Оглавление 108 109 110 111 112 — — — 270 

Получение и применение галогенов. В природных соединениях галогены содержатся (за редким исключением) в виде отрицательно заряженных ионов, поэтому почти все способы получения свободных галогенов сводятся к окислению их ионов. Это осуществляется или при помощи различных окислителей, или путем воздействия электрического тока.

Как известно, процесс электролиза сопровождается переходом электронов с катода на положительно заряженные ионы и с отрицательно заряженных ионов на анод (см. § 88). Следовательно, у катода происходит процесс восстановления, у анода — процесс окисления. Таким образом, окисление или восстановление может быть осуществлено не только путем воздействия одного вещества на другое, но и при помощи электрического тока.

Электрический ток — наиболее мощное средство для окисления и восстановления.

Фтор, вследствие огромного сродства к электрону, может быть выделен из своих соединений исключительно электролитическим путем. Впервые он был получен в 1886 г. путем разложения электрическим током безводного жидкого фтористого водорода HF, к которому было прибавлено около 20% фтористого калия KF. Разложение производилось в приборе, выполненном из меди, на которую фтор не действует (после того, как медь покроется слоем фтористой меди). Электроды были сделаны из платины.

Метод, использованный для выделения элементарного фтора, осуществляется в настоящее время и при промышленном получении этого вещества. Разложению электрическим током подвергают расплав состава KF • 2HF (темп. пл. 70° С). Электролиз ведут в стальных ваннах, пользуясь угольными электродами.

Хлор получают в настоящее время в больших количествах путем электролиза водных растворов хлористых солей натрия или калия. Хлор выделяется у анода, а у катода образуется соответственно едкий натр или едкое кали. О получении хлора электролизом водного раствора хлористого натра .

В лабораториях хлор получают действием различных окислителей на соляную кислоту. Напомним, например, известный из школьного курса лабораторный способ получения хлора действием двуокиси марганца на соляную, кислоту:

получения хлора действием двуокиси марганца на соляную, кислоту

В ионной форме эта реакция выразится уравнением:

получения хлора действием двуокиси марганца на соляную, кислоту

из которого видно, что здесь происходит окисление ионов Сl’ в атомы хлора (образующие затем молекулы Сl2) и восстановление четырехвалентного марганца, входящего в состав МnO2, в двухвалентный (ионы Мn••). При помощи этой реакции хлор был впервые получен Шееле в 1774 г.

Аналогичным путем можно получить хлор из соляной кислоты, действуя на нее вместо МnO2 другими окислителями (например, РbO2, КClO3, КМnO4).

Кислород не взаимодействует при обычных условиях с НСl в сколько-нибудь заметной степени Но если пропускать смесь НСl и О2 через трубку, нагретую до 400° и содержащую кусочки пемзы, на которых распределена в качестве катализатора хлорная медь СuСl2, то происходив окисление хлористого водорода (ионов Сl) кислородом:

4HCl + O2 ⇄2Cl2 + 2H2O

причем выход хлора достигает 80%. Этой реакцией раньше часто пользовались для получения хлора.

Бром и иод могут быть получены аналогично хлору окислением НВr и HJ различными окислителями. Впромышленном масштабе их обычно получают из бромистых или йодистых солей металлов, действуя на растворы последних хлором. Таким

образом, получение брома и иода тоже основано на окислении их ионов, только в качестве окислителя применяется хлор. Например:

2Br’ + Cl2 = 2Сl’ + Br2 2J’ + Сl2 = 2Сl’ + J2

В СССР бром добывают из воды Сакского озера (в Крыму), содержащей довольно большое количество бромистых солей, и из «рапы» (насыщенного раствора) залива Кара-Богаз-Гол. Освоено также получение брома из буровых вод.

Главным источником получения иода в СССР служат воды буровых скважин. Для извлечения из этих вод иода к концу первой пятилетки были выстроены два больших завода в Сураханах и в Нефге-Чале, производительность которых вполне обеспечивает потребность нашей страны в иоде.

Галогены, особенно хлор, широко применяются в химической промышленности.

Фтор используется в настоящее время для получения некоторых очень ценных фторпроизводных углеводородов, обладающих уникальными свойствами, как, например, смазочные вещества, выдерживающие высокую температуру, пластмасса, устойчивая по отношению к химическим реагентам (тефлон), жидкости для холодильных машин (фреоны) и др.

Хлор служит для приготовления многочисленных неорганических и органических соединений. Он применяется в производстве соляной кислоты, хлорной извести, гипохлоритов и хлоратов, хлористой серы и др. Большое количество хлора, как в свободном состоянии, так и в виде белильных солей, используется для отбелки тканей и целлюлозы, идущей на изготовление бумаги. Хлор применяется также для стерилизации питьевой воды и обеззараживания сточных вод. В цветной металлургии его используют для получения некоторых металлов путем хлорирования их руд.

Особенно большое значение приобрели за последнее время различные хлорорганические продукты. Хлорсодержащие органические растворители — дихлорэтан, четыреххлористый углерод и др. — широко применяются для экстракции жиров и обезжиривания металлов. Хлорорганические препараты — ДДТ, гексахлоран и др. — служат эффективным средством борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. На основе хлорорганических продуктов изготовляются различные пластические массы, синтетические волокна, высококачественные каучуки, заменители кожи. С развитием техники область применения хлорорганических продуктов все время расширяется; это ведет к непрерывному увеличению производства хлора.

Широкое использование хлора в различных отраслях народного хозяйства, а также масштабы его производства и потребления позволяют отнести хлор, наряду с серной кислотой, аммиаком и содой, к числу важнейших продуктов, выпускаемых химической промышленностью.

Бром необходим для выработки различных лекарственных веществ, некоторых красителей, а также бромистого серебра, потребляемого в больших количествах фотографической промышленностью.

Иод широко применяется в медицине в виде так называемой йодной тинктуры (10%-ный раствор иода в спирте), превосходного антисептического и кровеостанавливающего средства. Кроме того, иод входит в состав ряда фармацевтических препаратов.

109 110 111

Вы читаете, статья на тему Получение и применение галогенов