Страница 20 из 28
Лит.: Смирнов В. И., Тихонов А. И., Обжиг медных руд и концентратов, 2 изд., М., 1966; Морозов И. С., Применение хлора в металлургии редких и цветных металлов, М., 1966; Гудима Н. В., Шейн Я. П., Краткий справочник по металлургии цветных металлов, М., 1975.
И. Д. Резник.
Хлорирование воды
Хлори'рование воды', обработка воды хлором и его соединениями. Наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды ; основан на способности свободного хлора и его соединений угнетать ферментные системы микробов, катализирующие окислительно-восстановительные процессы. Для обеззараживания питьевой воды применяют хлор, двуокись хлора, хлорамин (см. Хлорамины ) и хлорную известь. Необходимая доза препарата устанавливается пробным Х. в.: она определяется хлор-поглощаемостью воды (количество хлора, необходимое для связывания главным образом содержащихся в воде органических соединений). Хлор вводят с избытком (остаточный хлор) с целью уничтожения микробов, попадающих в воду после её хлорирования. Содержание остаточного свободного хлора через 30 мин после Х. в. должно быть не менее 0,3 мг/л. В некоторых случаях проводят двойное Х. в. — до очистки (предварительное Х. в.) и после неё (заключительное Х. в.); при наличии в воде веществ, которые после Х. в. могут придать ей неприятные запах и привкус, воду до хлорирования обрабатывают аммиаком или аммонийными солями.
Х. в. применяют и для обеззараживания питьевой воды в полевых условиях; наиболее надёжен метод суперхлорирования, обеспечивающий избыток активного хлора не менее 10 мг/л при экспозиции не менее 30 мин. Суперхлорирование применяется и для обеззараживания воды в системах централизованного водоснабжения при эпидемиологических показаниях. После суперхлорирования проводится дехлорирование — устранение избыточного хлора физическими или химическими методами.
Х. в. применяют также для обеззараживания сточных вод , воды плавательных бассейнов, обесцвечивания, обезжелезивания производственных вод и пр.
Лит.: Руководство по гигиене водоснабжения, под ред. С. Н. Черкинского, М., 1975.
Хлорирование (химич.)
Хлори'рование органических соединений, процесс прямого замещения в органических соединениях атомов водорода атомами хлора. Х. может быть осуществлено действием свободного хлора или веществами, его генерирующими, например хлористым сульфурилом SO2 Cl2 (см. Сульфурила галогениды ). Механизм Х. определяется природой органического соединения и условиями реакции. Так, насыщенные углеводороды взаимодействуют с хлором при облучении ультрафиолетовым светом (УФ-облучении) по радикально-цепному механизму:
; ;
и т. д.
Эта реакция лежит в основе промышленного способа получения из метана метилхлорида, метиленхдорида, хлороформа, четырёххлористого углерода, из пентановых фракций бензина — амилхлоридов. Х. органических соединений ароматического ряда протекает по ионному механизму в присутствии кислотного катализатора, например AlCl3 или FeCl3 . Т. о. в промышленности получают, например, хлорбензол :
Cl2 + FeCl3 ® С+ + [FeCl4 ]- ;
C6 H6 + Cl+ ® C6 H5 Cl + Н+ ;
[FeCl4 ]- + H+ ® FeCl3 + HCl.
Принимая во внимание различия в механизмах Х. органических соединений алифатических и ароматических рядов, регулируют Х. жирно-ароматических углеводородов: прибавление FeCl3 ведёт к замещению атомов водорода в ароматическом ядре, тогда как УФ-облучение и повышение температуры способствуют Х. боковых алифатических групп. Так, в промышленности Х. толуола получают хлортолуолы (в присутствии FeCl3 ) или бензилхлорид C6 H5 CH2 Cl (под действием УФ-облучения). При высокой температуре удаётся осуществить прямое замещение атомов водорода на хлор и в алкильных группах олефинов (с сохранением кратной связи), например:
Эта реакция используется в промышленности для получения аллилхлорида — исходного продукта в производстве глицерина .
Иногда под Х. в более широком смысле понимают создание связи С—Cl любым способом, например присоединением по кратным связям хлора, хлористого водорода, хлорноватистой кислоты, хлористого нитрозила, замещением на хлор др. функциональных групп (гидроксильной в спиртах и карбоновых в кислотах, аминогруппы в ароматических аминах после предварительного их диазотирования и др.). Так, в промышленности присоединением хлора к этилену получают дихлорэтан , являющийся сырьём в одном из способов производства винилхлорида ; хлорированием ацетилена — тетрахлорэтан , применяемый для получения трихлорэтилена , хлорированием некоторых каучуков — хлор-каучуки. Реакцией ненасыщенных соединений с хлористым водородом в промышленности производят винилхлорид, этилхлорид , хлоропрен . Х. используется также для получения инсектицидов (гексахлорана, полихлорпинена, полихлоркамфена), гербицидов , например эфиров 2,4-дихлор-феноксиуксусной кислоты, гексахлорэтана (заменителя камфары ) и др. важных продуктов.
Хлорированные полиолефины
Хлори'рованные полиолефи'ны, синтетические полимеры, продукты хлорирования полиэтилена (в СССР называются ХПЭ) и полипропилена (ХПП). Х. п. отличаются разнообразием свойств, зависящих от типа, молекулярной массы и строения исходного полимера, а также от способа введения хлора и его количества. Например, ХПЭ, содержащий до 15% хлора, — пластик; 16—25% — термоэластопласт; 26—48% — эластомер (каучук); 49—60% — жёсткий кожеподобный материал; 61—75% — хрупкая смола. ХПЭ, содержащий 61—70% хлора, приближается по свойствам к поливинилхлориду. Плотность ХПЭ 0,92—1,61 г/см 3 . Прочность при растяжении высокохлорированных ХПЭ и ХПП достигает соответственно 25 и 32 Мн/м 2 (250 и 320 кгс/см 2 ). Ценные свойства Х. п. — хорошая адгезия к различным поверхностям и огнестойкость. ХПЭ стоек также к действию озона, кислорода, щелочей, растворов солей, сильных кислот, алифатических углеводородов, спиртов, масел, бензина, менее стоек к хлорированным ароматическим углеводородам. При действии света и тепла Х. п. могут отщеплять HCl и поэтому требуют стабилизации (см. Стабилизаторы полимерных материалов ). Из ХПЭ-пластика изготовляют, например, прозрачные плёнки медицинского, бытового и с.-х. назначения. ХПЭ-эластомер применяют в производстве резинотехнических изделий; в смеси с поливинилхлоридом — для получения огне- и морозостойких пластмасс. ХПП перерабатывают в волокна и прозрачные прочные плёнки. ХПЭ и ХПП, содержащие 50—70% хлора, служат связующими лакокрасочных материалов, а также основой клеевых композиций и покрытий различного назначения. Зарубежные торговое название полимеров типа ХПЭ: тирин (США), галофлекс (Великобритания), хлорхостален (ФРГ), эласлен (Япония); полимеров типа ХПП — перлон Р (США). Мировое производство (1976) около 80 тыс. т.