Вода с хлором свет

Хлор — ядовитый газ, в водоочистке он используется в виде жидкого концентрата, хранящегося в баллонах. При контакте с воздухом хлор быстро улетучивается. Утечки жидкого концентрата опасны из-за сильного токсического действия газа и его возможности переноситься на большие расстояния с потоками воздуха.
Гипохлорит натрия — это водный раствор натрия хлорноватокислого. Жидкость имеет зеленовато-желтый и иногда красновато-коричневый цвет. Для водоочистки используют раствор, который содержит до 0,125 % активного хлора. При использовании гипохлорита выделение газа в воздух существенно снижается, поэтому этот реагент более безопасен.
Вода, обеззараженная хлором, имеет специфический запах, более или менее ярко выраженный в зависимости от концентрации. Вода, обеззараженная гипохлоритом натрия, приятнее на вкус, так как обычно не имеет запаха хлорки, который мог бы заметить человек с помощью вкуса и обоняния.

Для обеззараживания воды в городах и поселках хлор используется сегодня повсеместно. Можно сказать, что использование жидкого хлора — это необходимость, так как более дешевого и эффективного способа обеззараживания для таких больших объемов воды пока не существует.

Гипохлорит натрия не только безопаснее, но и дороже жидкого хлора, поэтому водоочистке он используется реже и в основном для частных домов, квартир и небольших производств (например, в качестве окислителя на одной из ступеней водоочистки, или если в воде обнаружены бактериальные загрязнения). Первым городом, который полностью перевел городскую водоочистку с хлора на гипохлорит, стал Санкт Петербург.

Несмотря на большую безопасность гипохлорита хлор все равно присутствует в поступающей в жилища людей воде. А поскольку это вещество и его соединения имеют свойство накапливаться в организме человека, необходимо дополнительно очищать воду в каждой отдельной квартире.

Чтобы полностью очистить воду от остатков хлора и его соединений, достаточно установить угольный фильтр нужного объема. В системах водоочистки для квартир обычно это последняя или предпоследняя ступень. В системах, где гипохлорит используется для окисления загрязнений, угольный фильтр может стоять сразу после него, чтобы предотвратить выход из строя фильтрующих сред на следующих этапах.

После установки фильтра необходимо обеспечить периодическую промывку угля для удаления загрязнений и восстановления его адсорбционных свойств. Поскольку уголь — материал быстроистираемый, раз в год он нуждается в полной замене.

Если ваша вода имеет в своем составе хлор и его соединения, наши специалисты подберут и установят угольный фильтр, а при необходимости — систему водоочистки полного цикла. Также мы занимаемся сервисным обслуживанием водоочистного оборудования, поэтому вода всегда соответствует санитарным нормам (российским или европейским — на выбор клиента).

При необходимости мы устанавливаем для наших клиентов системы на основе гипохлорита, которые доказали свою безопасность эффективность. Жидкий хлор мы не рекомендуем и в основном им не пользуемся.

В 1774 году Карл Шееле, химик из Швеции, впервые получил хлор, но считалось, что это не отдельный элемент, а разновидность соляной кислоты (calorizator). Элементарный хлор был получен в начале XIX века Г. Дэви, который разложил поваренную соль на хлор и натрий путём электролиза.

Хлор (от греческого χλωρός – зелёный) является элементом XVII группы периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 17 и атомную массу 35,452. Принятое обозначение Cl ( от латинского Chlorum).

Хлор является самым распространённым в земной коре галогеном, чаще всего в виде двух изотопов. В силу химической активности встречается лишь в виде соединений многих минералов.

Хлор является ядовитым жёлто-зелёным газом, имеет резкий неприятный запах и сладковатый вкус. Именно хлор после его открытия предложили называть галогеном, в одноимённую группу он входит как один из самых химически активных неметаллов.

В норме взрослый здоровый человек должен получать в сутки 4-6 г хлора, потребность в нём возрастает при активных физических нагрузках или жаркой погоде (при повышенном потоотделении). Обычно суточную норму организм получает из продуктов питания при сбалансированном рационе.

Основным поставщиком хлора в организм является поваренная соль – особенно, если она не подвергается термической обработке, поэтому лучше солить уже готовые блюда. Также хлор содержат яйца, морепродукты, мясо, горох, фасоль и чечевица, гречка и рис, оливки.

Кислотно-щелочной и водный баланс организма регулируется калием, натрием и хлором.

Нехватка хлора вызвана процессами, приводящими к обезвоживанию организма – сильное потоотделение в жару или при физических нагрузках, рвота, диарея и некоторые заболевания моче-выделительной системы. Признаками недостатка хлора являются вялость и сонливость, слабость в мышцах, явная сухость во рту, потеря вкусовых ощущений, отсутствие аппетита.

Признаками избытка хлора в организме являются: повышение кровяного давления, сухой кашель, боль в голове и в груди, резь в глазах, слезотечение, расстройства деятельности желудочно-кишечного тракта. Как правило, переизбыток хлора может быть вызван употреблением обычной воды из-под крана, которая проходит процесс дезинфекции хлором и случается у работников тех отраслей промышленности, которые напрямую связаны с использованием хлора.

Хлор в организме человека:

• регулирует водный и кислотно-щелочной баланс,
• выводит жидкость и соли из организма в процессе осморегуляции,
• стимулирует нормальное пищеварение,
• нормализует состояние эритроцитов,
• очищает печень от жира.

Основное применение хлора – химическая промышленность, где с его помощью изготавливают поливинилхлорид, пенопласт, материалы для упаковки, также боевые отравляющие вещества и удобрения для растений. Обеззараживание питьевой воды хлором – практически единственный доступный способ очистки воды.

Хлор — элемент 3-го периода и VII А-группы Периодической системы, порядковый номер 17. Электронная формула атома [₁₀Ne ]3s 2 Зр 5 , характерные степени окисления 0, -1, + 1, +5 и +7. Наиболее устойчиво состояние Cl -1 . Шкала степеней окисления хлора:

+ 1 – Cl₂O , ClO — , HClO , NaClO , Ca(ClO)₂

— 1 – Cl — , HCl, KCl , PCl₅

Хлор обладает высокой электроотрицательностью (2,83), проявляет неметаллические свойства. Входит в состав многих веществ — оксидов, кислот, солей, бинарных соединений.

В природе — двенадцатый по химической распространенности элемент (пятый среди неметаллов). Встречается только в химически связанном виде. Третий по содержанию элемент в природных водах (после О и Н), особенно много хлора в морской воде (до 2 % по массе). Жизненно важный элемент для всех организмов.

Хлор С1₂ . Простое вещество. Желто-зеленый газ с резким удушливым запахом. Молекула Сl₂ неполярна, содержит σ-связь С1-С1. Термически устойчив, негорюч на воздухе; смесь с водородом взрывается на свету (водород сгорает в хлоре):

Хорошо растворим в воде, подвергается в ней дисмутации на 50 % и полностью — в щелочном растворе:

Хлор очень сильный окислитель по отношению к металлам и неметаллам:

Сl₂ + РЬ→PbCl₂ (300 °С)

Реакции с соединениями других галогенов:

Качественная реакция — взаимодействие недостатка СL₂ с КI (см. выше) и обнаружение йода по синему окрашиванию после добавления раствора крахмала.

Получение хлора в промышленности:

2NаСl _{(расплав)}→ 2Nа + Сl₂ (электролиз)

2NaCl+ 2Н₂O→Н₂↑ + Сl₂↑ + 2NаОН (электролиз)

и в лаборатории:

(аналогично с участием других окислителей; подробнее см. реакции для НСl и NaСl).

Хлор относится к продуктам основного химического производства, используется для получения брома и йода, хлоридов и кислородсодержащих производных, для отбеливания бумаги, как дезинфицирующее средство для питьевой воды. Ядовит.

Качественная реакция на ион Сl — — образование белых осадков АgСl и Нg₂Сl₂, которые не переводятся в раствор действием разбавленной азотной кислоты.

Хлороводород служит сырьем в производстве хлоридов, хлорорганических продуктов, используется (в виде раствора) при травлении металлов, разложении минералов и руд. Уравнения важнейших реакций:

Получение НСl в промышленности — сжигание Н₂ в Сl₂ (см.), в лаборатории — вытеснение из хлоридов серной кислотой:

Хлорид натрия NaСl. Бескислородная соль. Бытовое название поваренная соль. Белый, слабогигроскопичный. Плавится и кипит без разложения. Умеренно растворим в воде, растворимость мало зависит от температуры, раствор имеет характерный соленый вкус. Гидролизу не подвергается. Слабый восстановитель. Вступает в реакции ионного обмена. Подвергается электролизу в расплаве и растворе.

Применяется для получения водорода, натрия и хлора, соды, едкого натра и хлороводорода, как компонент охлаждающих смесей, пищевой продукт и консервирующее средство.

В природе — основная часть залежей каменной соли, или галита, и сильвинита (вместе с КСl),рапы соляных озер, минеральных примесей морской воды (содержание NaСl=2,7%). В промышленности получают выпариванием природных рассолов.

Уравнения важнейших реакций:

NaCl_(ж)→2Na+Cl₂↑ (850°С, электролиз )

2NаСl + 2Н₂O→Н₂↑ + Сl₂↑ + 2NаОН (электролиз )

2NаСl_(р,20%)→ Сl₂↑+ 2Nа(Нg) “амальгама”(электролиз ,на Hg-катоде)

Хлорид калия КСl. Бескислородная соль. Белый, негигроскопичный. Плавится и кипит без разложения. Умеренно растворим в воде, раствор имеет горький вкус, гидролиза нет. Вступает в реакции ионного обмена. Применяется как калийное удобрение, для получения К, КОН и Сl₂. В природе основная составная часть (наравне с NаСl) залежей сильвинита.

Уравнения важнейших реакций одинаковы с таковыми для NаСl.

Уравнения важнейших реакций:

СаСl_2(ж) → Са + Сl₂ ↑(электролиз ,800°С)

Качественная реакция на ион Аl 3+ — образование осадка АlРO₄, который переводится в раствор концентрированной серной кислотой.

Применяется как сырье в производстве алюминия, катализатор в органическом синтезе и при крекинге нефти, переносчик хлора в органических реакциях. Уравнения важнейших реакций:

АlСl₃ . 6Н₂O →АlСl(ОН)₂ (100-200°С, —HCl,H₂O)→Аl₂O₃(250-450°С, -HCl,H2O)

2АlСl₃→2Аl + 3Сl₂↑(электролиз,800 °С ,в расплаве NаСl)

Получение АlСl в промышленности — хлорирование каолина, глинозёма или боксита в присутствии кокса:

Хлорид железа(II) FеСl₂. Бескислородная соль. Белый (гидрат голубовато-зеленый), гигроскопичный. Плавится и кипит без разложения. При сильном нагревании летуч в потоке НСl. Связи Fе — Сl преимущественно ковалентные, пар состоит из мономеров FеСl₂ (линейное строение, sр-гибридизация) и димеров Fе₂Сl₄. Чувствителен к кислороду воздуха (темнеет). Хорошо растворим в воде (с сильным экзо-эффектом), полностью диссоциирует на ионы, слабо гидролизуется по катиону. При кипячении раствора разлагается. Реагирует с кислотами, щелочами, гидратом аммиака. Типичный восстановитель. Вступает в реакции ионного обмена и комплексообразования.

Применяется для синтеза FеСl и Fе₂О₃, как катализатор в органическом синтезе, компонент лекарственных средств против анемии.

Уравнения важнейших реакций:

FеСl_{2 (конц.)} + Н₂O=FеСl(ОН)↓ + НСl↑ (кипячение)

FеСl₂ + 2NаОН _(разб.) = Fе(ОН)₂↓+ 2NaСl (в атм. N₂)

FеСl₂ + Н₂ = 2НСl + Fе (особо чистое,выше 500 °С)

5Fе 2+ + 8Н + + МnО — ₄ = 5Fе 3+ + Мn 2+ + 4Н₂O

6Fе 2+ + 14Н + + Сr₂O₇ 2- = 6Fе 3+ + 2Сr 3+ +7Н₂O

Fе 2+ + S 2- _(разб.) = FеS↓

FеСl₂ →Fе↓ + Сl₂↑ (90°С, в разб. НСl, электролиз)

Получение: взаимодействие Fе с соляной кислотой:

(в промышленности используют хлороводород и ведут процесс при 500 °С).

Хлорид железа(III) FеСl₃. Бескислородная соль. Черно-коричневый (темно-красный в проходящем свете, зеленый в отраженном), гидрат темно-желтый. При плавлении переходит в красную жидкость. Весьма летуч, при сильном нагревании разлагается. Связи Fе — Сl преимущественно ковалентные. Пар состоит из мономеров FеСl₃ (треугольное строение, sр 2 -гибридизация, преобладают выше 750 °С) и димеров Fе₂Сl₆ (точнее, Сl₂FеСl₂FеСl₂, строение — два тетраэдра с общим ребром, sр 3 -гибридизация, преобладают при 316-750 °С). Кристаллогидрат FеСl . 6Н₂O имеет строение [Fе(Н₂O)₄Сl₂]Сl • 2Н₂O. Хорошо растворим в воде, раствор окрашен в желтый цвет; сильно гидролизован по катиону. Разлагается в горячей воде, реагирует со щелочами. Слабый окислитель и восстановитель.

Применяется как хлорагент, катализатор в органическом синтезе, протрава при крашении тканей, коагулянт при очистке питьевой воды, травитель медных пластин в гальванопластике, компонент кровоостанавливающих препаратов.

Уравнения важнейших реакций:

FеСl₃ + 3NaОН _(разб.) = FеО(ОН)↓ + Н₂O + 3NаСl (50 °С)

Хлорид аммония NН₄Сl. Бескислородная соль, техническое название нашатырь. Белый, летучий, термически неустойчивый. Хорошо растворим в воде (с заметным эндо-эффектом, Q = -16 кДж), гидролизуется по катиону. Разлагается щелочами при кипячении раствора, переводит в раствор магний и гидроксид магния. Вступает в реакцию кон мутации с нитратами.

Качественная реакция на ион NН₄ + — выделение NН₃ при кипячении со щелочами или при нагревании с гашёной известью.

Применяется в неорганическом синтезе, в частности для создания слабокислотной среды, как компонент азотных удобрений, сухих гальванических элементов, при пайке медных и лужении стальных изделий.

Уравнения важнейших реакций:

Получение: взаимодействие NH₃ с НСl в газовой фазе или NН₃ Н₂О с НСl в растворе.

Гипохлорит кальция Са(СlО)₂. Соль хлорноватистой кислоты НСlO. Белый, при нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в холодной воде (образуется бесцветный раствор), гидролизуется по аниону. Реакционноспособный, полностью разлагается горячей водой, кислотами. Сильный окислитель. При стоянии раствор поглощает углекислый газ из воздуха. Является активной составной частью хлорной (белильной) извести — смеси неопределенного состава с СаСl₂ и Са(ОН)₂. Уравнения важнейших реакций:

Хлорат калия КСlO₃. Соль хлорноватой кислоты НСlO₃, наиболее известная соль кислородсодержащих кислот хлора. Техническое название — бертоллетова соль (по имени ее первооткрывателя К.-Л. Бертолле, 1786). Белый, плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Хорошо растворим в воде (образуется бесцветный раствор), гидролиза нет. Разлагается концентрированными кислотами. Сильный окислитель при сплавлении.

Применяется как компонент взрывчатых и пиротехнических смесей, головок спичек, в лаборатории — твердый источник кислорода.

Уравнения важнейших реакций:

4КСlO₃ = ЗКСlO₄ + КСl (400 °С)

2КСlO₃ = 2КСl + 3O₂ (150-300 °С, кат. МпO₂)

(диоксид хлора на свету взрывается: 2СlO_2(Г) = Сl₂ + 2O₂)

2КСlO₃ + Е_2(изб.) = 2КЕO₃ + Сl₂↑ (в разб. НNO₃, Е = Вr, I)

Получение КСlO₃в промышленности — электролиз горячего раствора КСl (продукт КСlO₃ выделяется на аноде):

Бромид калия КВr. Бескислородная соль. Белый, негигроскопичный, плавится без разложения. Хорошо растворим в воде, гидролиза нет. Восстановитель (более слабый, чем

Качественная реакция на ион Вr — вытеснение брома из раствора КВr хлором и экстракция брома в органический растворитель, например ССl₄ (в результате водный слой обесцвечивается, органический слой окрашивается в бурый цвет).

Применяется как компонент травителей при гравировке по металлам, составная часть фотоэмульсий, лекарственное средство.

Уравнения важнейших реакций:

5Вr — + 6Н + + ВrО₃ — = 3Вr 2 + 3Н₂O

КВr + 3Н₂O→3Н₂↑ + КВrО₃ (60-80 °С, электролиз)

Иодид калия КI. Бескислородная соль. Белый, негигроскопичный. При хранении на свету желтеет. Хорошо растворим в воде, гидролиза нет. Типичный восстановитель. Водный раствор КI хорошо растворяет I₂ за счет комплексообразования.

Качественная реакция на ион I — вытеснение иода из раствора КI недостатком хлора и экстракция иода в органический растворитель, например ССl₄ (в результате водный слой обесцвечивается, органический слой окрашивается в фиолетовый цвет).

Уравнения важнейших реакций:

10I — + 16Н + + 2МnO₄ — = 5I₂↓ + 2Мn 2+ + 8Н₂O

I — + Аg + = АgI (желт.)↓

От некачественной воды ежегодно на Земле погибает около 9 млн. человек. На загрязнения, присутствующие в воде, списывают значительное количество хронических заболеваний. Помимо природных загрязняющих веществ человек добавляет в воду хлор – дезинфектант и в то же время боевое отравляющее вещество.

Убивая болезнетворные организмы, хлор приносит несомненную пользу, но есть и негативные стороны его применения. Хлор для обеззараживания воды стали применять довольно давно, и тогда это было оправданным решением, иначе без добавления хлора в воду кишечные инфекции стали бы настоящей катастрофой для жителей, пользующихся водопроводной водой. Но прогресс не стоит на месте, развиваются новые методы очистки воды, применяются новые химические соединения. Только желание ничего не менять не позволяет заменить хлорирование на обработку вод другими реагентами, например, тем же оксидом хлора.

Хлор, несомненно, убивает болезнетворные микроорганизмы, но срок действия его невелик. Через десятки минут свободный хлор полностью вступает в реакции и связывается в химические соединения. Это хорошо в плане отсутствия остаточных концентраций хлора. Однако такая высокая реакционноспособность имеет и обратную сторону медали.

Хлор не только быстро воздействует на микроорганизмы, но и активно вступает в реакции хлорирования с имеющимися в воде органическими соединениями. В результате реакции образуются хлорсодержащие органические вещества, ряд из которых обладает токсичными свойствами. До сих пор встречаются противоречивые мнения относительно образования полихлорированных дибензодиоксинов и дибензофуранов при хлорировании воды.

Эти сверхтоксичные вещества состоят из двух бензольных колец и содержат от одного до восьми атомов хлора. При рассмотрении имеющихся аналитических данных, а определение диоксинов чрезвычайно сложно и связано с большими затратами, наверное, стоит склониться к мысли, что диоксины скорее всего все же образуются при хлорировании. Что касается других хлорсодержащих веществ, образующихся в воде при хлорировании, то их количество, фиксируемое аналитическими приборами, может дойти до ста.

При исследовании водопроводной воды специалистами белорусского “Научно-исследовательского института санитарии и гигиены” было установлено наличие в ней следующих хлорсодержащих веществ в диапазоне концентраций (мг/л): дихлорметан 3,8-75,0 (7,5); хлороформ 0,02-0,3 (0,2); тетрахлорметан 0,002-0,02 (0,006); бромдихлорметан 0,003-0,036 (0,03); дибромхлорметан 0,006-0,045 (0,03); тетрахлорэтилен 0,005-0,1 (0,02); бромоформ 0,03-0,25 (0,1); тетрахлорэтан – 0,05-1 (0,2) мг/л. В скобках дана предельно допустимая концентрация хлорсодержащих химических веществ в воде.

Как видно из полученных данных в некоторых образцах проб водопроводной воды обнаружено превышение содержания хлорсодержащих веществ в несколько раз выше нормы. Возможно, это не является типичным явлением и наблюдается только при стечении ряда обстоятельств и воздействия определенных внешних факторов. Но даже в том случае, когда концентрация каждого из хлорсодержащих веществ минимальна и не превышает допустимого уровня, и учитывая, что практически все образующиеся при хлорировании в воде вещества имеют однонаправленное воздействие, то логически их количество должно суммироваться.

Действительно существует норматив, согласно которому общее количество галогенсодержащих соединений в водопроводной воде не должно превышать более 0,1 мг/л. При складывании наименьших из обнаруженных концентраций, очевидно, что этот норматив не выполняется.

Галогенсодержащие соединения отличаются не только токсичными свойствами, но и способностью накапливаться в тканях организма. Поэтому даже малые концентрации хлорсодержащих веществ будут оказывать негативное воздействие на организм человека, потому что они будут концентрироваться в различных тканях.

Если же обобщить заболевания, которые могут вызвать хлорсодержащие вещества обнаруженные в воде, то оказывается, что все они воздействуют на печень, нервную и кровеносную систему. Многие из них являются возможной причиной раковых заболеваний. Поэтому, учитывая такие отдаленные эффекты их воздействия, колебания концентраций, способность аккумулироваться в организме человека, застревая там на долгое время, необходимо ставить преграду и всячески препятствовать их попаданию в питьевую воду.

Пока данный вопрос не решен в глобальном масштабе, т.е. в замене способа очистки или реагента обработки, то необходимо очищать воду от хлорсодержащих веществ на выходе из водопроводного крана.

Многие из образующихся при хлорировании воды веществ имеют невысокие температуры кипения и характеризуются высокой летучестью. Они могут улетучиваться из воды, если её просто отстаивать. По крайней мере, такие советы существуют. Возможно, даже такой нехитрый метод позволит выделить из воды часть хлорсодержащих веществ . Но не все соединения с хлором обладают хорошей летучестью. Те же полихлорированные дибензодиоксины и дибензофураны имеют очень высокие температуры кипения и разложения, а в реальных условиях в виде газов не существуют вообще.

Поэтому отстаивание и даже кипячение не могут удалить из воды все хлорсодержащие органические вещества. В домашних условиях удалить их из воды можно путем пропускания ее через фильтр, содержащий активированный уголь, который с достаточно высокой эффективностью адсорбирует, т.е. поглощает из водыхлорсодержащие вещества. За такой угольной составляющей картриджа надо следить и своевременно ее менять с учетом технической характеристики, потому что у угля существует предел насыщаемости по любым поглощаемым веществам, после которого он просто будет пропускать их.

Помимо очистки от хлорсодержащих веществ фильтр будет удалять из воды и другие примеси. Пока существует система хлорирования, которая как стадия обеззараживания необходима, но имеет недостаток в виде образования хлорсодержащих веществ, то заботится о качестве своей питьевой воды должен каждый с другой стороны водопровода. Установка современного фильтра с адсорбционным угольным фрагментом во многом сократит поступление хлорсодержащих веществ в наш организм и снизит риск ряда заболеваний, что благотворно скажется на здоровье и продлит годы жизни.

Виталий Липик, “Экология Севера”

Встройте "Правду.Ру" в свой информационный поток, если хотите получать оперативные комментарии и новости:

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или в Яндекс.Чат

Добавьте "Правду.Ру" в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google

Также будем рады вам в наших сообществах во ВКонтакте, Фейсбуке, Твиттере, Одноклассниках.

При растворении газообразного хлора в воде при обычной температуре до 50% растворенного хлора гидролизуется с образованием сильной хлороводородной и слабой хлорноватистой кислоты НСЮ:

При электролизе (без мембраны) раствора хлорида натрия получается хлор, реагирующий с водой по этому уравнению. Этот раствор называют хлорной водой. Хлорноватстая кислота НСЮ разлагается при действии света на кислород и хлороводородную кислоту:

Слабая хлорноватистая кислота НСЮ — сильный окислитель и применяется для обеззараживания воды и отбелки тканей. Соли хлорноватистой кислоты, гипохлориты, в водных растворах ведут себя как очень сильные окислители. При добавлении к раствору хлора в воде гидроксида натрия NaOH образуется раствор гипохлорита натрия NaCIO (и хлорида натрия), который используется для беления бумаги тканей.

Гипохлорит натрия NaCIO получают также электролизом раствора хлорида натрия. Кристаллический NaCIO-5Н₂0 реагирует с органическими веществами взрывоподобно, и его используют как дезинфицирующее средство. Подобным образом ведет себя гипохлорит калия. Гипохлориты получаются также при пропускании хлора через растворы карбонатов натрия или калия. Если используется гидроксид кальция, образуется хлорная известь, соль хлороводородной и хлорноватистой кислот:

Иногда хлорную известь считают смесью Са(ОС1)₂, СаС1₂ и Са(ОН)₂. Можно встретить и такую формулу: Са(СЮ)₂СаС1₂*2НС1.

Хлорная известь — распространенное дезинфецирующее средство. У свежеприготовленной хлорной извести содержание активного хлора (в группе -ОС1) достигает 38%. На свету и во влажном состоянии она постепенно разлагается, выделяя хлор. Влажная хлорная известь за год теряет около 10% активного хлора.

Дезинфицирующее действие хлорной извести иногда объясняют тем, что на воздухе она в реакции с углекислым газом выделяет оксид хлора С1₂0:

Хлорноватистая кислота в водном растворе неустойчива. Ее разложение может идти по нескольким параллельным реакциям, в которых образуются кислород, оксид хлора С1₂0 и хлорноватая кислота НСЮ₃:

Скорости этих реакций неодинаковы и зависят от условий их проведения. При освещении преобладает первая реакция. Образующийся атомный кислород действует как сильный окислитель или превращается в молекульный кислород 0₂.

При введении в раствор водоотнимающих средств, т.е. при увеличении концентрации хлорноватистой кислоты, образуется оксид хлора С1₂0, который при обычных условиях представляет собой газ, распадающийся на простые вещества. С1₂0 — сильный окислитель. При соприкосновении его с органическими веществами может произойти взрыв. В реакции с водой оксид хлора образует хлорноватистую кислоту НСЮ.

При нагревании раствора НСЮ образуется раствор сильных хлорноватой НСЮ₃ и хлороводородной кислот:

Хлорноватая кислота в свободном состоянии не получена, является сильной кислотой и сильным окислителем в водном растворе. Ее соли, хлораты, в растворе не проявляют окислительные свойства.

При действии на раствор бертолетовой соли диоксидом серы S0₂ или другими восстановителями образуется диоксид хлора С10₂.

При нагревании хлората калия КСЮ₃ возможно прохождение двух параллельных реакций. В присутствии катализатора диоксида марганца Мп0₂ образуется кислород:

Без катализатора протекает реакция с образованием перхлората калия, соли хлорной кислоты НСЮ₄:

При действии на КСЮ₄ концентрированной серной кислотой образуется хлорная кислота НСЮ₄ — очень сильный окислитель и самая сильная кислота в водном растворе. Безводная хлорная кислота неустойчива и взрывоопасна, но в разбавленных растворах устойчива. Водные растворы ее солей, перхлоратов, устойчивы.

Перхлорат-ион СЮ₄ — крайне слабый лиганд, поэтому хлорная кислота используется при изучении водных растворов катионов, когда важно иметь в растворе гидратированные катионы, а не комплексные катионы с лигандами-анионами.

Хлорноватистая кислота НСЮ, хотя и слабый окислитель, тем не менее отличается быстротой окислительного действия. Хотя хлорная кислота НСЮ₄ — самый сильный из неорганических окислителей, ее действие в водном растворе протекает довольно медленно (но если в склянку с концентрированной хлорной кислотой попадет пылинка органического вещества, последует сильнейший взрыв).

Столь сильная разница в кинетическом поведении двух кислот объясняется тем, что в хлорноватистой кислоте НСЮ доступ восстановителя к атому хлора почти свободен, а в хлорной кислоте НС10₄ атом хлора в семивалентном состоянии закрыт четырьмя атомами кислорода, что препятствует сближению его с частицей восстановителя (энтропия активации).

Отметим еще одну малоустойчивую кислородную кислоту хлора — хлористую НСЮ₂, соли которой называются хлоритами.

Окислительные и кислотные свойства кислородсодержащих кислот хлора сопоставлены ниже:

Распространенным методом обеззараживания воды является ее хлорирование. С этой целью применяют свободный хлор, соли хлорноватистой кислоты (гипохлориты), диоксид хлора СЮ₂ и другие вещества. Обеззараживание воды хлором основано на его способности угнетать ферментные системы микробов (доза хлора — 20—30 мг/л).

При хлорировании сточных вод, содержащих фенол С_вН-ОН (оксибензол, карболовая кислота), образуется янтарная кислота (инсектицид, лекарственное средство), существенно менее опасная для здоровья человека:

При обеззараживании воды в плавательных бассейнах иногда одновременно вводят хлор С1._;, сульфат меди CuSO^ и дополнительно соли серебра. (В-6-3. Зачем?)

Хлор применяется также для удаления из воды различных ионов и солей, например сульфата железа(И), и растворенных газов, например аммиака, диоксида серы или сульфит-ионов:

При передозировке хлора проводят дехлорирование воды, для чего можно использовать те же вещества, которые удаляются хлором, или пользоваться тиосульфатом натрия (гипосульфитом) Na.,S₂0₃:

Хлор уничтожает бактерии намного лучше, чем озон, но при хлорировании образуются опасные для человека вещества типа канцерогенных диоксимов, молекула которых состоит из двух бензольных колец, связанных друг с другом двумя атомами кислорода.

Один из часто используемых диоксимов с названием диоксин (тетрахлордибензодиоксин) имеет формулу

Диоксин — бесцветные кристаллы без запаха, плавится при

320°С и устойчив до 750°С. Одна из реакций получения диоксина — действие гидроксида натрия на трихлорфенол:

(В-6-4. Это окислительно-восстановительная реакция?) Диоксин обнаружен как побочный продукт при получения гербицидов, в целлюлозной промышленности, металлургии, в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания при их неисправности и плохом бензине. Диоксин образуется при сжигании полимерных материалов, в частности пласмассовых бутылок.

Диоксин — высокотоксичное с разносторонним действием вещество: раздражает кожу, поражает печень, обладает тератогенным (повреждение эмбрионов), мутагенным и канцерогенным действием. Способен накапливаться в организме, медленно ослабляя его до летального исхода. Использовался авиацией США (1965—1968 гг.) для уничтожения зарослей растительности во Вьетнаме. Некоторые летчики, распылявшие диоксин, через десятилетие погибли. Обезвреживание диоксина проводят дехлорированием.

Диоксин вызывает раковые опухоли, разрушает кроветворную и иммунную системы человека и вызывает различные мутации, часто приводящие к аномалиям и уродствам человека, животных и растений. Диоксин химически инертен, накапливается в организме и почти не выводится. Период полуразложения в почве достигает одного года.

Иногда для более сильного бактерицидного действия хлора в воду добавляют соли аммония или пропускают одновременно хлор и аммиак:

Образующийся хлорамин в воде медленно гидролизуется:

Хлорамин — хлорпроизводное аммиака, соединение, в котором один или два атома водорода в аммиаке (или аминогруппе —NH₂) замещены атомами хлора. Хлорамин получают действием хлора или НСЮ на аммиак.

Хлорамин NH._;C1 — сильный окислитель, его 1%-ный водный раствор — дезинфицирующее средство, используемое для хлорирования воды. Даже при небольшой концентрации хлорамин убивает возбудителей многих болезней, среди которых холера, чума и сибирская язва. Иногда хлорамин применяют для отбеливания и стерилизации больничного белья.

Диоксид хлора СЮ₂ — другой окислитель, действующий сильнее и быстрее хлора. Это зеленовато-желтый газ (?_кип = 11°С), растворим в воде. Получают восстановлением NaCl0₃ хлороводоро- дом или диоксидом серы, а также окислением NaCl0₂ хлором или хлороводородом. (В-6-5. Напишите уравнения реакций.) Хотя диоксид хлора неустойчив и может взрываться, его водные растворы, и особенно кислотные, устойчивы.

Для очистки воды применяют газовую смесь хлора и диоксида хлора. При использовании этой смеси бактерии, вирусы, споры и мельчайшие водоросли уничтожаются в несколько раз быстрее, чем при действии хлора. При этом не образуются токсичные хло- рорганические вещества. Диоксид хлора иродливает обеззараживающее действие до 10 дней, улучшает вкус воды и устраняет запах хлора. Доксид хлора и его смесь с хлором применяются для отбеливания тканей и обезвреживания сточных вод, что удобно при содержании в них фенола (разрушается бензольное кольцо).

Кроме хлора, для очистки воды используются и другие окислители: озон, пероксид водорода и перманганат калия. Озон обладает более сильным бактерицидным действием, чем хлор, но при озонировании погибают не все бактерии, а оставшиеся в живых быстро размножаются, поглощая остатки уничтоженных, через некоторое время очищенная вода становится снова загрязненной бактериями и эффект озонирования пропадает. Поэтому озонирование совмещают с ультрафиолетовым облучением воды и другими методами очистки.

Озонирование может проводиться непосредственно в месте забора и использования воды при наличии электроэнергии (и озонатора). Для хлорирования необходимы баллоны с жидким хлором, что создает трудности их доставки и хранения. Пероксид водорода дорог, хотя его применение расширяется. Перманганат калия не относится к экологически чистым окислителям, так как при его использовании образуется диоксид марганца Мп0₂.