რა არის ბერტოლეტის მარილი? ბერტოლეტის მარილი: ქიმიური თვისებები, მომზადება და გამოყენება

კალიუმის ან ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარის ელექტროლიზის დროს ფაქტობრივი პროცესები უფრო რთულია. ჰიპოქლორიტი (ქლორატი) შეიძლება წარმოიქმნას ქლორიდის ანიონის პირდაპირი დაჟანგვით ან ქლორის (რომელიც წარმოიქმნება ანოდზე) ტუტესთან რეაქციით (იხ. ბახჩისარაიციანი ნ.გ. და სხვ. სემინარი გამოყენებითი ელექტროქიმიის შესახებ (1990)- გვ. 179 და შემდეგ.)

გამოყენებული გრაფიტის ანოდები, ისევე როგორც ანოდის შლამი, შეიცავს უაღრესად ტოქსიკური ქლორირებული ნაერთების (მათ შორის დიოქსინების) კვალს. ლაბორატორიული ინსტალაციის მასალის მცირე რაოდენობა არ წარმოადგენს მნიშვნელოვან საფრთხეს. თუმცა, თავიდან უნდა იქნას აცილებული ნარჩენების უშუალო კონტაქტი კანთან. ცნობისთვის: ქლორაქნის (დიოქსინის კანის დაზიანება) პირველი დოკუმენტირებული შემთხვევა დაფიქსირდა გერმანიაში ქლორის მწარმოებელ მუშაკებს შორის, რომლებიც მუშაობდნენ ანოდის შლამთან.

6. ელექტროლიზატორის წარმოდგენილ ვერსიაში შედარებით ძვირადღირებული ანოდი გამოიყენება არაეფექტურად, რადგან თითქმის მთელი დენი გადის მხოლოდ მისი ზედაპირის იმ ნაწილში, რომელიც მიმართულია კათოდისკენ. თუ მცირე ცვლილებებს შეიტანთ დიზაინში ანოდის დამაგრებით კონტეინერის ცენტრში და გააკეთეთ იაფი კათოდი რამდენიმე ელემენტისგან, რომლებიც მდებარეობს ანოდის გარშემო თანაბარ მანძილზე, შეგიძლიათ მნიშვნელოვნად შეამციროთ ანოდის ცვეთა დენის სიმკვრივის შემცირებით ( ალტერნატიულად, დააჩქარეთ პროცესი დენის გაზრდით მისი ანოდური სიმკვრივით).

ელექტროლიზატორების სერიული კავშირი საშუალებას იძლევა ეფექტურად გამოიყენოს დენის წყაროს სიმძლავრე, რომლის ძაბვა მნიშვნელოვნად აღემატება ერთი უჯრედისთვის საჭირო ძაბვას. თუმცა, ამ დიზაინს ასევე აქვს მნიშვნელოვანი ნაკლი: მიუხედავად იმისა, რომ დენი ერთნაირია თითოეული უჯრედისთვის, მათ შორის ყველაზე მაღალი წინააღმდეგობის მქონე უჯრედისთვის, ამ "ცუდ" უჯრედზე ძაბვის ვარდნა უფრო დიდი იქნება, ვიდრე ნებისმიერ სხვაში. შედეგად, „ცუდი“ უჯრედის მიერ გაფანტულმა ენერგიამ შეიძლება გამოიწვიოს მისი გადახურება, რაც თავის მხრივ დააჩქარებს ანოდის ცვეთას. ცვეთის შედეგად შეიძლება კიდევ უფრო გაიზარდოს „ცუდი“ უჯრედის წინააღმდეგობა, გაიზრდება მასზე ძაბვის ვარდნა, რაც შემდგომ დეგრადაციას გამოიწვევს.

ვინაიდან მთლიანი წინააღმდეგობის ზრდა გამოიწვევს დენის ზოგად შემცირებას, ყველა უჯრედის მოქმედება ერთდროულად შემცირდება. თუ დენის წყარო გამოიყენება მიმდინარე სტაბილიზაციის სისტემით, მაშინ "ცუდი" უჯრედი სწრაფად განადგურდება.

ამრიგად, სერიულად შეერთებისას, ყველა ელექტროლიზატორს უნდა ჰქონდეს რაც შეიძლება მჭიდრო დიზაინი და იყოს იგივე პირობებში. ამის მიღწევა ყოველთვის ადვილი არ არის ლაბორატორიაში. ამ მიზეზით, რეკომენდირებულია ელექტროლიზატორები არ ჩაიტვირთოთ ლიმიტთან ახლოს ძირითადი პარამეტრების, უპირველეს ყოვლისა, დენის სიმკვრივისა და ტემპერატურის თვალსაზრისით.

7. ტროლეიბუსს აქვს დენის კოლექტორები (პანტოგრაფები), რომლებიც აღჭურვილია გრაფიტის ჩანართებით, რომლებიც უზრუნველყოფენ სადენების გასწვრივ სრიალს და უწყვეტ კონტაქტს.

ეს საკონტაქტო ჯაგრისები ცვდება და იწვება რკალებში, თუ კონტაქტი წარუმატებელია. დროდადრო მძღოლები მათ ახლით ანაცვლებენ და ძველებს გზის პირას აგდებენ. ბოლო გაჩერებებზე განსაკუთრებით ბევრი გამოყენებული ჯაგრისებია. შეგიძლიათ იაროთ და შეაგროვოთ საკმარისი ექსპერიმენტები ელექტროქიმიაში.

ეს ელექტროდები ტროლეიბუსის კონტაქტებისგან გავაკეთე.

ელექტროდები იჭრება ტროლეიბუსის დენის კოლექტორის გრაფიტის ჩასართიდან M3 ძაფში ხრახნიანი დენის მატარებელი ქინძისთავით. ის ასევე არის ელექტროლიზატორში ელექტროდების დამაგრების ელემენტი.

ქინძისთავები და ელექტროდებში ჩასმული ადგილები დაფარულია პოლივინილ ქლორიდის ლაქით, კოროზიისგან დასაცავად.

ბერთოლიტის მარილის სამეცნიერო სახელია კალიუმის ქლორატი. ამ ნივთიერებას აქვს ფორმულა KClO3. კალიუმის ქლორატი პირველად მიიღო ფრანგმა ქიმიკოსმა კლოდ ლუი ბერტოლეტმა 1786 წელს. ბერტოლეტმა გადაწყვიტა ქლორის გადატანა გახურებულ ხსნარში. როდესაც ხსნარი გაცივდა, კალიუმის ქლორატის კრისტალები დაეცა კოლბის ძირში.

კალიუმის ქლორატი

ბერტოლეტის მარილი არის უფერო კრისტალები, რომლებიც გაცხელებისას იშლება. პირველი, კალიუმის ქლორატი იშლება პერქლორატად და კალიუმის ქლორიდად, ხოლო უფრო მაღალი გაცხელებით, კალიუმის პერქლორატი იშლება კალიუმის ქლორიდად და ჟანგბადად.

აღსანიშნავია, რომ ბერტოლეტის მარილში კატალიზატორების (მანგანუმის, სპილენძის, რკინის ოქსიდები) დამატება რამდენჯერმე ამცირებს მის დაშლის ტემპერატურას.

ბერტოლეტის მარილის გამოყენება

ბერთოლიტის მარილის წარმოების კიდევ ერთი სამრეწველო მეთოდი არის კალიუმის ქლორიდის წყალხსნარების ელექტროლიზი. ელექტროდებზე ჯერ წარმოიქმნება კალიუმის ჰიდროქსიდისა და ქლორის ნაზავი, შემდეგ მათგან წარმოიქმნება კალიუმის ჰიპოქლორიტი, საიდანაც საბოლოოდ მიიღება ბერტოლეტის მარილი.

კლოდ ბერტოლე

კალიუმის ქლორატის გამომგონებელი კლოდ ბერტოლე იყო ექიმი და ფარმაცევტი. თავისუფალ დროს ეწეოდა ქიმიურ ექსპერიმენტებს. კლოდმა მიაღწია დიდ მეცნიერულ წარმატებებს - 1794 წელს პარიზის ორი უმაღლესი სკოლის პროფესორი გახდა.

ბერტოლე გახდა პირველი ქიმიკოსი, რომელმაც შეძლო ამიაკის, წყალბადის სულფიდის, ჭაობის გაზისა და ჰიდროციანმჟავას შემადგენლობის დადგენა. მან გამოიგონა ვერცხლის ფულმინატი და ქლორის გაუფერულების პროცესი.

მოგვიანებით ბერტოლე მუშაობდა ეროვნული თავდაცვის საკითხებზე და მსახურობდა ნაპოლეონის მრჩევლად. სამსახურის დასასრულს კლოდმა დააარსა სამეცნიერო წრე, რომელშიც შედიოდნენ ისეთი ცნობილი ფრანგი მეცნიერები, როგორებიც არიან გეი-ლუსაკი, ლაპლასი და ჰუმბოლდტი.

შესავალი

ქიმიაში ჟანგბადის შესწავლისას თქვენ მიაღწიეთ განყოფილებას "ჟანგბადის წარმოება ლაბორატორიაში არაორგანული ნივთიერებების დაშლით". "წყლის, კალიუმის პერმანგანატის, წყალბადის ზეჟანგის, მძიმე ოქსიდების და აქტიური ლითონების ნიტრატების დაშლა... ასე რომ, ყველაფერი ნათელია. ჟანგბადის მიღება ბერთოლიტის მარილიდან? როგორი ცხოველია ეს?!" - ყველა მოსწავლის აზროვნების სტანდარტული მატარებელი, რომელიც ათვალიერებს ამ აბზაცს სახელმძღვანელოში. სკოლაში ფაიფურის მარილს არ ასწავლიან, ამიტომ თქვენ თავად უნდა მიმართოთ მას. დღეს ამ სტატიაში შევეცდები მაქსიმალურად დეტალურად ვუპასუხო კითხვას რა არის ბერტოლეტის მარილი.

სახელის წარმოშობა

პირველ რიგში, მოდით ვისაუბროთ მის სახელზე. მარილი არის არაორგანული ნივთიერებების ცალკეული კლასი, რომლის ქიმიურ ფორმულას აქვს ელემენტების შემდეგი განლაგება: Me-n- მჟავე ნარჩენი, სადაც Me არის ლითონი, მჟავე ნარჩენი არის მჟავე ნარჩენი, n არის ატომების რაოდენობა (შეიძლება არა იყოს იმ შემთხვევაში, თუ ლითონის ვალენტობა არის და მჟავის ნარჩენი იგივეა). მჟავის ნარჩენი აღებულია ნებისმიერი არაორგანული მჟავისგან. ამ მარილის ქიმიური ფორმულა არის KClO 3. მასში არსებული ლითონი არის კალიუმი, რაც ნიშნავს, რომ ეს არის კალიუმი. ClO 3 ნარჩენის წყაროა პერქლორინის მჟავა HClO 3. საერთო ჯამში, ბერტოლეტის მარილი არის პერქლორიუმის მჟავას კალიუმის მარილი. მას ასევე უწოდებენ კალიუმის ქლორატს და ზედსართავი სახელი "bertoletova" მას მიაწერენ მისი აღმომჩენის სახელის გამო.

აღმოჩენის ისტორია

ის პირველად 1786 წელს მიიღო ფრანგმა ქიმიკოსმა კლოდ ბერტოლეტმა. მან ქლორი გაატარა კალიუმის ჰიდროქსიდის ცხელი, კონცენტრირებული ხსნარით (ფოტო).

ბერტოლეტის მარილი: მიღება

ქლორატების წარმოება ინდუსტრიულად (ბერტოლეტის მარილის ჩათვლით) ეფუძნება ჰიპოქლორიტების დისპროპორციულ რეაქციას, რომლებიც მიიღება ქლორის ტუტე ხსნარებთან ურთიერთქმედებით. პროცესის დიზაინი შეიძლება განსხვავებული იყოს: იმის გამო, რომ ყველაზე დიდი ტონაჟის პროდუქტია კალციუმის ჰიპოქლორიტი, საიდანაც მზადდება გაუფერულება, ყველაზე გავრცელებული პროცესია კალციუმის ქლორატს შორის გაცვლითი რეაქციის განხორციელება (ის მიიღება გაცხელებით. კალციუმის ჰიპოქლორიტი) და კალიუმის ქლორიდი (ის კრისტალიზდება დედა ლიქიორისგან). ხსნარი). კალიუმის ქლორატის მიღება ასევე შესაძლებელია ბერტოლეტის შეცვლილი მეთოდის გამოყენებით კალიუმის ქლორიდის დიაფრაგმის გარეშე ელექტროლიზით. მიღებული ქლორი და კალიუმის ჰიდროქსიდი დაუყოვნებლივ რეაგირებენ. მათი რეაქციის პროდუქტია კალიუმის ჰიპოქლორიტი, რომელიც შემდგომში არაპროპორციულია ორიგინალური კალიუმის ქლორიდისა და კალიუმის ქლორატის მიმართ.

ქიმიური თვისებები

თუ გათბობის ტემპერატურა 400 o C-ს მიაღწევს, ხდება ბერტოლეტის მარილის დაშლა, რომლის დროსაც გამოიყოფა ჟანგბადი და შუალედში წარმოიქმნება კალიუმის პერქლორატი. კატალიზატორებით (მანგანუმის ოქსიდი (4), რკინის ოქსიდი (3), სპილენძის ოქსიდი და ა.შ.), ტემპერატურა, რომლის დროსაც ეს პროცესი ხდება, გაცილებით დაბალია. ბერტოლეტის მარილს და ამონიუმის სულფატს შეუძლიათ რეაქცია მოახდინონ წყალ-ალკოჰოლურ ხსნარში და შექმნან ამონიუმის ქლორატი.

განაცხადი

შემცირების აგენტების (ფოსფორის, გოგირდის, ორგანული ნაერთების) და კალიუმის ქლორატის ნარევები ფეთქებადია და მგრძნობიარეა შოკისა და ხახუნის მიმართ (ფოტო ზემოთ). მგრძნობელობა იზრდება ბრომების და ამონიუმის მარილების არსებობის შემთხვევაში. მათი მაღალი მგრძნობელობის გამო, ბერტოლეტის მარილის შემცველი კომპოზიციები თითქმის არასოდეს გამოიყენება სამხედრო და სამრეწველო ასაფეთქებელი ნივთიერებების წარმოებაში. იგი ზოგჯერ გამოიყენება პიროტექნიკაში, როგორც ქლორის წყარო ფერადი ალის კომპოზიციებისთვის.

ის ასევე გვხვდება ასანთის თავებში და ძალიან იშვიათად შეიძლება იყოს გამომწვევი ასაფეთქებელი ნივთიერება (ქლორატის ფხვნილი ააფეთქა კაბელი და წარმოადგენდა ვერმახტის ხელყუმბარის ღეროს შემადგენლობას). ხოლო სსრკ-ში კალიუმის ქლორატი შედის მოლოტოვის კოქტეილების ფუფუნებაში, რომელიც მომზადებულია სპეციალური რეცეპტის მიხედვით. ბერტოლეტის მარილის ხსნარებს ადრე ხანდახან იყენებდნენ, როგორც სუსტ ანტისეპტიკურ და გარეგანი სამკურნალო გარგარის სახით. მეოცე საუკუნის დასაწყისში ბერთოლიტის მარილი გამოიყენებოდა ლაბორატორიაში ჟანგბადის წარმოებისთვის. თუმცა მაღალი საფრთხის გამო აღარ გამოიყენებოდა. იგი ასევე გამოიყენება ლაბორატორიაში ქლორის დიოქსიდის მისაღებად (ტარდება კალიუმის ოქსალატის ქლორატის შემცირების რეაქცია და ემატება გოგირდმჟავა).

დასკვნა

ახლა თქვენ იცით ყველაფერი ფაიფურის მარილის შესახებ. ეს შეიძლება იყოს როგორც სასარგებლო, ასევე ძალიან საშიში ადამიანისთვის. თუ სახლში გაქვთ ასანთი, მაშინ ყოველდღე აკვირდებით ბერტოლეტის მარილის ერთ-ერთ გამოყენებას ყოველდღიურ ცხოვრებაში.

შესავალი

ქიმიაში ჟანგბადის შესწავლისას თქვენ მიაღწიეთ განყოფილებას "ჟანგბადის წარმოება ლაბორატორიაში არაორგანული ნივთიერებების დაშლით". "წყლის, კალიუმის პერმანგანატის, წყალბადის ზეჟანგის, მძიმე ოქსიდების და აქტიური ლითონების ნიტრატების დაშლა... ასე რომ, ყველაფერი ნათელია. ჟანგბადის მიღება ბერთოლიტის მარილიდან? როგორი ცხოველია ეს?!" - ყველა მოსწავლის აზროვნების სტანდარტული მატარებელი, რომელიც ათვალიერებს ამ აბზაცს სახელმძღვანელოში. სკოლაში ფაიფურის მარილს არ ასწავლიან, ამიტომ თქვენ თავად უნდა მიმართოთ მას. დღეს ამ სტატიაში შევეცდები მაქსიმალურად დეტალურად ვუპასუხო კითხვას რა არის ბერტოლეტის მარილი.

სახელის წარმოშობა

პირველ რიგში, მოდით ვისაუბროთ მის სახელზე. მარილი ცალკეა არაორგანული ნივთიერებების კლასი,რომლის ქიმიურ ფორმულაში არის ელემენტების შემდეგი განლაგება: Me-n- მჟავე ნარჩენი, სადაც Me არის ლითონი, მჟავე ნარჩენი არის მჟავე ნარჩენი, n არის ატომების რაოდენობა (შეიძლება არ იყოს, თუ ვალენტობა ლითონი და მჟავე ნარჩენი იგივეა). მჟავის ნარჩენი აღებულია ნებისმიერი არაორგანული მჟავისგან. ამ მარილის ქიმიური ფორმულა არის KClO 3. მასში არსებული ლითონი არის კალიუმი, რაც ნიშნავს, რომ ეს არის კალიუმი. ClO 3 ნარჩენის წყაროა პერქლორინის მჟავა HClO 3. საერთო ჯამში, ბერტოლეტის მარილი არის პერქლორიუმის მჟავას კალიუმის მარილი. მას ასევე უწოდებენ კალიუმის ქლორატს და ზედსართავი სახელი "bertoletova" მას მიაწერენ მისი აღმომჩენის სახელის გამო.

აღმოჩენის ისტორია

ის პირველად 1786 წელს მიიღო ფრანგმა ქიმიკოსმა კლოდ ბერტოლეტმა. მან ქლორი გაატარა კალიუმის ჰიდროქსიდის ცხელი, კონცენტრირებული ხსნარით (ფოტო).

ბერტოლეტის მარილი: მიღება

ქლორატების წარმოება ინდუსტრიულად (ბერტოლეტის მარილის ჩათვლით) ეფუძნება ჰიპოქლორიტების დისპროპორციულ რეაქციას, რომლებიც მიიღება ქლორის ტუტე ხსნარებთან ურთიერთქმედებით. პროცესის დიზაინი შეიძლება განსხვავებული იყოს: იმის გამო, რომ ყველაზე დიდი ტონაჟის პროდუქტია კალციუმის ჰიპოქლორიტი,საიდანაც მზადდება მათეთრებელი, ყველაზე გავრცელებული პროცესია კალციუმის ქლორატის (ის მიიღება კალციუმის ჰიპოქლორიტის გაცხელებით) და კალიუმის ქლორიდის (ის კრისტალიზდება დედის ლიქიორიდან) გაცვლითი რეაქციის ჩატარება. კალიუმის ქლორატის მიღება ასევე შესაძლებელია ბერტოლეტის შეცვლილი მეთოდის გამოყენებით კალიუმის ქლორიდის დიაფრაგმის გარეშე ელექტროლიზით. მიღებული ქლორი და კალიუმის ჰიდროქსიდი დაუყოვნებლივ რეაგირებენ. მათი რეაქციის პროდუქტია კალიუმის ჰიპოქლორიტი, რომელიც კიდევ უფრო არაპროპორციულია ორიგინალთან კალიუმის ქლორიდიდა კალიუმის ქლორატი.

ქიმიური თვისებები

თუ გათბობის ტემპერატურა 400 o C-ს მიაღწევს, ხდება ბერტოლეტის მარილის დაშლა, რომლის დროსაც გამოიყოფა ჟანგბადი და შუალედში წარმოიქმნება კალიუმის პერქლორატი. კატალიზატორებით (მანგანუმის ოქსიდი (4), რკინის ოქსიდი (3), სპილენძის ოქსიდი და ა.შ.), ტემპერატურა, რომლის დროსაც ეს პროცესი ხდება, გაცილებით დაბალია. ბერტოლეტის მარილს და ამონიუმის სულფატს შეუძლიათ რეაქცია მოახდინონ წყალ-ალკოჰოლურ ხსნარში და შექმნან ამონიუმის ქლორატი.

განაცხადი

აღმდგენი საშუალებების ნარევები (ფოსფორი, გოგირდი, ორგანული ნაერთები)და კალიუმის ქლორატი ფეთქებადი და მგრძნობიარეა შოკისა და ხახუნის მიმართ (ფოტო ზემოთ). მგრძნობელობა იზრდება ბრომების და ამონიუმის მარილების არსებობის შემთხვევაში. მათი მაღალი მგრძნობელობის გამო, ბერტოლეტის მარილის შემცველი კომპოზიციები თითქმის არასოდეს გამოიყენება სამხედრო და სამრეწველო ასაფეთქებელი ნივთიერებების წარმოებაში. იგი ზოგჯერ გამოიყენება პიროტექნიკაში, როგორც ქლორის წყარო ფერადი ალის კომპოზიციებისთვის.

ის ასევე გვხვდება ასანთის თავებში და ძალიან იშვიათად შეიძლება იყოს ინიციატორი ფეთქებადი (ქლორატის ფხვნილი ააფეთქეს ტვინი და წარმოადგენდა ვერმახტის ხელყუმბარის ღეროს შემადგენლობას). ხოლო სსრკ-ში კალიუმის ქლორატი შედის მოლოტოვის კოქტეილების ფუფუნებაში, რომელიც მომზადებულია სპეციალური რეცეპტის მიხედვით. ბერტოლეტატის მარილების ხსნარებს ადრე ზოგჯერ იყენებდნენ როგორც სუსტ ანტისეპტიკურ და გარე სამკურნალო გარგარის სახით. მე-20 საუკუნის დასაწყისში ბერთოლიტის მარილი გამოიყენებოდა ჟანგბადის წარმოებისთვის ლაბორატორიაში. თუმცა მაღალი საფრთხის გამო აღარ გამოიყენებოდა. ასევე ლაბორატორიაში მისი გამოყენებით მიიღება ქლორის დიოქსიდი (ახორციელებენ კალიუმის ქლორატის შემცირების რეაქციას ოქსილის მჟავასთან და უმატებენ გოგირდის მჟავა).

დასკვნა

ახლა თქვენ იცით ყველაფერი ფაიფურის მარილის შესახებ. ეს შეიძლება იყოს როგორც სასარგებლო, ასევე ძალიან საშიში ადამიანისთვის. თუ სახლში გაქვთ ასანთი, მაშინ ყოველდღე აკვირდებით ბერტოლეტის მარილის ერთ-ერთ გამოყენებას ყოველდღიურ ცხოვრებაში.