كيفية الحصول على غاز الفلور والكلور

الفلور


******تاريخ الفلور ووجوده في الطبيعة
اشتق اسم الفلور من الكلمة اللاتينية ( Flow ) والتي تعني السريان أو الإنسياب , وذلك لأن مركب فلوريد الكالسيوم – وهو من أكثر مركبات الفلور شيوعاً – يستخدم كمقتف للجريان(
الفلور فى شكل الفلورسبار ( فلوريد كالسيوم ) تم وصفه عام 1529 بواسطة جورج أجريكولا لإستخدامه كصهور, وهى المادة التى تستخدم لدفع عملية إنصهار المعادن والأملاح . وفى عام 1670 وجد شواندهارد أن الزجاج يحدث به حفر عند تعرضه للفلورسبار الذى تم معالجته بحمض . وقد قام كثيرون بتجارب على حمض الهيدروفلوريك , الذى يتم الحصول عليه بسهولة بمعاملة فلوريد الكالسيوم (فلورسبار) بحمض كبرتيك مركز

CaF2 + H2SO4 (100%) -----> CaSO4 + 2 HF

بالتحليل الكهربي لفلوريد البوتاسيوم مذاباً في فلوريد الهيدروجين المسال

وأول إنتاج كبير للفلور كان عند إنتاج القنبلة الذرية مشروع مانهاتن فى الحرب العالمية الثانية حيث تم إستخدام المركب سداسي فلوريد اليورانيوم (UF6 ) لعزل نظائر اليورانيوم ( U-235 , و U-238 )
يتميز الفلور بنشاط كيميائي عالٍ جداً لذلك لايوجد في حالة انفراد في الطبيعة وانما يوجد على هيئة مركبات .
1-الكريولايت2- Na3AlF6 ) الفلورأباتيتCa5(PO4)3F )
تحضير الفلور

نظراً لأن الفلور يتفاعل مع الماء بشدة مكوناً الأكسجين حسب المعادلة التالية :

F2 + H2O = 2H+ + 2F- + 1/2O2

فإنه لا يمكن تحضير الفلور بالتحليل الكهربي للمحاليل المائية لمركباته , في حين يحضر بالتحليل الكهربي لمصهور فلوريد البوتاسيوم الهيدروجيني KHF2 عند درجة ( 240 – 250 م° ) حيث يوضع في إناء من النحاس ( أو سبيكة المونل Monel ) به قضبان من الجرافيت , ويمثل التفاعل كالتالي :

H+ + e = 1/2H2 . مهبط

F- = 1/2F2 + e . مصعد


يتفاعل الفلور مع ثاني أكسيد الكبريت مكوناً كبريتيل الفلوريد .

F2 = SO2 -----> SO2F2

غاز الكلور

خواصه: غاز أصفر مخضر اللون ذو رائحة نفاذة كثافته 2.47غم/سم2 أي أنه أثقل من الهواء مرتين ونصف وينحل بالماء بسهولة ليكون حمض الهيدرو كلوريا ( HCL ) ويمكن اسالته عن طريق تخفيض درجة حرارته الى 20- 30م تحت الصفر وبذلك يسهل خزنه والتعامل معه (لابد من عملية الضغط عليه بقوة 6- 8 ضغوط جوية).

نظرية عمله: يعتبر غاز الكلور من الغازات التي تخرب المجاري الهوائية لعملية التنفس وهو يؤدي ايضا الى تهتك أغشية الشعب الهوائية ويملأ الرئتين بكمية من السوائل التي تسبب إنسداد قنوات التنفس .

ملاحظة: لا يجوز لك التعرض لغاز الكلور وملابسك مبتلة وقاية لك من تأثير حمض الهيدروكلوريك الكاوي عند اتحاد الغاز مع الماء على ملابسك ومن المعلوم ايضا ان غاز على المعادن لذلك يجب تنظيف السلاح والازرار المعدنية بعد التعرض لهذا الغاز لكن عند اسالته كما سبق لا يؤثر على المعادن لذلك يمكن ملؤه في خزانات معدنية.
الكلور يؤثر على النباتات ويحول لونها الاخضر الى اللون الاصفر ويتلف أوراقها وله تأثير ايضا

تحضير غاز الكلور:
يمكن تحضير غاز الكلور بعدة طرق نذكر منها:

1- يمكن تحضير غاز الكلور بتفاعل كلورات البوتاسيوم مع حمض الهيدروكلوريك المركز و هي معادلة التفاعل:

KCLO3+ 6HCL KCL + 3H2O + 3CL2*

(39+35+48) + 6x( 1+35)

122 + 216 1 : 2 تقريبا





تجارب ومشاهدات:
تم تجربة تحضير غاز الكلور بالطريقة السابقة فوضعنا حوالي 10 غم من كلورات البوتاسيوم المسحوقة في مطحنة خزفية ووضعنا عليهم 20غم من حمض الهيدرو كلوريك مع أرنب في حيز مغلق فتصاعد غاز الكلور ولاحظنا عملية الاختناق والتخريش التي حدثت للارنب وحركته السريعة للخروج الا أنه سقط ميتا بعد أن نزل الدم من أنفه وفمه بعد أربعة دقائق.

2- يمكن تحضير غاز الكلور بطريقة أخرى بتفاعل برمنجنات البوتاسيوم مع حمض الهيدروكلوريك وهاهي معادلة التفاعل

2 KMno4 + 16 HCL 2 KCL + 2 MNCL2

316 + 576 + 5CL2 +8 H2O

1 : 2 تقريباً

تجارب ومشاهدات:
تم وضع 3غم من برمنجنات البوتاسيوم تقريبا مع 20مل من حمض الهيدروكلوريك المخفف مع أرنب قوي البنية في حيز مغلق فتحرك حركة سريعة وسقط على الارض مع التشنج حتى مات بعد 3دقائق وقد اخرج سائلا دمويا من فمه وانفه مما يدل على اهتراء وتخريش أغشية الشعب الهوائية وفي تجربة أخرى ظل الارنب عادي الحركة ولم يتأثر كثيرا فاخرجناه من الصندوق بعد 12 دقيقة وقد ظننا أنه سليم وسوف يعيش لكنه مات بعد 3 دقائق من الاخراج بنفس الاعراض.

تم تجربة تحضير غاز الكلور بتفاعل برمنجنات البوتاسيوم بكمية 1غم في انبوبة اختبار ووضعنا عليهم حوالي 1مل ونصف من حمض الهيدروكلوريك ووضعنا انف الارنب امام فوهة أنبوبة الاختبار لمدة دقيقة ونصف تركناه بعد ذلك مع المتابعة فأخذ يترنح قليلا بعد مرور خمس دقائق ونصف أخذ يتحرك ويقفز الى اعلى ثم سقط ومات في الدقيقة الثانية عشرة.