Но вот на колбу упал свет магниевой вспышки или прямой солнечный луч Взрыв! Почему? Квант света, попадая в смесь, разбивает молекулу хлора на атомы. Атом хлора, в свою очередь, разбивает молекулу водорода, образуя молекулу хлористого водорода и т. д.
Происходит цепной процесс
За счет каждой первоначально возбужденной молекулы хлора образуется до ста тысяч молекул хлористого водорода. За неуловимую долю секунды лавина взаимодействий превращается во взрыв.
В промышленности хлористый водород получают прямым синтезом. В реакционную башню подводятся две трубы: по одной из них подается хлор, по другой водород. Там, где трубы соединяются, получившуюся смесь газов поджигают. Она горит ярким, красивым пламенем, но не взрывается. Образующийся хлористый водород поднимается вверх; навстречу ему разбрызгивается вода, которая жадно поглощает хлористый водород; получается соляная кислота. Здесь используется принцип противотока, позволяющий достигнуть наиполнейшего растворения хлористого водорода. Один объем воды поглощает 400 объемов газа.
Соляная кислота одна из наиболее сильных кислот; она отлично растворяет металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, за исключением свинца.
Хлор обесцвечивает цветы и листья это заметил еще Шееле. В 1785 году Бертолле решил применить хлор, вернее его раствор в воде, для отбеливания тканей. Опыт прекрасно удался в лаборатории, но когда он перешел в помещение фабрики, то раздались жалобы промышленников. Хлорная вода отлично отбеливала ткани, но портила металлические части машин и отравляла помещение фабрики.
Бертолле еще ранее заметил, что раствор хлора в щелочи, отбеливая ткани, выделяет хлор менее интенсивно, чем хлорная вода. Первые опыты отбелки тканей раствором хлора в щелочи имели место в городе Жавелли. Новая жидкость была названа «жавелевой водой». Вскоре она была заменена белильной известью CaOCl2. Это белый порошок, обладающий сильным окислительным действием, применяется для отбелки, дезинфекции, дегазации. Иприт, соприкасаясь с хлорной известью, сгорает со взрывом.
Хлор образует пять кислот. В одной из них, соляной, он обладает отрицательной валентностью. Четыре другие содержат кислород: валентность хлора в них равна соответственно 1+, 3+, 5+, 7+. Хлорная кислота HClO4, где он находится в высшей степени окисления, является самой сильной кислотой.
Из солей кислородных кислот хлора наиболее важны KClO3 и Mg(ClO4)2.
KClO3 бертоллетова соль применяется в изготовлении спичек, в фейерверках и сигнальных ракетах. В лаборатории она служит для получения кислорода.
Mg(ClO4)2 в технике это соединение получило название «ангидрон» очень сильный осушитель, не уступающий фосфорному ангидриду и выгодно отличающийся от последнего тем, что его можно высушить под вакуумом и снова использовать.
одну порцию шихты, состоящую из слоев руды, кокса и флюсов). То, что в разных областях домны поддерживается разная температура, очень важно, так как та или иная реакция протекает при своей температуре. Каковы же они?
В области температур около 600700 градусов начинается восстановление окислов железа окисью углерода:
3Fe2О3 + СО = 2Fe3O4 + CO2;Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2;
FeO + CO = Fe + CO2;
FeO + C = Fe + CO.
CaCO3900°CaO + CO2;CaO + SiO21200°CaSiO3
Примеси, содержащиеся в руде в виде окислов, также частично восстанавливаются:
MnO + С = Mn + СО;SiO2 + 2C = Si + 2CO;
Р2O5 + 5С = 2P + 5CO.
Что происходит после восстановления железа? Железо начинает опускаться в нижнюю часть домны. При этом оно не остается неизменным. Температура растет, изменяются кристаллическая структура и свойства железа. Ниже 760 градусов существует так называемое альфа-железо, характеризующееся, в частности, своими магнитными свойствами. При 760906 градусах существует другая модификация бета-железо, у которого магнитные свойства отсутствуют (именно поэтому намагниченный предмет перестает быть таковым при нагревании). Выше 906 градусов железо превращается в свою третью модификацию гамма. Здесь уже и кристаллическая решетка другая, а главное гамма-железо способно растворять углерод.
Вот при этих-то условиях железо, едва успев родиться перестает быть железом. Находясь в тесном контакте с коксом, железо науглероживается и превращается в чугун продукт доменного производства. Кремний, марганец, фосфор и сера, частично восстановленные одновременно с железом, также растворяются в железе и потому входят в состав чугуна.
В общих чертах этот процесс известен людям давно, но до сих пор не исчерпаны еще все возможности его совершенствования. В частности, как известно, в домну вдувают воздух, необходимый для сгорания кокса. Необходимый? Но ведь для горения нужен только кислород, составляющий 21 процент всего объема воздуха. А 78 процентов составляет азот, являющийся, таким образом, «бесплатным приложением».
Впрочем, далеко не бесплатным. Воздух приходится предварительно нагревать до 600800 градусов. Для этого строят специальные нагреватели кауперы. Иначе нельзя: если воздух не нагреть, азот унесет с собой большую часть
процесс позволяет получать металл с содержанием чистого железа до 99,95 процента.