Как сделать жидкий хлор
Хлор получение
Хлор получение на производстве
Первое, на что обращаешь внимание, попав на хлорный завод, это многочисленные линии электропередачи. Хлорное производство потребляет много электроэнергии — она нужна для того, чтобы разложить природные соединения хлора.
Естественно, что основное хлорное сырье — это каменная соль. Если хлорный завод расположен вблизи реки, то соль завозят не по железной дороге, а на баржах — так экономичнее. Соль — продукт недорогой, а расходуется ее много: чтобы получить тонну хлора, нужно примерно 1,7— 1,8 т соли.
Соль поступает на склады. Здесь хранятся трех — шестимесячные запасы сырья — хлорное производство, как правило, многотоннажное.
Соль измельчают и растворяют в теплой воде. Этот рассол по трубопроводу перекачивается в цех очистки, где в огромных, высотой с трехэтажный дом баках рассол очищают от примесей солей кальция и магния и осветляют (дают ему отстояться). Чистый концентрированный раствор хлористого натрия перекачивается в основной цех хлорного производства — в цех электролиза.
Аноды сделаны из графита, потому что любой металл (кроме платины и ее аналогов), отбирая у ионов хлора лишние электроны, быстро корродирует и разрушается.
Существуют два типа технологического оформления производства хлора: диафрагменный и ртутный. В первом случае катодом служит перфорированный железный лист, а катодное и анодное пространства электролизера разделены асбестовой диафрагмой.
На железном катоде происходит разряд ионов водорода и образуется водный раствор едкого натра. Если в качестве катода применяют ртуть, то на нем разряжаются ионы натрия и образуется амальгама натрия, которая потом разлагается водой. Получаются водород и едкий натр. В этом случае разделительная диафрагма не нужна, а щелочь получается более чистой и концентрированной, чем в диафрагменных электролизерах.
Производство хлора
Это одновременно производство едкого натра и водорода.
Водород отводят по металлическим, а хлор по стеклянным или керамическим трубам. Свежеприготовленный хлор насыщен парами воды и потому особенно агрессивен. В дальнейшем его сначала охлаждают холодной водой в высоких башнях, выложенных изнутри керамическими плитками и наполненных керамической насадкой (так называемыми кольцами Рашига), а затем сушат концентрированной серной кислотой. Это единственный осушитель хлора и одна из немногих жидкостей, с которыми хлор не взаимодействует.
Сухой хлор уже не так агрессивен, он не разрушает, например, стальную аппаратуру. Транспортируют хлор обычно в жидком состоянии в железнодорожных цистернах или баллонах под давлением до 10 атм.
России производство хлора было впервые организовано еще в 1880 г. на Бондюжском заводе. Хлор получали тогда в принципе тем же способом, каким в свое время получил его Шееле — при взаимодействии соляной кислоты с пиролюзитом. Весь производимый хлор расходовался на получение хлорной извести. В 1900 г. на заводе «Донсода» впервые в России был введен в эксплуатацию цех электролитического производства хлора. Мощность этого цеха была всего 6 тыс. т в год. В 1917 г. все хлорные заводы России выпускали лишь 12 тыс. т хлора.
Что же такое хлор, можно дать минимум десяток ответов. Во-первых, это галоген; во-вторых, один из самых сильных окислителей; в-третьих, чрезвычайно ядовитый газ; в-четвертых, важнейший продукт основной химической промышленности; в-пятых, сырье для производства пластмасс и ядохимикатов, каучука и искусственного волокна, красителей и медикаментов; в-шестых, вещество, с помощью которого получают титан и кремний, глицерин и фторопласт; в-седьмых, средство для очистки питьевой воды и отбеливания тканей…
Это перечисление можно было бы продолжить. При обычных условиях элементный хлор — довольно тяжелый желто-зеленый газ с резким характерным запахом. Атомный вес хлора 35,453, а молекулярный —70,906, потому что молекула хлора двухатомна. Один литр газообразного хлора при нормальных условиях (температура 0° С и давление 760 мм ртутного столба) весит 3,214 г. При охлаждении до температуры —34,05° С хлор конденсируется в желтую жидкость (плотностью 1,56 г/см3), а при температуре — 101,6° С затвердевает. При повышенном давлении хлор можно превратить в жидкость и при более высоких температурах вплоть до +144° С. Хлор хорошо растворяется в дихлорэтане и некоторых других хлорсодержащих органических растворителях.
По электропроводности жидкий хлор занимает место среди самых сильных изоляторов: он проводит ток почти в миллиард раз хуже, чем дистиллированная вода, и в 1022 раз хуже серебра.
Скорость звука в хлоре примерно в- полтора раза меньше, чем в воздухе.
Изотопы хлора
Сейчас известны десять изотопов этого элемента, но в природе встречаются только два — хлор-35 и хлор-37. Первого примерно в три раза больше, чем второго.
Остальные восемь изотопов получены искусственно. Самый короткоживущий из них — 32Сl имеет период полураспада 0,306 секунды, а самый долгоживущий —36Сl — 310 тыс. лет.
Вы читаете, статья на тему хлор получение
Как правильно развести хлорку для дезинфекции
Хлорная известь — порошок белого цвета с резким специфическим запахом (смесь гипохлорита, хлорида и гидроксида кальция), содержащий до 25% хлора. Агрессивна к материалам поверхностей, вызывает коррозию.
Хлорка для дезинфекции
Хлорная известь широко применяется для дезинфекции, так как активно уничтожает грамположительные и грамотрицательные бактерии (в том числе микобактерии туберкулёза), грибки (кандида и др.), вирусы (все виды ОРВИ, герпес, гепатиты А, В, С, ВИЧ, коронавирусы).
Сухим порошком хлорки дезинфицируют выгребные ямы, биологические жидкости и выделения больных (кровь, моча, рвотные массы, гной и др.).
Растворами хлорной извести различной концентрации обеззараживают поверхности в помещениях, транспорте, общественных местах (рынки, подъезды, игровые площадки и др.). Их используют для обработки инструментов и отбеливания посуды, очищения известкового налёта, стирки белья, дезинфекции детских игрушек, мебели, сантехники.
Как приготовить рабочий раствор хлорки
Сначала нужно развести основной, маточный 10%-ный раствор:
Из этого маточного раствора готовятся рабочие растворы нужной концентрации для дезинфекции различных поверхностей.
Для обеззараживания сантехники используется 5%, посуды – 0, 05-1%, пола и стен – 0,5-1%, рук – 0,25% растворы.
Во всех случаях растворы приготавливаются согласно приложенной инструкции.
Работу выполняет специально обученный персонал в индивидуальных средствах защиты (халат, перчатки, очки, респиратор).
Хлорсодержащие препараты относятся ко 2 классу опасности, поэтому обработку поверхностей следует проводить в отсутствии людей. После выдержки времени экспозиции (5-30 минут) необходимо хорошо промыть поверхность чистой водой и протереть сухой ветошью. Затем нужно проветрить помещение. Обычно запах хлорки полностью выветривается через час.
Другие хлорсодержащие дезинфектанты
Кроме хлорной извести для дезинфекции используется такой препарат как хлорамин (белый порошок с 28% активного хлора), имеющий менее интенсивный запах и слабую коррозию материалов.
Препараты на основе гипохлорита натрия («Доместос», «Белизна») оказывают своё дезинфицирующее действие за счет мощного окислительного эффекта активного кислорода, который выделяется при распаде хлорноватистой кислоты.
«Септолит ДХЦ»
Для дезинфекции поверхностей удобно использовать растворимые в воде таблетки, содержащие активный хлор. Таким средством является «Септолит ДХЦ», который выпускается российской компанией Сателлит.
Эти небольшие таблетки весом 3,3 г расфасованы по 300 шт. в пластиковые банки (вес 1 кг) с плотно завинчивающейся крышкой, исключающей намокание и повреждение. Препарат снабжён подробной инструкцией и всеми документами, необходимыми при проверке Роспотребнадзора.
Для приготовления рабочего раствора в пластиковую ёмкость с водой добавляют нужное количество таблеток. Быстро растворяясь, они выделяют активные хлор и кислород, которые губительно действуют на все патогенные микроорганизмы и споры.
Например, для дезинфекции санузла необходим 0,096% раствор с экспозицией 30 минут. Используя приложенную инструкцию, к 5 л воды добавим 3 таблетки средства, подождём до полного их растворения и получим нужный рабочий раствор. Его можно хранить в закрытой ёмкости до 7 дней.
Этот дезинфектант применяется для обработки поверхностей, инструментов, сантехники, посуды, уборочного инвентаря, биологических жидкостей в ЛПУ, парикмахерских, косметических салонах, лабораториях, детских учреждениях, в инфекционных очагах и на других объектах.
Как сделать жидкий хлор
Итак, мы попробовали получить гидрат хлора. Через ледяную воду (с кристаллами льда) пропустили хлор. Постепенно вода в стакане приобрела желтовато-зеленый оттенок, начала образовываться пена (надо взбалтывать), потом вода превратилась в своеобразную кашицу.
Опыт проводили на открытом воздухе (температура минус 20°С), поэтому снять ролик не удалось: на второй минуте эксперимента от холода отключился фотоаппарат.
Чтобы отделить кашицу гидрата хлора от воды, взвесь налили в 20 мл шприц с ватой в носике и, вставив поршень, выдавили воду. Получились желтые кристаллы, чувствуется запах хлора. Оказалось, что набить изогнутую трубку полученным клатратом крайне трудно.
Мы попробовали провести эксперимент с небольшой трубочкой, затрамбовали в нее гидрат хлора деревянной палочкой и запаяли трубку. К сожалению, свободный конец трубки был запаян некачественно (трубка оказалась слишком короткой, кроме того, помешало давление хлора), что сильно помешало опыту.
Погрузив трубку в горячую воду, мы наблюдали процесс разложения: гидрат плавится и теряет цвет, превращаясь в жидкость. В противоположном конце трубки образовалась капелька сжиженного хлора. Потом трубка разгерметизировалась, но мы успели заметить, что по цвету жидкий хлор очень похож на хлористый азот.
_____________________________________________
1 Оригинальную статью Фарадея вы можете прочесть по ссылке.
2 Б.В. Некрасов Основы общей химии ссылка
3 И.Л. Кнунянц (ред.) и др. Химическая энциклопедия, т.5 ссылка
Хлор пропускают через воду со льдом |
Клатрат хлора Неудача первого опыта с клатратом хлора побудила нас найти более надежный и более удобный источник этого газа. Внимание привлекла статья в журнале Химия и Жизнь, в которой был описан способ получения хлора из сульфата меди и хлорида натрия. Мы повторили приведенный рецепт. После упаривания раствора на кипящей водяной бане и сушки твердого остатка образовался желто-коричневый продукт. Полученный порошок запаяли в трубку. Однако нагревом трубки получить хлор не удалось. Масса лишь сплавилась, выделилось немного воды и все. Видимо, образование хлора идет при высокой температуре. Такой способ для получения сжиженного хлора непригоден. |
Остаток после выпаривания раствора, полученного из сульфата меди и хлорида натрия |
Запаянная трубка перед экспериментом К счастью мы вспомнили, что раствор бихромата калия в концентрированной соляной кислоте выделяет хлор при нагревании, причем, если нагревание прекратить, образование хлора останавливается. Опыт сделали «на скорую руку», но все получилось, причем оказалось, что провести такой эксперимент довольно просто. При нагревании трубки в холодном колене собрались две жидкости: сжиженный хлор и вода. |
Трубка для получения жидкого хлора |
Жидкий хлор и вода Был изготовлен простой прибор. С помощью воронки внутрь насыпали немного дихромата калия. Для очистки поверхности стеклянной трубки от пыли дихромата, которая могла помешать спаиванию, внутрь протолкнули небольшой кусочек кварцевой ваты. Можно было «почистить» трубку проволочкой с тампоном из обычной (хлопковой) ваты. Затем шприцем с присоединенной к нему оттянутой стеклянной трубкой влили соляную кислоту. Трубку запаяли с помощью «горелки-карандаша». |
Трубка для получения жидкого хлора (загрузка бихромата калия) |
Получение жидкого хлора |
Позже мы решили переделать опыт и посмотреть, будет ли заметная разница по сравнению с первыми экспериментами. Были подозрения, что в предыдущих опытах на окраску хлора повлиял бихромат калия: хлор ведь получается влажный, а кристаллики бихромата вполне могли прилипнуть к стенкам (и остаться там, несмотря на протирание). Это подтвердил опыт с небольшой трубкой, которую мы не стали протирать (стенки колена были загрязнены пылью дихромата). Конденсирующийся хлор был ярко-оранжевого цвета. Повторив несколько раз переливание конденсирующегося хлора (назад в нагреваемое колено), удалось значительно изменить его цвет. Таким образом, чтобы избежать искажения цвета жидкого хлора, нужно тщательно протирать трубку от пыли дихромата перед опытом, особенно вблизи места изгиба, а конденсирующийся первый раз хлор можно слить обратно в реакционную смесь. Некоторые коллеги считают, что искажение цвета жидкого хлора может быть обусловлено примесью хлористого хромила. Однако, по нашему мнению такой вариант маловероятен, поскольку хлористый хромил легко разлагается водой (которой внутри запаянной трубки было достаточно). |
Получение жидкого хлора |
