염소(Cl2)는 반응성이 매우 높은 녹황색 가스입니다. 수처리, 소독제, PVC 및 용제와 같은 다양한 화학 물질 생산에 사용됩니다.
| IUPAC 이름 | 디클로르 |
| 분자식 | Cl2 |
| CAS 번호 | 7782-50-5 |
| 동의어 | 분자염소, 염소, 클로로, 클로르, 클로르, 클로레토 드 클로로 |
| 인치 | InChI=1S/Cl2/c1-2 |
Cl2 몰 질량
Cl2 또는 염소의 몰 질량은 두 염소 원자의 원자 질량의 합, 즉 70.906 g/mol입니다. 화학 반응에 필요한 물질의 양을 계산하거나 다양한 측정 단위를 변환할 때 Cl2의 몰 질량을 아는 것이 중요합니다.
루이스 구조 Cl2
Cl2는 두 개의 염소 원자가 단일 공유 결합으로 연결된 선형 분자 구조를 가지고 있습니다. 루이스 구조는 각각 3개의 고립전자쌍과 1개의 전자쌍이 공유되는 2개의 Cl 원자로 구성됩니다.
끓는점 Cl2
Cl2의 끓는점은 표준 압력에서 -34.04°C(-29.27°F)입니다. 이는 상대적으로 낮은 끓는점으로 실온 및 압력에서 기체 Cl2를 생성합니다. Cl2는 낮은 온도와 압력에서 쉽게 액체나 고체로 변할 수 있으므로 취급 시 주의하는 것이 중요합니다.
Cl2 녹는점
Cl2의 녹는점은 표준 압력에서 -101.5°C(-150.7°F)입니다. 이는 상대적으로 낮은 융점으로 실온 및 압력에서 기체 Cl2를 생성합니다. Cl2는 낮은 온도와 압력에서 쉽게 액체나 고체로 변할 수 있으므로 취급 시 주의하는 것이 중요합니다.
Cl2 밀도 g/ml
Cl2의 밀도는 표준 온도 및 압력(STP)에서 0.003214g/mL입니다. 이는 Cl2가 공기보다 밀도가 훨씬 낮아 대기 중으로 상승한다는 것을 의미합니다. Cl2는 가압 실린더나 질소와 같이 공기보다 무거운 가스가 들어 있는 탱크에 저장할 수 있습니다.
염소의 분자량
Cl2의 분자량은 70.906g/mol입니다. 이는 아보가드로의 분자 수(6.022 x 10^23)를 포함하는 Cl2 1몰의 질량입니다. Cl2의 분자량은 화학의 화학양론적 계산에 중요합니다.
염소의 구조
Cl2의 구조는 두 개의 염소 원자가 공유 결합으로 연결된 선형 구조입니다. 두 염소 원자 사이의 결합 길이는 1.99Ångstroms이고 결합 에너지는 242kJ/mol입니다. Cl2의 전자 구성은 [Ne]3s23p5이며, 각 염소 원자는 결합 쌍에 전자 1개를 제공합니다.
염소식
Cl2의 공식은 단순히 두 개의 Cl 원자가 서로 결합된 것입니다. 이는 Cl-Cl 또는 Cl2로 표시됩니다. 공식은 화합물이나 분자의 구성을 식별하고 화학의 화학양론적 계산에 중요합니다.
| 모습 | 녹황색 가스 |
| 비중 | 1.56(액체) |
| 색상 | 녹황색 |
| 냄새가 나다 | 자극적이고 질식하는 냄새 |
| 몰 질량 | 70.906g/몰 |
| 밀도 | STP에서 0.003214g/mL |
| 융합점 | -101.5°C(-150.7°F) |
| 비점 | -34.04°C(-29.27°F) |
| 플래시 도트 | 불연성 |
| 물에 대한 용해도 | 20°C에서 0.92g/100mL |
| 용해도 | 물, 에탄올, 에테르, 벤젠 및 다양한 유기 용매에 용해됩니다. |
| 증기압 | 20°C에서 102.44kPa |
| 증기 밀도 | 2.49(공기=1) |
| pKa | – |
| pH | – |
Cl2 안전과 위험
염소는 적절하게 취급하지 않을 경우 심각한 안전 및 건강 위험을 초래할 수 있는 반응성이 높은 가스입니다. 심각한 호흡기 자극을 일으키고 눈, 피부, 점막에 손상을 줄 수 있습니다. 고농도의 염소를 흡입하면 폐부종이 발생하여 생명을 위협할 수 있습니다. 염소는 부식성이 매우 높으며 금속, 플라스틱 및 기타 재료를 손상시킬 수 있습니다. 염소를 안전하게 취급하려면 고글, 장갑, 호흡기 등 적절한 개인 보호 장비를 착용해야 합니다. 염소는 환기가 잘 되는 곳에서만 사용해야 하며 모든 용기에는 적절한 라벨을 부착하고 안전한 장소에 보관해야 합니다.
| 위험 기호 | 두개골과 이미지 |
| 보안 설명 | 독성이 높고 부식성이 강한 가스; 심한 호흡기 및 피부 자극을 유발합니다. 고농도 흡입 시 치명적일 수 있음 |
| UN 식별 번호 | UN1017 |
| HS 코드 | 2801.1 |
| 위험 등급 | 2.3 |
| 포장그룹 | 나 |
| 독성 | 매우 독성이 있음; 고농도를 흡입하면 폐부종을 일으키고 치명적일 수 있음 |
염소 합성 방법
염소가스를 합성하는 방법에는 염수 전기분해, HCl 산화, 금속 염화물의 열분해 등 다양한 방법이 있습니다.
가장 일반적인 방법은 염화나트륨(NaCl)과 물(H2O)의 용액에 전류를 통과시키는 소금물 전기분해입니다. 이 공정에서는 양극에서는 염소 가스가, 음극에서는 수소 가스가 발생합니다.
염소를 생산하는 또 다른 방법은 KMnO4 또는 MnO2와 같은 산화제로 HCl을 산화시키는 것입니다. 이 반응에서는 부산물로 염소 가스와 물이 생성됩니다.
MgCl2나 FeCl3와 같은 금속 염화물의 열분해는 염소가스를 발생시키는 또 다른 방법이다. 이 공정에는 금속 염화물을 고온으로 가열하여 분해되어 염소 가스를 방출하는 과정이 포함됩니다.
전반적으로 염소에 사용되는 합성 방법은 특정 용도와 원하는 가스 순도에 따라 달라집니다. 사용된 방법에 관계없이 염소는 반응성이 높고 독성이 높기 때문에 주의해서 취급하는 것이 중요합니다.
염소의 용도
염소 가스는 다양한 산업 분야에서 폭넓게 사용됩니다. 염소의 주요 용도 중 하나는 널리 사용되는 플라스틱 재료인 폴리염화비닐(PVC)을 생산하는 것입니다. 염소는 또한 용매 및 냉매 제조에 사용되는 클로로포름 및 사염화탄소와 같은 다른 염소 화합물의 생산에도 사용됩니다.
수처리 산업에서 염소는 일반적으로 식수와 폐수를 처리하기 위한 소독제로 사용됩니다. 염소 가스는 박테리아와 바이러스를 죽이는 데 효과적이며 물에서 유기 화합물과 기타 오염 물질을 산화하고 제거할 수도 있습니다.
펄프 및 제지 산업에서 염소 가스는 종이 제품을 표백하는 표백제로 사용됩니다. 또한 나일론, 폴리에스테르와 같은 직물 생산뿐만 아니라 염료 및 안료 제조에도 사용됩니다.
염소 가스는 특히 특정 의약품 생산 및 금속 표면 제거 및 청소를 위한 야금 산업 등 다른 용도로도 사용됩니다. 그러나 염소는 위험한 특성으로 인해 주의해서 취급해야 하며 보관, 운송 및 사용 중에 적절한 안전 예방 조치를 취해야 합니다.
질문:
Q: Cl2는 극성인가요, 비극성인가요?
A: Cl2는 비극성 분자입니다.
Q: 염소는 금속인가요?
A: 아니요, 염소는 금속이 아닙니다. 할로겐이며 비금속 원소 그룹에 속합니다.
Q: 식탁용 소금을 만들기 위해 염소와 결합하는 부드러운 금속은 무엇입니까?
A: 나트륨(Na)은 염소(Cl)와 결합하여 식염(NaCl)을 생성하는 연질 금속입니다.
Q: 물을 염소화하는 방법은 무엇입니까?
A: 물의 염소화는 일반적으로 측정된 양의 염소 가스, 차아염소산나트륨 또는 차아염소산칼슘을 급수 장치에 추가하여 수행됩니다. 첨가되는 염소의 양은 수질과 원하는 소독 수준에 따라 다릅니다. 염소는 물속의 박테리아 및 기타 미생물과 반응하여 효과적으로 이들을 죽이고 식수로 안전한 물을 만듭니다.
Q: 다음 중 표백분을 얻기 위해 염소를 처리하는 것은 무엇입니까?
A: 산화칼슘(CaO)을 염소(Cl2)로 처리하여 표백분말(CaOCl2)을 얻습니다.