Свойства хлора

Хлор относится к группе галогенов. Молекулярная масса хлора - 70,9.

При нормальных условиях хлор представляет собой газ зеленовато-желтого цвета с резким раздражающим запахом. В сжиженном состоянии хлор может находиться только при избыточном давлении или при температуре ниже минус 34 °С. Хранится и транспортируется жидкий хлор в сосудах, выдерживающих избыточное давление. Давление насыщенных паров хлора в сосуде зависит от температуры и с ее повышением увеличивается. Зависимость давления насыщенных паров хлора в сосуде от температуры приведена в таблице 1.

Таблица 1

Плотность жидкого хлора при температуре кипения (-34 °С) составляет 1560 кг/м³.

При испарении одного объема жидкого хлора при 0 °С образуется 457 объемов газообразного хлора. Газообразный хлор тяжелее воздуха в 2,5 раза, поэтому при аварийных утечках он стелется по низу, создавая устойчивое газовое облако. Плотность хлоргаза при 0 °С и давлении 101,3 кПа равна 3,21 кг/м³.

Хлор, полученный в электролизерах, может содержать крайне опасную примесь - трихлорид азота (NCl₃). Последний представляет собой тяжелую маслянистую жидкость с неприятным запахом, напоминающим запах хлора. Плотность NCl₃ – 1,65 кг/л; температура кипения 71 °С. Трихлорид азота является взрывчатым веществом, обладающим чрезвычайно высокой чувствительностью к удару, трению и нагреванию. Наличие в хлоре трихлорида азота может послужить причиной хлопков и взрывов трубопроводов, ресиверов, испарителей и тары для хранения и транспортирования жидкого хлора.

Хлопки и взрывы на ряде предприятий химической промышленности, цветной металлургии, в хлорном хозяйстве станций водоподготовки сопровождались, как правило, выбросом больших количеств хлора в окружающую среду. Учитывая взрывоопасные свойства трихлорида азота, ГОСТ 6718-93 допускает его содержание в жидком хлоре первого сорта не более 0,004% (по массе).

Хлор является сильным окислителем. Не горюч. Реагирует с большинством органических соединений, в ряде случаев со взрывом. Смесь хлора с водородом под действием света взрывается.

Хлор оказывает различное коррозионное воздействие на конструкционные материалы в зависимости оттого, "влажный" он или "сухой". В присутствии влаги протекает обратимая реакция гидролиза хлора с образованием соляной и хлорноватистой кислот:

Сl₂ + Н₂O «НСl + НсlO

Кроме этой реакции, в определенных условиях протекают одновременно реакции с образованием хлорноватой кислоты (НСlO₃), хлоридов железа, водорода и кислорода. Поэтому во "влажном хлоре" (содержание воды > 0,04% масс.) углеродистые и низколегированные стали подвергаются точечной и язвенной коррозии, а в герметичных сосудах (например, в хлорных контейнерах) повышается вероятность образования взрывоопасных смесей водорода с кислородом и хлором.

Для изготовления технологического и трубопроводного оборудования, эксплуатируемого во "влажном хлоре" (теплообменники, насосы, трубопроводы, арматура и др.) используют титан, который не взаимодействует с "влажным хлором" даже при повышенной температуре (100 °С). Однако следует иметь в виду, что с "сухим" газообразным и жидким хлором (содержание воды менее 0,04% масс.) титан реагирует очень бурно, вплоть до самовозгорания и взрыва.

С углеродистыми и низколегированными сталями "сухой хлор" практически не взаимодействует до температуры 100 °С.