86
Несколько слов относительно хлора и кислоты HОCl. Как отмечается в [7]
взаимодействие между хлором и водой происходит по реакции, которая была
впервые изучена А.А. Яковкиным (1899г.):
Cl
2
+H
2
O + 6 ккал
HCl +HOCl
Поскольку эта реакция обратимая, то в определенный момент в растворе
существует атомарный хлор.
Молекула HОCl - кислота слабая (слабее угольной кислоты), является
малоустойчивым соединением и разлагается даже в разбавленных растворах. При
этом выделяется Cl и ОН группа. Известно [7], что как атомарный фтор, так и
атомарный хлор способны разрушать молекулу воды.
Хлор очень хорошо растворяется в воде - 1 объем воды растворяет около 2-ух
объемов хлора. Получается хлорная вода, которая и содержит атомарный Cl,
имеющий отрицательную полярность. Рассмотрим механизм растворения молекулы
хлора в воде (схема 10). Имеется одна молекула воды, автодиссоциированная на
атом Н и полярную группу
( – )
ОН, и одна молекула Cl
2
(1). Атом Н внедряется в
связь между двумя атомами хлора; образуется молекула ClН; второй атом Cl
взаимодействует с группой ОН от исходной молекулы воды, образуя с ней
молекулу хлорноватистой кислоты НОCl (1), которая легко распадается на атом Cl
и ОН группу, последняя взаимодействуя с ClH, вытесняет атом Н и образует новую
молекулу кислоты HOCl (2), которая снова распадается с выделением атома Cl.
Атом Cl от молекулы НОCl (1) взаимодействует с молекулой НОН; выделяется
атом Н и образуется новая молекула НОCl (3). Атом Н разрывает связь Cl-Cl в
следующей молекуле Cl
2
(2); образуется гидрид ClН, который подвергается атаке
ОН группы от уже разложившейся молекулы НОCl (3), от которой остается атом
Cl, а гидрид ClН+OH превращается в следующую молекулу НОCl (4) с отдельным
атомом Н и так далее. Легко видеть, что реакция взаимодействия хлора с водой
носит цепной характер; в результате реакции в растворе присутствует кислотный
атом Н и атомарный Cl.
(10)
Итак, основное условие, необходимое для того, чтобы хлор образовывал
соединения с различными элементами, является его атомарное состояние.
Вернёмся к рассмотрению реакции NaCl с водой (схема 9).
Известно, что энергия связи Ме-О для всех металлов всегда больше энергии
связи Ме-Н. В нашем случае энергия связи NaH значительно меньше энергии связи
NaOН. Поэтому ОН, отделившаяся от молекулы HOCl, будет вытеснять атом Н из
NaH с установлением новой связи NaOH, но непосредственной связи не образуется,
так как атом натрия и атом кислорода окружены молекулами воды, которые