Оксид хлора(I)

Оксид хлора​(I)​
Общие
Систематическое наименование	Оксид хлора​(I)​
Традиционные названия	гемиоксид хлора, ангидрид хлорноватистой кислоты
Рац. формула	Cl2O
Физические свойства
Состояние	газ
Молярная масса	86,9054 г/моль
Плотность	3,22 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	−120,6 °C
• кипения	2,2 °C
Энтальпия
• образования	+80,3 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость
• в воде	143 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	7791-21-1
Безопасность
Токсичность	Высокотоксичен, агрессивен, сильный окислитель
Пиктограммы СГС
NFPA 704	0 3 3 OX
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Окси́д хло́ра (I), гемоксид хлора, ангидрид хлорноватистой кислоты — бинарное неорганическое химическое соединение хлора в степени окисления +1 с кислородом.

Получение

Получают взаимодействием газообразного хлора с оксидом ртути (метод Пелуза). Реакция, в зависимости от условий, может протекать двумя различными путями:

$\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{g}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\to }\mathsf{H}{\mathsf{g}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

$\mathsf{H}\mathsf{g}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\to }\mathsf{H}\mathsf{g}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Образующийся Cl₂O конденсируют при температуре −60 °C. При более высокой температуре соединение разлагается со взрывом.

Обычно используют более безопасный способ — реакция газообразного хлора с влажным Na₂CO₃ в башенных или во вращающихся трубчатых реакторах:

$\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{\to }\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{H}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Также водный раствор может быть получен хлорированием карбонатов щелочных или щёлочноземельных металлов в воде.

Свойства

В нормальных условиях представляет собой буровато-жёлтый газ с характерным запахом, напоминающим запах хлора. При температурах ниже 2 °C — жидкость золотисто-красного цвета. Ядовит: поражает дыхательные пути. Самопроизвольно медленно разлагается:

$\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{\to }\mathsf{2}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\uparrow }$

При больших концентрациях взрывоопасен. Плотность при нормальных условиях 3,22 кг/м³. Растворяется в четырёххлористом углероде. Имеет высокую растворимость в воде: при 0°C в одном объеме воды растворяется 200 объемов оксида хлора(I). При растворении в воде образуется слабая хлорноватистая кислота:

$\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{O}\mathsf{\rightleftarrows }\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Оксид хлора(I) является сильным окислителем. При контакте с восстановителями, например аммиаком, происходит взрыв:

$\mathsf{3}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{1}\mathsf{0}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{3}}\mathsf{\to }\mathsf{2}{\mathsf{N}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{6}\mathsf{N}{\mathsf{H}}_{\mathsf{4}}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Применение

В промышленных масштабах широко используется для производства гипохлоритов. Используется как отбеливатель. Производное гидролиза — хлорноватистая кислота — входит в состав жавелевой воды.

Литература

• Никитин И. В. Химия кислородных соединений галогенов. — М., 1986.
• Химия элементов. Глава 8. Оксиды галогенов. Архивная копия от 6 декабря 2009 на Wayback Machine