Хлористый
| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Систематическое название ИЮПАК Хлористый [1] | |||
| Идентификаторы | |||
3D model ( JSmol ) | |||
| 3587171 | |||
| ЧЭБИ | |||
| ЧЕМБЛ | |||
| ХимическийПаук | |||
| 14910 | |||
| КЕГГ | |||
ПабХим CID | |||
| НЕКОТОРЫЙ | |||
| Характеристики | |||
| кл. − | |||
| Молярная масса | 35.45 g·mol −1 | ||
| Конъюгатная кислота | Хлороводород | ||
| Термохимия | |||
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 ) | 153,36 Дж·К −1 ·моль −1 [2] | ||
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 ) | −167 кДж·моль −1 [2] | ||
| Родственные соединения | |||
Другие анионы | |||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |||
Термин хлорид относится к соединению или молекуле, которая содержит ион хлора ( кл. − ), который представляет собой отрицательно заряженный атом хлора или незаряженный атом хлора, ковалентно связанный с остальной частью молекулы одинарной связью ( -Cl ). Многие неорганические хлориды представляют собой соли . Многие органические соединения являются хлоридами. Произношение слова «хлорид» такое: / ˈ k l ɔːr aɪ d / . [3]
Ион хлора представляет собой анион (отрицательно заряженный ион) с зарядом Cl. − . Хлоридные соли, такие как хлорид натрия, часто растворимы в воде. [4] Это важный электролит, расположенный во всех жидкостях организма, отвечающий за поддержание кислотно-щелочного баланса, передачу нервных импульсов и регулирование потока жидкости в клетках и из них. Другими примерами ионных хлоридов являются хлорид натрия NaCl, хлорид кальция. CaCl 2 и хлорид аммония [NH 4 ]Cl .
Хлорид также представляет собой нейтральный атом хлора, ковалентно связанный одинарной связью с остальной частью молекулы. Например, метилхлорид CH 3 Cl – органическое соединение с ковалентной связью C-Cl, в котором хлор не является анионом. Другими примерами ковалентных хлоридов являются четыреххлористый углерод. CCl 4 , сульфурилхлорид SO 2 Cl 2 и монохлорамин NH 2 Cl .
Электронные свойства
[ редактировать ]Ион хлорида (диаметр 167 мкм ) намного больше атома хлора (диаметр 99 мкм). Атом хлора удерживает валентную оболочку слабее, поскольку у хлорид-аниона на один электрон больше, чем у него. [5] Ион бесцветен и диамагнитен. В водном растворе в большинстве случаев хорошо растворим; однако некоторые хлоридные соли, такие как хлорид серебра , хлорид свинца (II) и хлорид ртути (I) , лишь незначительно растворимы в воде. [6] В водном растворе хлорид связан протонным концом молекул воды.
Реакции хлорида
[ редактировать ]Хлорид может окисляться, но не восстанавливаться. Первое окисление, используемое в хлор-щелочном процессе, представляет собой преобразование в газообразный хлор. Хлор может быть дополнительно окислен до других оксидов и оксианионов, включая гипохлорит (ClO − , активный ингредиент хлорного отбеливателя ), диоксид хлора (ClO 2 ), хлорат ( ClO −
3 ) и перхлорат ( ClO −
4 ).
По своим кислотно-основным свойствам хлорид является слабым основанием , о чем свидетельствует отрицательное значение р Ка . соляной кислоты Хлорид может протонироваться сильными кислотами , например серной кислотой:
- NaCl + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + HCl
Ионные хлоридные соли реагируют с другими солями с обменом анионов. Присутствие галогенид-ионов, таких как хлорид, можно обнаружить с помощью нитрата серебра . Раствор, содержащий ионы хлорида, образует белый осадок хлорида серебра : [7]
- кл. − + В + → AgCl
Концентрацию хлорида в анализе можно определить с помощью хлоридометра , который обнаруживает ионы серебра после того, как весь хлорид в анализе выпадает в осадок в результате этой реакции.
Хлорированные серебряные электроды обычно используются в ex vivo электрофизиологии . [8]
Другие оксианионы
[ редактировать ]Хлор может принимать степени окисления -1, +1, +3, +5 или +7. несколько нейтральных оксидов хлора Известны также .
Степень окисления хлора −1 +1 +3 +5 +7 Имя хлористый гипохлорит хлорит хлорат перхлорат Формула кл. − ClO − ClO −
2ClO −
3ClO −
4Структура 
Встречаемость в природе
[ редактировать ]В природе хлорид встречается преимущественно в морской воде, концентрация ионов хлорида которой составляет 19400 мг/л. [9] Меньшие количества, хотя и в более высоких концентрациях, встречаются в некоторых внутренних морях и подземных соляных колодцах , таких как Большое Соленое озеро в штате Юта и Мертвое море в Израиле . [10] Большинство хлоридных солей растворимы в воде, поэтому хлоридсодержащие минералы обычно встречаются в изобилии только в сухом климате или глубоко под землей. К некоторым хлоридсодержащим минералам относятся галит (хлорид натрия NaCl ), сильвит (хлорид калия KCl ), бишофит (MgCl 2 ∙6H 2 O), карналлит (KCl∙MgCl 2 ∙6H 2 O) и каинит (KCl∙MgSO 4 ∙) . 3Н 2 О). Он также встречается в эвапоритовых минералах, таких как хлорапатит и содалит .
Роль в биологии
[ редактировать ]Хлорид имеет важное физиологическое значение. [11] который включает регуляцию осмотического давления , электролитного баланса и кислотно-щелочного гомеостаза. Хлорид присутствует во всех жидкостях организма . [12] и является наиболее распространенным внеклеточным анионом , на долю которого приходится около трети внеклеточной жидкости тонуса . [13] [14]
Хлорид является важным электролитом , играющим ключевую роль в поддержании клеточного гомеостаза и передаче потенциалов действия в нейронах. [15] Он может проходить через хлоридные каналы (включая рецептор ГАМК А ) и транспортироваться транспортерами KCC2 и NKCC2 .
Хлорид обычно (хотя и не всегда) имеет более высокую внеклеточную концентрацию, что приводит к отрицательному реверсивному потенциалу (около -61 мВ при 37 ° C в клетке млекопитающих). [16] Характерные концентрации хлоридов в модельных организмах составляют: как в E. coli , так и в почкующихся дрожжах - 10-200 мМ (в зависимости от среды), в клетках млекопитающих - 5-100 мМ и в плазме крови - 100 мМ. [17]
Концентрация хлоридов в крови называется хлоридом сыворотки , и эта концентрация регулируется почками . Ион хлорида является структурным компонентом некоторых белков; например, он присутствует в ферменте амилазе . Для этих целей хлорид является одним из важнейших пищевых минералов (указан по названию элемента «хлор »). Уровни хлоридов в сыворотке в основном регулируются почками посредством различных транспортеров, расположенных вдоль нефронов . [18] Большая часть хлоридов, фильтрующихся клубочками , реабсорбируется как в проксимальных, так и в дистальных канальцах (в основном в проксимальных канальцах) путем как активного, так и пассивного транспорта. [19]
Коррозия
[ редактировать ]
Присутствие хлоридов, например, в морской воде, значительно ухудшает условия питтинговой коррозии большинства металлов (в том числе нержавеющих сталей, алюминия и высоколегированных материалов). Хлоридная коррозия стали в бетоне приводит к локальному разрушению защитной оксидной формы в щелочном бетоне, в результате чего происходит последующее локальное коррозионное воздействие. [20]
Экологические угрозы
[ редактировать ]Повышенные концентрации хлоридов могут вызвать ряд экологических последствий как в водной, так и в наземной среде. Это может способствовать подкислению рек, мобилизации радиоактивных металлов почвы путем ионного обмена, влиять на смертность и размножение водных растений и животных, способствовать проникновению морских организмов в ранее пресноводную среду и препятствовать естественному перемешиванию озер. Также было показано, что хлорид натрия изменяет состав видов микробов при относительно низких концентрациях. Он также может препятствовать процессу денитрификации, микробному процессу, необходимому для удаления нитратов и сохранения качества воды, а также препятствовать нитрификации и дыханию органических веществ. [21]
Производство
[ редактировать ]Хлор -щелочная промышленность является основным потребителем мирового энергетического бюджета. Этот процесс превращает концентрированные растворы хлорида натрия в хлор и гидроксид натрия, которые используются для производства многих других материалов и химикатов. Этот процесс включает две параллельные реакции:
- 2 кл. − → Кл
2 + 2 и − - 2 часа
2 О + 2 е − → Н 2 + 2 ОН −
Примеры и использование
[ редактировать ]Примером может служить поваренная соль, представляющая собой хлорид натрия с химической формулой NaCl. В воде диссоциирует на Na. + и Cl − ионы. Соли, такие как хлорид кальция , хлорид магния , хлорид калия, имеют разнообразное применение: от медицинского лечения до образования цемента. [4]
Хлорид кальция (CaCl 2 ) — это соль, которая продается в форме гранул и предназначена для удаления сырости из помещений. Хлорид кальция также используется для содержания грунтовых дорог и укрепления дорожных оснований для нового строительства. Кроме того, хлорид кальция широко используется в качестве антиобледенителя , поскольку он эффективно снижает температуру плавления при нанесении на лед. [22]
Примерами хлоридов с ковалентной связью являются трихлорид фосфора , пентахлорид фосфора и тионилхлорид , все три из которых являются реактивными хлорирующими реагентами , которые использовались в лаборатории .
Качество и обработка воды
[ редактировать ]Основным применением хлоридов является опреснение , которое предполагает энергоемкое удаление хлоридных солей с получением питьевой воды . В нефтяной промышленности хлориды являются тщательно контролируемым компонентом системы бурового раствора . Увеличение содержания хлоридов в системе бурового раствора может указывать на бурение пласта с соленой водой под высоким давлением. Ее увеличение также может свидетельствовать о плохом качестве целевого песка. [ нужна ссылка ]
Хлорид также является полезным и надежным химическим индикатором фекального загрязнения рек и подземных вод, поскольку хлорид является нереактивным растворенным веществом и повсеместно присутствует в сточных водах и питьевой воде. Многие компании, регулирующие воду, по всему миру используют хлорид для проверки уровня загрязнения рек и источников питьевой воды. [23]
Еда
[ редактировать ]Хлоридные соли, такие как хлорид натрия, используются для консервирования продуктов питания , а также в качестве питательных веществ или приправ .
См. также
[ редактировать ]- Галогениды (соединения галогенов)
- Почечная реабсорбция хлоридов
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Хлорид-ион - Публичная химическая база данных PubChem» . Проект ПабХим . США: Национальный центр биотехнологической информации.
- ^ Jump up to: а б Зумдал, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Хоутон Миффлин. п. А21. ISBN 978-0-618-94690-7 .
- ^ Уэллс, Джон К. (2008), Словарь произношения Лонгмана (3-е изд.), Лонгман, стр. 143, ISBN 9781405881180
- ^ Jump up to: а б Грин, Джон и Садру Дамджи. «Глава 3». Химия . Камбервелл, Вика: IBID, 2001. Печать.
- ^ «Размер атомов» . chemed.chem.purdue.edu . Проверено 3 марта 2022 г.
- ^ Зумдал, Стивен (2013). Химические принципы (7-е изд.). Cengage Обучение. п. 109. ИСБН 978-1-285-13370-6 .
- ^ «Тестирование галогенид-ионов - Группа 0 и тестирование ионов - GCSE Chemistry (Single Science) Revision - WJEC» . BBC Bitesize . Проверено 3 марта 2022 г.
- ^ Моллеман, Арелес (2003). «Зажим пластыря: вводное руководство по электрофизиологии зажима пластыря». Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-48685-5 .
- ^ «Хлорид и соленость» (PDF) . Колумбия.edu . 8 сентября 2011 года . Проверено 8 января 2023 г.
- ^ Гринвуд, Нью-Йорк (1984). Химия элементов (1-е изд.). Оксфорд [Оксфордшир]: Pergamon Press. ISBN 9780750628327 .
- ^ Раут, Сатиш (2024). «Хлорид-ионы в здоровье и болезни» . Отчеты по биологическим наукам . 44 (5). БСР20240029. дои : 10.1042/BSR20240029 . ПМЦ 11065649 . ПМИД 38573803 .
- ^ Дин, Норман; Зифф, Моррис; Смит, Гомер В. (1952). «Распределение общего содержания хлоридов в организме человека» . Журнал клинических исследований . 31 (2). п. 201, таблица 1. doi : 10.1172/JCI102592 . ПМК 436401 . ПМИД 14907900 .
- ^ Беренд, Кенрик; ван Хюлстейн, Леонард Хендрик; Ганс, Райк О.Б. (апрель 2012 г.). «Хлорид: королева электролитов?». Европейский журнал внутренней медицины . 23 (3): 203–211. дои : 10.1016/j.ejim.2011.11.013 . ПМИД 22385875 .
- ^ Рейн, Джошуа Л.; Кока, Стивен Г. (1 марта 2019 г.). « Я не получаю никакого уважения»: роль хлорида при остром повреждении почек» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 316 (3): Ф587–Ф605. дои : 10.1152/ajprenal.00130.2018 . ISSN 1931-857X . ПМК 6459301 . ПМИД 30539650 .
- ^ Йентч, Томас Дж.; Штейн, Валентин; Вайнрайх, Франк; Здебик, Ансельм А. (1 апреля 2002 г.). «Молекулярная структура и физиологическая функция хлоридных каналов» . Физиологические обзоры . 82 (2): 503–568. doi : 10.1152/physrev.00029.2001 . ISSN 0031-9333 . ПМИД 11917096 .
- ^ «Равновесные потенциалы» . www.d.umn.edu .
- ^ Майло, Рон; Филипс, Роб. «Клеточная биология в цифрах: какова концентрация различных ионов в клетках?» . book.bionumbers.org . Проверено 24 марта 2017 г.
- ^ Нагами, Гленн Т. (1 июля 2016 г.). «Гиперхлоремия – Почему и как» . Нефрология (английское издание) . 36 (4): 347–353. дои : 10.1016/j.nefro.2016.04.001 . ISSN 2013-2514 . ПМИД 27267918 .
- ^ Шриманкер, Иша; Бхаттараи, Сандип (2020). «Электролиты» . СтатПерлз . Издательство StatPearls. ПМИД 31082167 .
- ^ Криадо, М. (январь 2015 г.). «13. Коррозионное поведение армированной стали, залитой в активируемый щелочью раствор» . Справочник по активированным щелочью цементам, растворам и бетонам . Издательство Вудхед. стр. 333–372. дои : 10.1533/9781782422884.3.333 . ISBN 978-1-78242-276-1 .
- ^ Каушал, СС (19 марта 2009 г.). "Хлористый". Энциклопедия внутренних вод . Академическая пресса. стр. 23–29. ISBN 978-0-12-370626-3 .
- ^ «Обычные соли» . гиперфизика.phy-astr.gsu.edu . Государственный университет Джорджии.
- ^ «Хлориды» . www.gopetsamerica.com . Архивировано из оригинала 18 августа 2016 года . Проверено 14 апреля 2018 г.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
