| |||
| Имена | |||
|---|---|---|---|
| Систематическое название ИЮПАК Хлорид [1] | |||
| Идентификаторы | |||
3D модель ( JSmol ) | |||
| 3587171 | |||
| ЧЭБИ | |||
| ЧЭМБЛ | |||
| ChemSpider | |||
| 14910 | |||
| КЕГГ | |||
PubChem CID | |||
| UNII | |||
CompTox Dashboard ( EPA ) | |||
| |||
| |||
| Характеристики | |||
| Cl- | |||
| Молярная масса | 35,45 г · моль -1 | ||
| Конъюгированная кислота | Хлористый водород | ||
| Термохимия | |||
Стандартная мольная энтропия ( S | 153,36 Дж -1 моль -1 [2] | ||
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 ) | −167 кДж · моль −1 [2] | ||
| Родственные соединения | |||
Другие анионы | Фторид | ||
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |||
| Ссылки на инфобоксы | |||
Хлорид ион / к л ɔːr aɪ д / [3] является анион (отрицательно заряженный ион) Cl - . Он образуется, когда элемент хлор ( галоген ) получает электрон или когда соединение, такое как хлористый водород, растворяется в воде или других полярных растворителях. Хлоридные соли, такие как хлорид натрия , часто хорошо растворяются в воде. [4] Это важный электролит.расположены во всех жидкостях организма и отвечают за поддержание кислотно-щелочного баланса, передачу нервных импульсов и регулирование поступления жидкости в клетки и из них. Реже слово хлорид может также составлять часть «общего» названия химических соединений, в которых один или несколько атомов хлора связаны ковалентной связью . Например, метилхлорид со стандартным названием хлорметан (см. Книги IUPAC) представляет собой органическое соединение с ковалентной связью C-Cl, в котором хлор не является анионом.
Электронные свойства [ править ]
Ион хлора намного больше атома хлора, 167 и 99 пм соответственно. Ион бесцветен и диамагнитен. В водном растворе в большинстве случаев хорошо растворяется; однако некоторые хлоридные соли, такие как хлорид серебра, хлорид свинца (II) и хлорид ртути (I), плохо растворяются в воде. [5] В водном растворе хлорид связан с протонным концом молекул воды.
Реакции хлорида [ править ]
Хлорид может окисляться, но не восстанавливаться. Первое окисление, используемое в хлорщелочном процессе, - это превращение 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).
С точки зрения кислотно-основных свойств хлорид является очень слабым основанием, на что указывает отрицательное значение p K a соляной кислоты. Хлорид может протонироваться сильными кислотами , такими как серная кислота:
- NaCl + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + HCl
Реакция ионных хлоридных солей с другими солями для обмена анионов. Присутствие хлорида часто обнаруживается по образованию нерастворимого хлорида серебра при обработке ионом серебра:
- Cl - + Ag + → AgCl
Концентрация хлорида в анализе может быть определена с помощью хлоридометра , который обнаруживает ионы серебра после того, как весь хлорид в анализе осаждается в результате этой реакции.
Хлоридированные серебряные электроды обычно используются в электрофизиологии ex vivo . [6]
Другие оксианионы [ править ]
Хлор может принимать степени окисления -1, +1, +3, +5 или +7. Известны также несколько нейтральных оксидов хлора .
| Степень окисления хлора | −1 | +1 | +3 | +5 | +7 |
|---|---|---|---|---|---|
| Имя | хлористый | гипохлорит | хлорит | хлорат | перхлорат |
| Формула | Cl - | ClO - | ClO- 2 | ClO- 3 | ClO- 4 |
| Структура |
Встречаемость в природе [ править ]
В природе хлорид содержится в основном в морской воде, содержащей 1,94% хлорида. Меньшие количества, хотя и в более высоких концентрациях, встречаются в некоторых внутренних морях и в подземных рассольных колодцах, таких как Большое Соленое озеро , Юта и Мертвое море , Израиль . [7] Большинство хлоридных солей растворимы в воде, поэтому хлоридсодержащие минералы обычно встречаются в изобилии только в сухом климате или глубоко под землей. Некоторые хлоридсодержащие минералы включают галит (хлорид натрия NaCl ), сильвин (хлорид калия KCl ), бишофит (MgCl 2 ∙ 6H 2O), карналлит (KCl ∙ MgCl 2 ∙ 6H 2 O) и каинит (KCl ∙ MgSO4 ∙ 3H 2 O). Он также содержится в минералах эвапорита, таких как хлорапатит и содалит .
Роль в биологии [ править ]
Хлорид имеет большое физиологическое значение, которое включает регулирование осмотического давления , электролитного баланса и кислотно-щелочного гомеостаза. Хлорид - это самый распространенный внеклеточный анион, на его долю приходится около одной трети тонуса внеклеточной жидкости. [8] [9]
Хлорид является важным электролитом , играющим ключевую роль в поддержании клеточного гомеостаза и передаче потенциалов действия в нейронах. [10] Он может протекать по хлоридным каналам (включая рецептор ГАМК ) и переносится транспортерами KCC2 и NKCC2 .
Хлорид обычно (хотя и не всегда) находится в более высокой внеклеточной концентрации, что обуславливает его отрицательный обратный потенциал (около -61 мВ при 37 градусах Цельсия в клетке млекопитающего). [11] Характерные концентрации хлорида в модельных организмах: как в E. coli, так и в почкующихся дрожжах 10-200 мМ (зависит от среды), в клетках млекопитающих 5-100 мМ и в плазме крови 100 мМ. [12]
Концентрация хлорида в крови называется хлоридом сыворотки , и эта концентрация регулируется почками . Хлорид-ион является структурным компонентом некоторых белков, например, он присутствует в ферменте амилазы . Для этих ролей хлорид является одним из важнейших пищевых минералов (перечисленных по названию элемента хлор ). Уровни хлорида в сыворотке в основном регулируются почками через множество транспортеров, которые присутствуют вдоль нефрона. [13] Большая часть хлорида, который фильтруется клубочками, реабсорбируется как проксимальными, так и дистальными канальцами (в основном проксимальными канальцами) за счет как активного, так и пассивного транспорта. [14]
Коррозия [ править ]
Присутствие хлоридов, например, в морской воде, значительно ухудшает условия питтинговой коррозии большинства металлов (включая нержавеющие стали, алюминий и высоколегированные материалы). Вызванная хлоридом коррозия стали в бетоне приводит к локальному разрушению защитной оксидной формы в щелочном бетоне, так что имеет место последующее локальное коррозионное воздействие. [15]
Угрозы окружающей среде [ править ]
Повышенные концентрации хлоридов могут вызвать ряд экологических последствий как в водной, так и в наземной среде. Он может способствовать подкислению водотоков, мобилизации радиоактивных почвенных металлов за счет ионного обмена, влиять на смертность и воспроизводство водных растений и животных, способствовать вторжению морских организмов в ранее пресноводную среду и мешать естественному смешению озер. Также было показано, что соль (хлорид натрия) изменяет состав 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. [16]
Производство [ править ]
Хлорщелочное промышленность является основным потребителем энергии бюджета в мире. Этот процесс превращает хлорид натрия в хлор и гидроксид натрия, которые используются для производства многих других материалов и химикатов. Процесс включает две параллельные реакции:
- 2 Cl - → Cl
2 + 2 е - - 2 ч
2O + 2 e - → H 2 + 2 OH -
Примеры и использование [ править ]
Примером может служить поваренная соль - хлорид натрия с химической формулой NaCl. В воде он диссоциирует на ионы Na + и Cl - . Соли , такие как хлорид кальция , хлорид магния , хлорид калия имеют различные применения , начиная от медицинских процедур к формированию цемента. [4]
Хлорид кальция (CaCl 2 ) - это соль, которая продается в форме гранул для удаления сырости из помещений. Хлорид кальция также используется для содержания грунтовых дорог и укрепления дорожных оснований при новом строительстве. Кроме того, хлорид кальция широко используется в качестве антиобледенителя , поскольку он эффективен для снижения температуры плавления при нанесении на лед. [17]
Примеры ковалентно связанных хлоридов являются трихлоридом фосфора , пентахлорид фосфора и тионилхлорид , все три из которых являются реактивными хлорирующими реагенты , которые были использованы в лаборатории .
Качество и обработка воды [ править ]
Основное применение хлоридов - опреснение , которое включает энергоемкое удаление хлоридных солей с получением питьевой воды . В нефтяной промышленности хлориды являются тщательно контролируемым компонентом системы бурового раствора . Повышение содержания хлоридов в системе бурового раствора может быть признаком бурения пласта с соленой водой под высоким давлением. Его увеличение также может указывать на плохое качество целевого песка. [ необходима цитата ]
Хлорид также является полезным и надежным химическим индикатором фекального загрязнения реки / подземных вод, поскольку хлорид является нереактивным растворенным веществом и повсеместно присутствует в сточных водах и питьевой воде. Многие компании по регулированию водоснабжения во всем мире используют хлорид для проверки уровней загрязнения рек и источников питьевой воды. [18]
Еда [ править ]
Хлоридные соли, такие как хлорид натрия , используются для консервирования продуктов питания и в качестве питательных веществ или приправ .
См. Также [ править ]
- Галогенид (соединения галогенов)
- Реабсорбция хлорида почками
Ссылки [ править ]
- ^ «Хлорид-ион - Публичная химическая база данных PubChem» . Проект PubChem . США: Национальный центр биотехнологической информации.
- ^ a b Zumdahl, Стивен С. (2009). Химические принципы 6-е изд . Компания Houghton Mifflin. п. A21. ISBN 0-618-94690-X.
- ^ Уэллс, Джон К. (2008), Словарь произношения Longman (3-е изд.), Longman, стр. 143, ISBN 9781405881180.
- ^ a b Грин, Джон и Садру Дамджи. "Глава 3." Химия . Camberwell, Vic: IBID, 2001. Печать.
- ^ Zumdahl, Стивен (2013). Химические принципы (7-е изд.). Cengage Learning. п. 109. ISBN 978-1-285-13370-6.
- ^ Molleman, Areles (2003). «Зажим патча: вводное руководство по электрофизиологии зажима патча». Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-48685-5 .
- Перейти ↑ Greenwood, NN (1984). Химия элементов (1-е изд.). Оксфорд [Оксфордшир]: Pergamon Press. ISBN 9780750628327.
- ^ Беренд, Кенрик; ван Хюльстейн, Леонард Хендрик; Ганс, Райк OB (апрель 2012 г.). «Хлорид: королева электролитов?». Европейский журнал внутренней медицины . 23 (3): 203–211. DOI : 10.1016 / j.ejim.2011.11.013 . PMID 22385875 .
- ^ Рейн, Джошуа Л .; Кока, Стивен Г. (1 марта 2019 г.). « » Я не получаю никакого уважения «: роль хлорида при острой почечной травме» . Американский журнал физиологии. Почечная физиология . 316 (3): F587 – F605. DOI : 10,1152 / ajprenal.00130.2018 . ISSN 1931-857X . PMC 6459301 .
- ^ Jentsch, Thomas J .; Штейн, Валентин; Вайнрайх, Франк; Здебик, Ансельм А. (01.04.2002). «Молекулярная структура и физиологическая функция хлоридных каналов» . Физиологические обзоры . 82 (2): 503–568. DOI : 10.1152 / Physrev.00029.2001 . ISSN 0031-9333 . PMID 11917096 .
- ^ "Равновесные потенциалы" . www.d.umn.edu .
- ^ Майло, Рон; Филипс, Роб. «Клеточная биология в цифрах: каковы концентрации различных ионов в клетках?» . book.bionumbers.org . Проверено 24 марта 2017 года .
- ^ Нагами, Гленн Т. (1 июля 2016 г.). «Гиперхлоремия - Почему и как» . Nefrología (английское издание) . 36 (4): 347–353. DOI : 10.1016 / j.nefro.2016.04.001 . ISSN 2013-2514 .
- ^ Шриманкер, Иша; Бхаттарай, Сандип (2020). «Электролиты» . StatPearls . StatPearls Publishing.
- ^ Криадо, М. «13 - Коррозионное поведение армированной стали, залитой щелочным раствором». Справочник по щелочно-активированным цементам, строительным растворам и бетонам . Издательство Вудхед. С. 333–372. ISBN 978-1-78242-276-1.
- ^ Каушал, СС "Хлорид". Энциклопедия внутренних вод . Академическая пресса. С. 23–29. ISBN 978-0-12-370626-3.
- ^ "Поваренная соль" . hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . Государственный университет Джорджии.
- ^ «Хлориды» . www.gopetsamerica.com . Архивировано из оригинального 18 августа 2016 года . Проверено 14 апреля 2018 года .
