridobivanje klora, Industrijsko pridobivanje in še mnogo več... skratka vse kar rabite vedeti o KLORU... + FILM
SKP Se zahvaljuje avtorjem za poslano razsikovalno nalogo.

Raziskovalna naloga  o Kloru

Velikost filma: 7.526 Mb  (Počakajte, da se gumb PLAY temno obarva , kar pomeni, da se je posnetek naložil)

Povzetek / Abstract

1 Uvod
 Namen
2 Teoretični del
2.1 Predstavitev skupine halogenov
2.2 Odkritje in zgodovina klora
2.3 Zgradba atoma in molekule klora ter njegove lastnosti
2.3.1 Zgradba atoma
2.3.1.1 Zgradba jedra
2.3.1.2 Zgradba elektronske ovojnice
2.3.1.3 Zgradba molekule
2.3.2 Lastnosti
2.4 Nahajališče
2.5 Pridobivanje klora
2.5.1 Industrijsko pridobivanje
2.5.1.1 Elektroliza raztopine natrijevega klorida ali klor-alkalijska elektroliza
2.5.1.2 Elektroliza taline klorida
2.5.1.2 Oksidacija vodikovega klorida
2.5.2 Laboratorijsko pridobivanje
2.6 Uporaba
2.7 Varnost pri delu
3 Eksperimentalni del
3.1 Skrb za varno delo
3.2 Reakcije
3.1.1 Reakcija klora s kalijevim permanganatom
3.1.2 Gorenje sveče v kloru
3.1.3 Samovžig terpentina v kloru
3.1.4 Razbarvanje fuksina v kloru
3.1.5 Gorenje vodika v kloru
3.1.6 Reakcija antimona s klorom
3.1.7 Izpodrivanje broma iz spojine
3.1.8 Izpodrivanje joda iz spojine
3.1.9 Dokaz kloridnih ionov v klorovici
4 Razprava in zaključek
5 Viri in literatura

 

POVZETEK 

Klor je rumenozelen plin, ki se nahaja v 3. periodi VII. skupine periodnega sistema elementov. Odkrit je bil že leta 1774, šele leta 1810 pa je bil priznan kot samostojen element. Je strupen in zelo reaktiven element,  v stiku z določenimi snovmi tudi eksploziven. Zaradi njegove nevarnosti je uporaba tega plina omejena tako v šolah kot tudi v industriji, kjer se z njim ukvarjajo večinoma sanitarni tehniki. V vsakodnevnem življenju se z njim srečujemo v čistilih, PVC vrečkah, papirju, pitni vodi, nahaja pa se tudi v vodi plavalnih bazenov. Njegova vsebnost v vodi je zmanjšala število obolelih za kolero, hkrati  pa je postala vprašljiva zaradi novih spojin, ki nastajajo v stiku klora z vodo. Klor je tudi sestavina pesticidov (DDT, ), vsebujejo ga CFC-ji in je tako zelo nevaren za okolje. Ker je klor zdravju škodljiva kemikalija, se v šoli se poskusov z njim ne dela. Zato smo izdelali film, na katerem so predstavljene glavne značilnosti klora in njegove reakcije. S tem bodo lahko klor spoznali malo bolje tudi ostali dijaki.

 

ABSTRACT

Chlorine is yellow-greenish gas, situated in the 3.period of the VII. Group of periodic system of elements. It was already discovered in 1774, but it was not accepted as an element until 1810. It is toxic and very reactive element, in contact with some specific chemicals also explosive. The usage of this element is limited in schools and also in industry, because of its danger. In industry it's only handled by sanitation specialists. We come across the chlorine in everyday life - It can be found in cleaning agents, PVC-sacks, in paper, drinkable water and of course in water of swimming pools. After adding chlorine to water, the number of cholera sufferers has decreased. On the other hand it brings doubts about the quality of this water, because chlorine reacts with water and that leads to new products. Chlorine is also part of pesticides (DDT) and CFC-s, so it is very dangerous for the environment. Because of bad health effects of chlorine, it is not used in school labs. That's the reason why we made a film, in which the main characteristic of chlorine and reactions with it are introduced. As a result, allso other students' knowledge about chlorine would widen.

 

1 UVOD

Nastanek sveta sega 15 milijard let nazaj, če t.i. teorija vélikega poka drži. Po tej teoriji se je vesolje po velikem poku hitro razširilo. Že tri minute po eksploziji se je večina energije spremenila v materijo. Približno 25 % njene mase so predstavljala helijeva jedra, ostalo pa so bili povečini protoni oziroma vodikova jedra. Potem se je vesolje samo širilo, pri čemer se je materija ohlajala. Šele čez pol milijona let, se je toliko ohladilo, da so se elektroni vezali z jedri in so tako nastali atomi. Kasneje so iz vodika in helija nastale prve galaksije, v katerih so po eksploziji oziroma zgorevanju zvezd nastali tudi elementi, težji od helija, med njimi tudi klor.(4)

 

Verjetno vsakdo pozna značilen vonj, ki ga imajo plavalni bazeni. To je zaradi raztopljenega klora v vodi, s katerim razkužujemo vodo oziroma zatremo bakterije in druge glivice, ki škodujejo našemu zdravju. Klor je strupen plin rumeno-zeleno barve in je težji od zraka. Najbolj znano klorovo belilno sredstvo (v gospodinjstvih in industriji) je varikina, ki vsebuje natrijev klorat (I) NaClO. Kljub razširjenosti klora v naravnih in umetnih spojinah pa so nekateri okoljevarstveniki prepričani, da je kemija klora tako škodljiva, da bi morali prepovedati uporabo vseh klorovih spojin. Med njimi so posebej znane:

  • PVC (polivinilklorid)
  • CFC-ji

To so organske spojine, ki vsebujejo klorove in fluorove atome. Do nedavnega so se uporabljali v pršilih in hladilnih tekočinah. Proizvodnja in uporaba CFC-jev se je že močno zmanjšala, kajti spojine razgrajujejo ozonsko plast. Pod vplivom UV sevanja se iz CFC-jev sprosti tudi klor, ki ostane v zraku. Ta povzroči razpad ozona v kisik in klorov oksid. Molekula ozona je tako uničena. Ker je klorov oksid nestabilen, takoj razpade na kisik in klor ter napade nove molekule ozona. En sam klorov atom omogoča 10.000 kratno ponovitev te verižne reakcije. Posledica teh reakcij je tanjšanje ozonske plasti.

  • dioksini

Zdravju zelo škodljivi dioksini nastajajo pri sežigu snovi, ki vsebujejo klorove spojine.

Namen

Raziskovalne naloge o kloru smo se lotili z namenom, da bi o tem rumeno-zelenem plinu kaj več spoznali.  Gre namreč za izredno nevaren plin, ki ga veliko uporabljamo v organski industriji, v šoli, medicini, nepogrešljiv pa je tudi v domači rabi, saj je sestavina številnih čistil.

Omembe vredna pa je tudi njegova »učinkovitost« v času prve svetovne vojne, ko so ga izkoristili kot smrtno orožje zaradi katerega je umrlo več tisoč ljudi.

Zaradi reaktivnosti in strupenosti ga v šoli ne uporabljamo veliko, kljub vsemu pa smo pod strogim nadzorom naše mentorice in laborantke izvedli z njim nekaj reakcij.

Namen naše raziskovalne naloge je, da bi zmanjšali uporabo klora v šoli. S tem bi se dijaki izognili škodljivemu vplivu tega plina na zdravje in hkrati imeli možnost videti postopek razvijanja klora v laboratoriju ter spoznati nekaj temeljnih poskusov z njim.

 

 

2 TEORETIČNI DEL

 

2.1 PREDSTAVITEV SKUPINE HALOGENOV

Halogeni so elementi VII. skupine periodnega sistema elementov.

 

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

1

H

 

 

 

 

 

 

He

2

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

3

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

4

K

Ca

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

5

Rb

Sr

In

Sn

Sb

Te

J

Xe

6

Cs

Ba

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

7

Fr

Ra

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                                              

 (2) Skupina je dobila ime po lastnostih teh elementov, ki zlahka dajejo s kovinami soli

 

Ime

Simbol

Vrstno število

Atomska masa

Gostota  (g/ml)

Tališče 

(° C)

Vrelišče 

(° C)

Elektronska konfiguracija

Polmer atoma

(10-10m)

fluor

F

9

18,9984

1,11

- 219,6

- 188,2

2,7

0,71

klor

Cl

17

35,453

1,56

- 101,0

- 34,7

2,8,7

0,99

brom

Br

35

79,909

3,12

- 7,2

+ 58,8

2,8,18,7

1,14

jod

I2

53

126,9044

4,94

+113,7

+ 184,5

2,8,18,18,7

1,33

astat*

At

85

210

-

302

~ + 370

2,8,18,32,18,7

-

* radioaktiven element, v nadaljevanju ga ne obravnavamo  (9)

  

Skupne lastnosti elementov VII. skupine:

  • So strupeni in imajo neprijeten vonj.
  • So nekovine.
  • S kovinami tvorijo soli.
  • Tvorijo dvoatomne molekule (npr. Cl2, Br2, I2).

 

klor1


klor2

 

 

 

 

 

 

 

  • V naravi jih najdemo le v spojinah.
  • Tvorijo spojine s podobnimi formulami (npr. NaCl, NaBr, NaI).
  • Vsi tvorijo spojine z vodikom (npr. HCl, HBr, HI), te spojine so plini, dobro topni v vodi.
  • Pri normalnih pogojih sta fluor in klor plina, brom tekočina, jod pa trdna snov.
  • Z naraščanjem vrstnega števila raste tudi intenziteta barve. Tako je v plinastem stanju fluor svetlo rumen, klor rumeno zelen, brom rdeče rjav in jod vijoličen.
  • Reaktivnost halogenih elementov pada po skupini navzdol.
  • Ioni imajo naboj 1- (F-, Cl-, Br-, I-).
  • Njihova ionizacijska energija po skupini navzdol pada:

 klor3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kratek opis nekaterih halogenov:

Fluor in fluorove uporabne spojine pridobivajo iz fluorita CaF2. Je sestavina kosti in zob. Elementarno je svetlo rumen plin. Od spojin je najbolj znan vodikov fluorid HF, ki ima pri normalnih pogojih oster vonj. Z raztapljanjem v vodi dobimo fluorovodikovo kislino, ki raztaplja steklo. V novejšem času pridobivajo veliko fluorovih plastičnih mas (PTFE-politetrafluoroetilen).

Brom je pri normalnih pogojih rdeče-rjava tekočina, ki ima zelo neprijeten vonj. Nekatere spojine uporabljajo kot pomirjevala in uspavala (halotan) . Srebrov bromid AgBr uporabljajo v fotografiji, ker je neobstojen na svetlobi.

Jod je trdna siva snov, ki ima sijaj. Pri segrevanju prehaja direktno iz trdne v plinasto obliko - pravimo, da sublimira. Pri tem opazimo vijolične pare. Jodove spojine so pomembne za pravilno delovanje žleze ščitnice in njegovo pomanjkanje v hrani povzroča golšavost. V obliki jodidov se nahaja v morski vodi, soli za prehrano pa ga je potrebno še dodati (jodiranje soli) (8)

 

Halogeni elementi tvorijo veliko spojin. Mnoge izmed njih uporabljamo pri proizvodnji različnih uporabnih izdelkov. (3)

 

FLUOR

KLOR

   BROM

            JOD

~ fluorid v zobni pasti in pitni vodi

~ teflonske ponve

~nekoč za potisni plini, hladilne tekočine

~narkotiki

~nekoč za potisne pline, hladilne tekočine

~ čiščenje vode

~ belilo

~ PVC

~ topila - za suho čiščenje, razmaščevanje

~razkužila, antiseptiki

~ pesticidi

~narkotiki                            

~ dodatek bencinu

~snovi za gašenje

~narkotiki

~ fotografski filmi

~ antiseptiki

~jodove žarnice

 

klor4 

 

 

 

(5)

2.2 ODKRITJE IN ZGODOVINA KLORA

Zgodovina klora sega v leto 1774, ko je švedski kemik Karl Scheele (1742-1786) preizkusil, kako deluje klorovodikova kislina (HCl) na rjavi manganovec ali piroluzit. Pri tem je nastal rumeno zelen plin, katerega vonj je spominjal na vonj zlatotopke. Scheele ni niti slutil, da je odkril nov element, temveč je bil prepričan, da je novo nastali plin spojina klorovodikove kisline in kisika.

Da gre za nov kemijski element je ugotovil šele angleški kemik Humphry Davy; znan po tem, da je odkril kar nekaj elementov, in ga po njegovi barvi imenoval klor (iz gr. chloros = rumeno zelen). (4)

klor5Klor je izredno nevaren halogen, saj že v zelo majhnih koncentracijah draži sluznico, pri koncentraciji 1000 ppm pa lahko že po nekaj globokih vdihih povzroči hude okvare dihal in takoj zatem smrt. Zaradi svoje nevarnosti je bil v času prve svetovne vojne uporabljen kot bojni plin. Nemci so ga uporabili v boju proti Francozem v Ypernu, 22. aprila 1915. Uporabili so 180 ton klora. Nastali oblak je veter razpihal čez 6 km dolgo območje in pobil 5000 ter ranil 1500 vojakov. Kasneje pa so začeli uporabljati učinkovitejši iperit, ki je tudi klorova spojina, diklorodietil sulfid, (C2H4Cl2)2S.

V času prve svetovne vojne pa so na soški fronti uporabljali fosgen, karbonilov diklorid, COCl2. Fosfogen spada med bojne strupe dušljivce in dolgotrajno škoduje dihalom.

Humphry Davy      (6)

Ena največjih nesreč s klorom pa se je zgodila v  Montani, v Združenih državah Amerike, kjer so 11. aprila 1996 iztirili štirje vagoni, ki so prevažali klor. Izlilo se je približno 60 ton klora, najmanj en človek je umrl, okrog 1000 ljudi pa je bilo poškodovanih. Nesreča je močno vplivala tudi na tamkajšnje okolje, saj je odmrlo veliko rastlin in živali. (6)

2.3 ZGRADBA ATOMA IN MOLEKULE TER NJEGOVE LASTNOSTI

Klor je eden izmed elementov VII. skupine, ki jih imenujemo halogeni. Nahaja se v 3. periodi. Je nekovina, ki se v naravi nahaja samo v obliki spojin, nekaj prostega klora  najdemo v vulkanskih plinih.

2.3.1 ZGRADBA ATOMA

 

 

 

17

Cl

 

35,453

 

  • - vrstno število: 17
  • - relativna atomska masa: 35,453

2.3.1.1 ZGRADBA JEDRA

  • 17 protonov
  • izotop 35Cl, v naravi ga je 75,5%, ima 18 nevtronov
  • izotop 37Cl, v naravi ga je 24,5%, pa ima 20 nevtronov

ppm = part per million = milijonti del

2.3.1.2 ZGRADBA ELEKTRONSKE OVOJNICE

klor6

 

 

 

 

 

 

  • Njegova elektronska konfiguracija je 2,8,7.
  • Premer atoma znaša 0,99 × 10-10 m, premer aniona pa 1,81 × 10-10 m.
  • Na zunanji lupini ima 7 elektronov, do stabilnega stanja, ki ga imajo le žlahtni plini, u manjka le en elektron, zato je tudi izredno reaktiven

 

2.3.1.3 ZGRADBA MOLEKULE

klor7

 

 

 

 

Cl                                                  Cl

 

  • Je dvoatomna molekula, kjer sta atoma povezana z nepolarno kovalentno vezjo.
  • Standardna vezna entalpija, ki je potrebna za razcep vezi med atomoma znaša 242 kJ/mol

2.3.2 LASTNOSTI 

  • Je strupen plin, rumenozelene barve in zadušljivega vonja.
  • Je 2,5 krat težji od zraka, zato se zadržuje pri tleh.
  • Je zelo dobro topen v vodi, saj se v litru vode raztopi 2,5 litrov klora pri 20°C
  • Tali se pri -101 °C, zavre pa že pri -34,7.
  • Njegova kritična temperatura znaša 144 °C, kritični pritisk pa 78,5 bar.
  • S kovinami tvori soli, ki jih imenujemo kloridi. (npr.NaCl, MgCl2, tu ima njegov ion - kloridni ion - oksidacijsko število 1-) (6)
  • Gostota pri 87 K znaša 1,56 kg/dm3.
  • Je nevnetljiv.

Še nekaj podatkov:

  • Transportirajo ga utekočinjenega v avtomobilskih cisternah in po jeklenih ceveh. Dobavljajo ga v jeklenkah z ventili iz rdeče litine. Na sivi jeklenki je siva črta z mrtvaško glavo. (10)
  • Odkar s klorom prečiščujejo vodo, se je življenjska doba ljudi zelo podaljšala.
  • Človeško telo vsebuje klor, in sicer 1,2 g na kilogram telesne teže. V odraslem človeškem telesu, ki tehta 80 kg, je 96 g klora. (11)
  • Ker klor nastane tudi pri razpadu klorove(V) kisline, je to razlog da se nikoli ne sme dodati koncentrirane žveplove kisline kloratom(V). Pri reakciji nastane klorova(V) kislina, ki takoj razpade v klorov dioksid in ta takoj eksplodira tako močno, da raznese posodo.

 

2.4 NAHAJALIŠČA KLORA

 

Zaradi svoje velike reaktivnosti (najreaktivnejši je fluor, takoj za njim pa klor) se v naravi nahaja v spojinah, nekaj prostega pa ga najdemo le v vulkanskih plinih. V zemeljski skorji (vključno z morjem) ga je približno 0,19 %, in sicer največ v obliki kloridov.

Poleg kuhinjske soli (natrijev klorid NaCl) in silvina (kalijev klorid KCl) je v teh slojih karnalit    (KCl . MgCl2 . 6 H2O) in vrsta drugih dvojnih soli.

Največ klora je v morski vodi, saj vsebuje ena tona morske vode okoli 30 kg soli, od tega je 26 kg natrijevega klorida ali kuhinjske soli. Največje koncentracije soli so v Mrtvem morju, Kaspijskem jezeru in v slanih jezerih. Morska voda ima povprečno:

2,9 % kloridov alkalijskih kovin,

0,3 % magnezijevega klorida,

0,19 % kalcijevega sulfata,

0,18 % magnezijevega sulfata ter približno

0,04 % magnezijevega bromida.

Na obalah teh morij je voda zaradi izparevanja tako nasičena s solmi, da se le-te izločajo iz nje v obliki skorij. O nekdanjih morjih nam pričajo tudi do 1000 metrov debele plasti soli, ki se nahajajo npr. v Stassfurtu v severni Nemčiji. (5)

 

klor9

 

 

 

 

2.5 PRIDOBIVANJE KLORA

2.5.1 INDUSTRIJSKO PRIDOBIVANJE

Dandanes temelji industrijsko pridobivanje klora na naslednjih postopkih:

klor10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5.1.1 Elektroliza raztopine natrijevega klorida ali klor-alkalijska elektroliza

 

Z elektrolizo raztopine natrijevega klorida dobimo poleg klora še vodik in natrijev hidroksid. Na anodi se razvija vlažen klor, ki se čisti in utekočinja. Za izvedbo postopka se uporabljajo elektrolizne celice z živosrebrno katodo.

 

 

Elektroliza:

2 NaCl + 2 H2O -->  Cl2 + 2 NaOH + H2

klor11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5.1.2 Elektroliza taline klorida

Klor dobimo elektrolitsko pri proizvodnji magnezija iz magnezijevega klorida in natrija iz natrijevega klorida. Ta elektroliza poteka v talini.

Elektroliza: MgCl2--> Mg + Cl2

Elektroliza: 2 NaCl ---> 2 Na + Cl2

 

 

klor12

 

 

 

 

 

 

 

2.5.1.3 Oksidacija vodikovega klorida:

Vodikov klorid oksidiramo z zrakom v prisotnosti bakrovega (II) ali železovega (III) klorida (Deaconov postopek).

 4 HCl + O2 --> 2 Cl2 + 2 H2O

 

2.5.2 LABORATORIJSKO PRIDOBIVANJE

Ker dobavlja industrija laboratorijem zadostne količine tekočega klora, so laboratorijski načini pridobivanja izgubili pomen, ki so ga imeli. Pri morebitnem pridobivanju klora v laboratorijih oksidiramo klorovodikovo kislino z oksidanti do elementarnega klora:

 

  • S kalijevim manganatom [VII] (KMnO4)

2 KMnO4 + 16 HCl --> 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O + 5 Cl2

 

  • Z manganovim dioksidom (MnO2)

MnO2 + 4 HCl ž MnCl2 + 2 H2O + Cl2

 

  • S klorovim apnom (CaCl(ClO))

CaCl(ClO) + 2 HCl ž CaCl2 + H2O + Cl2 

 

2.6 UPORABA KLORA

Zaradi relativno nizke cene, predvsem pa zaradi reaktivnosti se ga uporablja v številnih proizvodnih postopkih. Še posebno pomemben je za sintetično organsko industrijo in je med osnovnimi pokazatelji razvoja organske industrije v neki državi. Z nadaljnjim  razvojem  bo njegova uporaba še naraščala.

Največ klora porabijo za: 

  • topila (trikloretilen, perkloretilen in drugi),
  • plastične mase (PVC-polivinil klorid),
  • sintetična vlakna,
  • herbicide,
  • insekticide,
  • beljenje tekstila in papirja,
  • proizvodnjo številnih kemikalij,

sanitarna tehnika ga uporablja za dezinfekcijska sredstva, ...

klor13

 

 

 

 

 

 

 

Ponekod namesto klora uporabljajo natrijev klorat (I) ali »varikino«, pa tudi klorov dioksid, ki ga pridobivajo iz natrijevega klorata kar na mestu uporabe. Ker so klorove odplake izredno škodljive, ga pri beljenju nadomestijo z dražjim vodikom peroksidom oziroma s kisikom in encimi.

Za razkuževanje vode so ga prvič uporabili leta 1910. Od takrat igra pomembno vlogo, čeprav ga je ponekod že zamenjal ozon, ki v vodi ne pušča nikakršnih ostankov. Klor se uporablja tudi za dezinfekcijo vode v plavalnih bazenih.

Z raztapljanjem klora v vodi dobimo raztopino zelenkaste barve z vonjem po kloru, ki jo imenujemo klorovica in je kisla ter močno oksidativna. Klor z vodo delno reagira, pri čemer nastaneta klorovodikova kislina (HCl) in klorova (I) kislina (HClO). Ta se dalje razkraja v klorovodikovo kislino in kisik. Kisik je glavni nosilec belilnega in dezinfekcijskega učinka.

Enačba: Cl2 +  H2O --> HCl + HOCl

      2 HOCl --> O2 + 2 HCl

 

2.7 VARNOST PRI DELU

Sirenski opozorilni znak za klor

klor14 

 

 

 

 

 

Izpostavljenost

Zaščita

Prva pomoč

 

vdihovanje

~ zaščitna maska

~ dobro zaprti in primerno

zračeni prostori

~ svež zrak, počitek

~ ranjenca dati v sedeč položaj

~ po potrebi dovajati kisik

~ poiskati zdravniško pomoč

 

telesni stik

~ zaščitna obleka

~ zaščitne rokavice

~ odstraniti kontaminirane obleke

~ sprati kožo z veliko količino vode

~ poiskati zdravniško pomoč

 

oči

~ zaščitna očala

~ zaščitna maska

~ nekaj minut spirati oči z veliko količino vode

~ odstraniti leče ( če jih nosite)

~ poiskati zdravniško pomoč

zaužitje

 

~nujno poiskati zdravniško pomoč

3 EKSPERIMENTALNI DEL

3.1 SKRB ZA VARNO DELO

Klor uvrščamo med  strupene snovi, zato zahteva eksperimentiranje z njim dobro poznavanje vseh varnostnih navodil.

V literaturi smo za klor našli sledeče simbole, ki opozarjajo na varno in pravilno izvedbo eksperimenta:

klor15

 

 

 

Iz njih razberemo, da je klor strupen in zdravju škodljiv element ter da je močan oksidant.

Proizvajati ga moramo v digestoriju, saj celo zelo majhne količine klora lahko povzročijo okvare pljuč. Pri delu uporabljamo zaščitna očala.

Prebitni klor odstranimo tako, da ga uvajamo v nasičeno raztopino natrijevega  tiosulfata, raztopino pa nato lahko izlijemo v odtok.

Za klor veljajo tudi sledeči R- in S-stavki:

 

R 23                Strupeno pri vdihavanju.

R 36/37/38      Draži oči, dihala, kožo.

S 1/2               Hraniti zaklenjeno in zunaj dosega otrok

S 7/9               Hraniti v tesno zaprti posodi na dobro prezračevanem mestu.

S 45                Ob nezgodi ali slabem počutju takoj poiskati zdravniško pomoč. Po

                        možnosti pokazati etiketo in embalažo.

Varnostna navodila smo upoštevali tako pri pridobivanju klora kot tudi pri ostalih poskusih z njim. (13)

 

3.2 REAKCIJE

 

V laboratorijih pridobivamo klor na različne načine. Tako smo v laboratoriju Gimnazije Nova Gorica v digestoriju izvedli nekaj primerov pridobivanja klora in nekatere značilne reakcije, ob katerih smo spoznali nekaj njegovih lastnosti.

Ker je klor strupen in nasploh nevaren plin, smo pred eksperimentiranjem posebno podrobno proučili varnostna navodila za delo z le-tem.

 

3.2.1 REAKCIJA KLORA S KALIJEVIM PERMANGANATOM

Pripomočki:

  • Steklena bučka
  • Dodajalni lij
  • Steklene cevke za povezavo
  • Merilni valj

 klor16

 

 

 

 

 

 

 

Kemikalije:

  • KMnO4
  • Koncentrirana HCl

Postopek:

V stekleno bučko s kalijevim manganatom (VII) dodajamo po kapljicah koncentrirano klorovodikovo kislino (HCl). Pri reakciji nastaja klor, ki ga prepoznamo po zeleni barvi.

Reakcija: 2 KMnO4(s) + 16 HCl(aq) ---> 2 KCl(aq) + 2 MnCl2(aq) + 8 H2O(l) + 5 Cl2(g)

 

3.2.2. GORENJE SVEČE V KLORU

Pripomočki:

  • Stekleni valj
  • Kovinska žička
  • Sveča

Kemikalije:

  • Klor (Cl2)

Postopek:

Ker je klor močan oksidant, sveča v njem ravno tako gori in pri tem nastanejo vodikov klorid in saje.

 

klor17

klor18

 

 

 

 

  

 

3.2.3. SAMOVŽIG TERPENTINA V KLORU

Pripomočki:

  • Stekleni valj
  • Kovinska žička
  • Filtrirni papir

Kemikalije:

  • Terpentinovo olje
  • Klor (Cl2)
Postopek:
Terpentin je destilat smole iglavcev, v katerem prevladuje bicikličen  pinen (C10H16). Zaradi vpliva klora se terpentin eksotermno spaja s klorom, pri tem pa opazimo dim.

 

3.2.4. RAZBARVANJE FUKSINA V KLORU

Potrebščine:

  • Pinceta

  • Merilni valj

  • Filtrirni papir

Kemikalije:

  • Vodna raztopina fuksina (C20H20ClN3)
  • Klor

Postopek:

Zaradi belilnih lastnosti klora, se fuksin razbarva. Filtrirni papir prepojen s fuksinom smo potopili v merilni valj s klorom. Razbarval pa se je le na mestu kjer je bil filtrirni papir navlažen.

 

klor19

 

 

 

 

 

 

  
  
  

3.2.5. GORENJE VODIKA V KLORU

Potrebščine:

  • pokončni valj
  • ukrivljena steklena cev z izvlečeno konico
  • gumijasta cev
  • Kippov aparat

 

Kemikalije:

  • HCl, Zn
  • Klor
  • Raztopina metiloranža

 klor20

 

 

 

 

 

 

 

 

Postopek:

Pokončni valj napolnimo s klorom. Z vodikom (pridobljenim s Kippovim aparatom) napolnimo 3 epruvete pod vodo. Ker vodik tvori s kisikom eksplozivno mešanico moramo pred prižigom zagotoviti, da je plin, ki ga bomo prižgali samo vodik. To storimo tako, da plin v 3. epruveti prižgemo. Če gori mirno, lahko prižgemo vodik iz Kippovega aparata. Goreč vodik smo dali v valj s klorom in opazovali nadaljevanje gorenja. Nastali plin, ki z vodo tvori klorovodikovo kislino smo dokazali z metiloranžom.

 

Rakcija: H2 (g) + Cl2 (g)--> 2 HCl (g)

klor21

 

 

 

 

 

  

    

3.2.6. REAKCIJA ANTIMONA S KLOROM

Potrebščine:

  • Merilni valj

Kemikalije:

  • Antimon v prahu
  • Klor

Postopek:

Antimon smo dajali v merilni valj s klorom. Zaradi močne oksidativnosti klora se je antimon vnel.

Reakcija: 2 Sb + 3 Cl2 -->2 SbCl3

klor22

 

 

 

 

 

 

 

 

 3.2.7. IZPODRIVANJE BROMA IZ SPOJINE

Potrebščine:

  • Epruveta

Kemikalije:

  • Raztopina KBr
  • Klor
  • CCl4

Postopek:

V epruveto z raztopino KBr smo uvajali klor, le ta je izpodrinil brom iz raztopine. Nato smo v epruveto dodali CCl4 in opazili rdečerjavkasto obarvanje, kar pomeni da se je v CCl4 raztopil brom.

Reakcija: 2 KBr + Cl2 --> 2 KCl + Br2

klor23

 

 

 

 

 

 

  

3.2.8. IZPODRIVANJE JODA IZ SPOJINE

Potrebščine:

  • Epruveta

Kemikalije:

  • Raztopina KI
  • Klor
  • CCl4

Postopek:

V epruveto z raztopino KI smo uvajali klor, le ta je izpodrinil jod iz raztopine. . Nato smo v epruveto dodali CCl4 in opazili vijolično obarvanje, kar pomeni da se je v CCl4 raztopil jod.

Reakcija: 2 KI + Cl2 --> 2 KCl + I2

klor24

 

 

 

 

 

 

    

3.2.9. DOKAZ KLORIDNIH IONOV V KLOROVICI

Potrebščine:

  • Epruveta

Kemikalije:

  • Raztopina AgCl
  • Klor
  • Voda

Postopek:

V epruveto z vodo smo dodajali plinasti klor, ki se je v vodi delno raztopil in disociral. Klorove ione smo nato dokazali z raztopino srebrovega nitrata (V). Izločila se je namreč bela oborina srebrovega klorida.

Reakciji: Cl 0 + H2O --> HCl + HClO

Cl- + AgNO3 ---> AgCl + NO3-

 

4 RAZPRAVA IN ZAKLJUČEK

Pri laboratorijskem delu  smo se soočili z nevarnim klorom. Zato smo se predhodno poučili o pravilnem ravnanju s tem plinom. Varnost je seveda v laboratoriju na prvem mestu, zato smo poskrbeli za zaščitno haljo, gumijaste rokavice, zaščitna očala, spete dolge lase...

Poleg tega, da je klor nevarna kemikalija, pa ima tudi veliko zanimivih lastnosti, ki smo jih ob ustvarjanju te raziskovalne naloge tudi spoznali.

Poskusi, ki smo jih izvajali so potekali brez težav, rezultati poskusov pa so bili pričakovani.

Namen naše naloge je bil predvsem posneti film, ki bi mnogim radovednim dijakom približal laboratorijsko delo s klorom, ki se ga v šoli zaradi varnosti izogibamo.

 

5 VIRI IN LITERATURA

  • 1. Brenčič J., Lazarini F. (1997). Splošna in anorganska kemija za gimnazije, strokovne in tehniške šole. Ljubljana: DZS
  • 2. Bukovec N., Brenčič J. (2002). Kemija za gimnazije 1. Ljubljana: DZS
  • 3. Dobovišek K. (1961). Sprehod po kemiji. Ljubljana: DZS
  • 4. Haavisto A., Hella A., Hurmola O., Tuomi V. (1996). Čudežni svet elementov. Ljubljana: DZS
  • 5. Holman J. (1998). Svet snovi. Maribor: MA- TISK
  • 6. internet:
  • http://www.projekti.svarog.org/periodni_sistem/elementov
  • http://www.biochen.ultraevil.com/chem 
  • 7. Kornhauser A. (1995). Kemija 1. Ljubljana: DZS
  • 8. Pretnar T. (1971). Anorganska kemija za 7. razred osnovne šole. Maribor: Založba Obzorja
  • 9. Pretnar T. (1974). Anorganska kemija 1. Ljubljana: DZS
  • 10. Schröter W. et. al.(1993). Kemija - Splošni priročnik. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije
  • 11. The World Book Encyclopedia of Science. (1992). Chemistry Today. Chicago: World Book, Inc.
  • 12. Wertheim J. (1994). Kemija - slikovni pojmovnik. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije
  • 13. W. Asselborn, R.Demuth: Šolski kemijski poskusi

 

Raziskovalna naloga:  KLOR

Kostja Makarovič, Lara Lozar, Nina Vižin, Tina Lozar                                                       Gimnazija Nova Gorica