Własności i zastosowania – chlor cz. II

Mieszanina gazowego chloru z wodorem może być przechowywana w zwykłej temperaturze i bez dostępu światła przez czas nieograniczenie długi bez żadnej dostrzegalnej zmiany. Wystarczy jednak wystawić ją na chwilę na bezpośrednie działanie światła słonecznego, by nastąpiło gwałtowne połączenie tych pierwiastków na chlorowodór, pod względem siły wybuchu niewiele ustępujące eksplozji gazu piorunującego: H2 -1- Cl = 21101 -i- 2 21,9 kcal.

W świetle rozproszonym reakcja przebiega spokojnie z szybkością zależną od natężenia światła. Również jeśli wodór wypływa z wąskiej rurki do atmosfery chlorowej lub odwrotnie, łączenie odbywa się bez wybuchu, podobnie jak spalanie wodoru w powietrzu.

Powstawanie chlorowodoru z pierwiastków dowodzi, że światło może mieć znaczny wpływ na przebieg reakcji chemicznych. Takie reakcje, których szybkość zależy od intensywności naświetlania mieszaniny reagującej, nazywają się reakcjami fotochemicznymi, a dział chemii, traktujący o tych reakcjach — fotochemią.

Szczegółowe zbadanie mechanizmu łączenia się chloru z wodorem wykazało, że przyśpieszające działanie światła polega na rozszczepieniu cząsteczki chloru na pojedyncze atomy na skutek absorpcji kwantu energii promienistej: Cl2 + hv = 2 Cl.

Każdy z atomów chloru reaguje następnie z cząsteczką wodoru, dając cząsteczkę HC1 i uwalniając atom wodoru, który ze swej strony z nową cząsteczką chloru tworzy HC1 i Cl: H2 -L Cl = IICl + II, H -f Cl, = HC1 + Cl itd.

Oba te procesy powtarzają się kolejno tak długo, aż przez spotkanie dwóch atomów chloru i połączenie ich w cząsteczkę CI> łańcuch ten się urwie. Dokładne pomiary dowiodły, że rozbicie jednej cząsteczki chloru na atomy pociąga za sobą utworzenie dziesiątków tysięcy cząsteczek HC1, zanim nastąpi ponowne połączenie dwu atomów w cząsteczkę chloru. Reakcje, w czasie których jako jeden z produktów odtwarza się substancja wyjściowa, natychmiast wchodząca ponownie w reakcję, tak iż całkowita przemiana polega na wielokrotnym powtarzaniu się tych samych procesów częściowych — noszą nazwę reakcji łańcuchowych. W ciągu ostatnich lat kilkudziesięciu stwierdzono, że wiele reakcji che- micznych przebiega jako reakcje łańcuchowe. Poza wspomnianą wyżej reakcją tworzenia się chlorowodoru należy tu także reakcja lącżenia się wodoru z tlenem, utlenianie CO na COj, powstawanie fosgenu, COCI2 i wiele innych.