氯根是指在化合物中存在的一种离子。属于第七主族
元素,最外层有七个
电子,易得电子,有强
氧化性。
化学性质
氯属于第七
主族元素,最外层有七个
电子,所以十分容易得电子,有强
氧化性。虽然
氟的
氧化性更强,但由于无法失
电子,所以无法形成最高价
氧化物。因此氯的最高价
氧化物的水化物——
高氯酸就是最强的酸。
氯离子有
还原性,能被
强氧化剂(PbO2 MnO2 KClO3 KClO4 KMnO4 Ca(ClO)2等)氧化
氯离子能与某些离子形成沉淀(如Ag+ )
氯离子能与某些离子形成配合物,如与Cu2+形成[CuCl4]2-,与Au3+形成[AuCl4]-
氟氯溴碘的最高价
氧化物的水化物的酸根AO3-性质相似
氯元素是卤素(氟氯溴碘砹),所以卤素单质有的化学性质氯都有一定条件下均可与氢气反应:H2 + X2 =2HX (特殊:H2 +I2 2HI) Cl2可与水反应:X2 + H2O=HX+ HXO(Cl2、Br2、I2均可与水反应:X2 + H2O=HX+ HXO)Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2 卤化银 X- + Ag=AgX↓(X为Cl、Br、I)具有感光性、人工降雨这一条可以检验氯离子
常见化合物
合成
氯化物主要通过
化合反应和金属、
氧化物、
碳酸盐、
氢氧化物等与盐酸反应形成。
化合反应
通过金属在
氯气中燃烧,可以获得该金属的
氯化物,比如
金属钠在氯气中燃烧,形成
氯化钠,属于氧化反应。
2Na + Cl2 → 2NaCl
金属与酸反应
某些金属与盐酸溶液反应,也可形成该金属的氯化物,属于还原反应。需要注意的一点,不是所有的
金属都可以与
盐酸反应形成盐,只有在
金属活动性顺序列表中排在
氢之前的金属才可以与盐酸反应而形成
氯化物,比如
钠,
镁,
铝,钙,
钾,铁等,而
铜,银等金属则不能与盐酸反应形成氯化物。
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
其它方法
另外也可以通过
氧化物、
碳酸盐、
氢氧化物等与盐酸反应来得到氯化物。
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
人体内的氯化物
氯
元素以
氯化钠的形式广泛存在于人体,一般成年人体内大约含有75-80克氯化钠,其对人体内的水分平衡机制起着重要调节作用。另外在人体的
骨骼和
胃酸里也含有氯化物,成年人比较合适的
氯化钠日摄取量是2-5克。人体内缺少氯会导致
腹泻,缺水等症状。婴儿如果由于
遗传的因素而缺氯,会导致
生长障碍。有专家认为,过多的
氯化钠摄取量会导致
高血压。
测定方法一
在水质分析中,锅水的
碱度、氯根是
工业锅炉水质标准中重要的两项指标。根据常规分析方法,碱度与氯根均要单独测定。测定锅水氯根时,常需用酸中和溶液在中性条件下再进行
滴定。依据酸碱
滴定和沉淀滴定的原理,条件的不同,选用使其互不干扰的
指示剂,从而得出一种
酚酞碱度、全碱度、氯根的连续测定的方法。
原理
用酚酞作为
指示剂,
滴定出锅水中
酚酞碱度;
甲基红—
亚甲基蓝作为指示剂滴定出锅水全碱度之后加入硼砂
缓冲溶液,使滴定
氯离子的溶液酸度控制在6.5≤pH≤10.5范围内,此时溶液恢复到绿色。
甲基红—亚甲基蓝为
惰性染料,存在于溶液中起衬托作用。然后加入铬酸钾
指示剂,二者混合后溶液呈黄绿色。水中氯根单独测定时,终点溶液的颜色变化由黄绿色变为橙色;水中碱度与氯根的连续测定,终点溶液颜色由黄绿色变为橙红色。所以使终点的颜色变化更为明显,从而实现连续测定同一水样中
酚酞碱度、
甲基橙碱度、氯根。
试剂
(5)[1/2H2SO4]=0.01mol/L硫酸
标准溶液;
(6)硝酸银标准溶液(1mL相当于1mgCl-);
(7)0.01mol/L硼砂缓冲溶液。
滴定过程中的溶液组成及颜色变化过程
溶液组成 颜色变化过程
CL- NaOH Na2CO3 1%酚酞
0.01mol/L [1/2H2SO4] v1 红色
CL- Na2SO4 NaHCO3 无色
0.01mol/L [1/2H2SO4] v2
甲基红—亚基蓝
CL- Na2SO4 H2CO3 绿色
CL- Na2SO4 NaHCO3 溶液呈现绿色
AgNO3 (1mL相当于1mgCl-) a
铬酸钾 AgCL Na2SO4 NaHCO3 黄绿色
Ag2CrO4 橙红色为终点
(1) 取100mL透明水样注入250mL锥形瓶中。
(2) 加入2~3滴1%酚酞指示剂,此时若溶液显红色,则用
硫酸标准溶液滴定至无色,记录消耗的硫酸体积V1。
(3) 在上述锥形瓶中再加入2滴
甲基红—亚基蓝指示剂。继续用上述硫酸标准溶液滴定至溶液至紫色为止,记录第二次耗酸体积V2(不包括V1):
(4)在上述锥形瓶中再加入5mL0.01mol/L硼砂缓冲溶液。此时溶液呈现淡绿色再加入1mL 10%铬酸钾
指示剂,溶液呈现黄绿色,用硝酸银
标准溶液滴定至橙红色为终点,记录消耗硝酸银标准溶液的体积(a)。同时作
空白试验。记录消耗硝酸银标准溶液体积(b)。
(JD)P=×103
(JD) =
(CL-)= Cl-= 式中:[1/2H2SO4]一硫酸标准溶液的浓度;
V1,V2—
滴定碱度所消耗硫酸
标准溶液的体积,mL;
V—水样体积,mL。
1.4 结论
(1)当水样中
氯离子含量大于100mg/L时,须按下表1中规定的量取样,并用蒸馏水稀释至100mL后测定。
表1 氯化物的含量和取水样体积
水样中
氯离子含量(mg/L)5~100101~200201~400401~1000
取水样量(mL)100502510
(2)给水一般无
酚酞碱度,直接滴定甲基橙碱度,用同样的方法继续滴定氯根。
(3)
缓冲溶液应用0.01mol/L硼砂缓冲溶液。不能选用
氨盐和
磷酸盐缓冲溶液。因为: Ag+ +NH3→Ag(NH3)+
Ag+ +PO43-→Ag(PO4)↓
(4)
指示剂不宜加入过多,颜色过深,会影响终点判定。
实践证明,碱度与氯根的连续测定,
相对误差不大,符合容量分析要求。
测定方法二
试剂
氯化钠标准溶液:(1毫升=1毫克Cl¯):取基准试剂或优级纯氯化3—4克至于瓷坩埚中,于高温炉升温至500℃灼烧10分钟,然后在干燥器内内冷却至室温;准确称取1.649克氯化钠,现用少量
蒸馏水溶解,再用蒸馏水稀释至1000毫升。
硝酸银
标准溶液(1毫升=1毫克Cl¯):称取5.0克硝酸银,溶于1000毫升蒸馏水中,以
氯化钠标准溶液标定,标定方法如下:于三个锥形瓶中,用移液管分别注入10毫升
氯化钠标准溶液,在各加入90毫升蒸馏水及1毫升10%铬酸钾
指示剂,均硝酸银标准溶液用
滴定至橙红色为终点,记录硝酸银标准溶液消耗量。计算其平均值C。三个平行试验结果只差应小于0.25% 。
另取100毫升蒸馏水,除不加
氯化钠标准溶液外,其它手续同上,做空白试验,记录硝酸银标准溶液消耗量B。
硝酸银的浓度(T毫克/毫升)按下式计算:
T=10×L/C-B
式中: B ——空白试验消耗硝酸银
标准溶液的体积,毫升;
C ——氯化钠
标准溶液消耗硝酸银
标准溶液的体积,毫升;
1%
酚酞指示剂的配制:(10G/L)称取1克酚酞于100毫升95%乙醇中, 摇匀。
0.1N硫酸溶液。
测定方法
(1)、量取100毫升透明水样注入锥形瓶中,加入2-3滴1%酚酞指示液,此时若溶液显红色,则用硫酸
标准溶液中和至无色,若不显红色,则用
氢氧化钠滴定至红色,然后以硫酸回滴至无色。再加1毫升10%铬酸钾指示剂。
(2)、用硝酸银标准溶液
滴定至橙色,记录硝酸银标准溶液消耗量A,同时作空白试验,记录硝酸银标准溶液消耗量B。
Cl¯=(A-B)×1.0×1000/V
式中: A——测定水样消耗硝酸银标准溶液的体积,毫升;
1.0——硝酸银标准溶液的
滴定度,1毫升=1毫克Cl¯
V——水样的体积,毫升。
危害
众所周知,采暖及制冷水系统腐蚀特别厉害。其中氯根离子超标腐蚀更为严重。
高活性的氯化物离子可以使
黑色金属和
有色金属发生点腐蚀,如不锈钢、铝、铜。如果水系统中有不锈钢材料,水中存有高浓度的氯根离子时,将会造成不锈钢的局部腐蚀,严重的点腐蚀可造成设备穿孔。氯化物的来源包括焊剂、维护不当的软化水设施、有余氯的自来水,以及清洗剂等。由于点腐蚀,氯根离子的超标,
氢氧化铁极易氧化成红棕色铁锈,这就是水系统出现红水的主要原因。
应用
食品,污水处理,饮用水净化,
防腐剂以及用于注射死刑。