水合氯固体的制备方法技术

水合氯固体的制备方法，属于无机化学技术领域。将氯气通入装有水的反应器内部，待氯水饱和后，逐渐有带壳的黄绿色气泡自下而上升起浮出水面，气泡在水面堆积互相挤压形成黄绿色固体，固体堆积多后，液体表面张力无法支撑，固体下沉至反应器底部，随后继续通入氯气以便和夹在固体之间以及固体上面的水继续合成固体，当固体堆积较多且不再产生后，关闭氯气通道，将氯水与固体分离，即得水合氯固体。本发明专利技术所述制备方法简便，将温度控制在0‑9.6℃之间即可得水合氯固体，无需将反应温度降至0℃以下，甚至在接近10℃时依然存在水合氯固体，节约了生产成本。

Process for the preparation of hydrated chlorine solids

The invention relates to a method for preparing solid chlorine hydrate, belonging to the field of inorganic chemical technology. The chlorine gas into a reactor filled with water, to water saturation, gradually yellow green shell rises from the bubble surface, bubbles in the water accumulation squeeze each other to form a yellow green solid, solid accumulation, liquid surface tension can not support, sinking to the bottom solid reactor, then continue to chlorine gas and in between solid and solid above water to synthesis of solid, solid accumulation when more and no longer produced after the close of chlorine channel, the separation of chlorine and solid, the solid chlorine hydrate. The preparation method of the invention is easy to control the temperature between 0 DEG C to 9.6 chloral hydrate solid, no reaction temperature to 0 DEG C, even at close to 10 degrees still exist chloral hydrate solid, save the production cost.

【技术实现步骤摘要】
水合氯固体的制备方法
本专利技术属于无机化学
，具体属于一种水合氯固体的制备方法。
技术介绍
对于氯气溶解于水后的最终产物一直是沿袭长期以来的传统理念，也就是一直认为氯气溶解于水的最终产物除氯和水外，还有二者生成的次氯酸根，氯离子和氢离子混合而成的黄绿色液体，传统理念一直确认只有饱和氯水温度降到0℃时就有黄色晶体析出。如：北京大学教授傅鹰在《大学普通化学》和涅克拉索夫（前苏联）的《普通化学教程》中都分别提到过，前者认为黄色晶体化学式为[Cl2（6H2O)]构型（1），而后者则认化学式是[Cl2（8H2O）]构型（2），南京大学教授戴安邦的《无机化学教程》中所述和前者基本相同，三位前人均既未提到曾经有人0℃以上合成过晶体，也未指出何种资料中曾经出现过0℃以上晶体存在的记载，晶体在0℃以上能否人工合成或能否存在的一切资料至今均无可查阅，也就是说这一具体问题在此之前一直是个空白。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上面所述缺陷，提供一种在0-9℃即能生产出的水合氯固体的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现的。水合氯固体的制备方法，其特征在于，依次包含以下步骤：（1）将氯气通入装有水的反应器内部，待氯水饱和后，逐渐有带壳的黄绿色气泡自下而上升起浮出水面，气泡在水面堆积互相挤压形成黄绿色固体，固体堆积多后，液体表面张力无法支撑，固体下沉至反应器底部，随后继续通入氯气以便和夹在固体之间以及固体上面的水继续合成固体，此时反应器内温度保持在0-9.6℃之间；（2）当固体堆积较多且不再产生后，关闭氯气通道，将氯水与固体分离，得到固体显粉末状，继续保持温度在0-9.6℃之间；（3）保持温度在0-9.6℃之间，将所得粉末状固体密封包装，即得水合氯固体。所述步骤（1）-（3）中，温度控制在5-6℃之间。所述步骤（2）中的分离方法为高速旋转分离。步骤（1）中所述反应器为密闭反应器。步骤（1）中所述氯气的生成方法为将浓HCl直接滴入KClO3的干燥晶体表面产生。步骤（1）中所述氯气的生成方法为电解饱和食盐水。所述食盐水在电解前用氯化钡、氢氧化钠和碳酸铵进行精制。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述制备方法简便，将温度控制在0-9.6℃之间即可得水合氯固体，无需将反应温度降至0℃以下，甚至在接近10℃时依然存在水合氯固体，节约了生产成本。净固体内氯和水质量比例决定晶体分子最简化学式构型；一个氯分子由两个氯原子结合而成，每个氯原子核外M层各有4个sp3杂化轨道，其中3个每个轨道內均有一电子对，剩下一个单电子轨道，两个氯原子各贡献出一个单电子杂化轨道结合成非极性键（即键）形成氯分子，分子最外层6个sp3，轨道均具有成对电子。溶液內氯分子最外6个杂化轨道中的任何一个一碰到水分子上其中一个氢原子核外K层唯一的S轨道时，杂化轨道內一对高速运动而自旋方向相反的电子对瞬时间会沿着轨道对称轴重新分配运动轨道，电子云沿两轨道对称轴重新分配运动轨道的过程，杂化轨道sp3和S两轨道沿着对称轴重叠的机会就大大提高，两分子碰撞瞬间产生的势能达到活化能时，有效碰撞发生形成氢键（三电子四中心键），水分子中的氧为氢供体，而氯为氢的授体，其氢键形成真正作用力是氯和氢之间静电引力，整个氯分子最外层能和氢核外S轨道沿对称轴重叠的只有6个sp3杂化轨道，即和六个水分子结合，晶体最简化学式应是[Cl2（6H2O）]构型，实验测试氯和水的质量比例也接近1：6。一般认为0℃时水分子以（H2O）3状态聚合，在4℃时（H2O）2状态聚合，在5-6℃之间完全以单分子存在。在0-4℃之间无论是（H2O）3还是（H2O）2由于体积庞大，对氯分子碰撞和诱导远不及单个水分子，先进入饱和溶液的气体分子只能以巨大的动能撞击（H2O）3和（H2O）2簇团使其解体成单个分子，后来进入的气体分子才能有机会和单个水分子直接碰撞形成氢键，8℃以上有[ClO]，和[ClO2]生成，5-6℃之间既没有二者生成，水皆为单个分子。若规模生产晶体，在一切设备完善的前提下，能量的消耗多少由温度决定，所以不论实验室还是规模生产晶体（5℃-6℃最宜）。水合氯固体的性质：1.物理性质：固体为有光泽黄色晶体，有强烈刺激性让人窒息，标准状况下易分解，低温秘密容器内和水下较稳定，粉末晶体结集成块相当硬，集成的块状固体相对于未提纯的稳定得多。2.化学性质：消毒效果好，漂泊作用完全彻底，永久。有极强氧化性，能断裂高分子不饱和有机化合物中碳-碳双键，例如反应式：R2-C4=C3-C2=C1-R1+n[Cl2，6（H2O）]=R2-C4O2H+HO2C3-C2O2H（或2CO2）+R1-C1O2H水合氯固体的保存：制成水合氯固体之后如何保存是一个不能忽略的大事，水合氯固体的包装和液态氯包装有很大区别，液态氯由于是液态一般用金属罐装，固体则不必。固体的包装形式；由于是固体可打包，也可罐装，盒装，包装材料尽量避免使用聚乙烯材料，应使用一毫米厚的聚氯乙烯塑料袋（机械性能强，透水性差，对环境敏感性不强，来热性强，绝缘性好），待固体装进后压紧并抽出空气成真空，然后密封袋口，再包装一层塑料袋，、两次包装袋口在相反方向，在低于9.6°>存放环境。>0°（最好在5℃-6℃之间）且是干燥避光和不透热而透风的环境中可直接存放（固体绝对避免热和光照），运输最好将聚氯乙烯塑料袋先放进表面光滑而洁白的容器内或真空双层罐內，再往袋內慢慢倒进固体粉末，尽量让装进的粉末逐渐压紧不留空隙，密封袋口到最后抽出袋內空气，尽量让塑料袋成真空包装，最后用橡胶圈缝合运输容器口，固体的包装可根据运输和存放环境不同而包装形式也可不同，存放方式也不同，暂时不用完全可存放在低于9.6°而高于0°的仓库中，仓库内打包好的塑料袋绝对不能一层层堆积，要放在有隔板的大柜內，9.6°》柜內温度》0°，较长时不用也可把打好的塑料袋包放在表面洁白而光滑电镀大柜（要內有隔层板，一柜多包）或聚氯乙烯大柜（柜內一定要有隔层板）內或盒內（一盒一包），使用盒装时，要先把聚氯乙烯塑料袋放进盒內再慢慢放进粉末固体，不管盒装还是柜装塑料袋同样要抽气成真空，盒盖与体之间应用橡胶圈或多层胶带纸错位密封，柜盖或盖与柜体使用胶带纸多层错位封口即可。制取水合氯固体的科学价值和应有前景：1.化学工作者在测试不饱和有机化合物分子中碳-碳双键位置和双键数字时使用晶体作氧化剂，分离反应产物会有事半功倍之效（和采用，K2Cr2O7和KMnO4溶液相比较）。2.除可供化学实验室使用外（有一高校化学实验室已应用这一成果多年），在重度污染区域或动物瘟疫区喷洒晶液混合物或粉末状晶体消毒效果彻底而快捷，结束后不留残留物。3.软化重度自然碱性水后不留任何杂质。4.在0℃以上人工直接成功制取晶体，不仅对化学家长期以来一直认为只有饱和氯水温度降到0℃时有黄色晶体自然析出的理念有较大突破；而且冲破晶体的存在和产生只在“0℃时”“自然析出”的禁区。5.液体氯在运输过程中的泄露存在很严重的安全隐患，若用固体代替液态氯，虽然水合氯固体含氯量低，但由于固体稳定性比液态氯高，形状为固体，包装格式就可根据不同的情况而不同，运输安全性将大大提高，本人认为固体在氯的运输过程中有潜在的应用价值。6．在油田水处理系统中存在着各种微生物，有的细菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
水合氯固体的制备方法，其特征在于，依次包含以下步骤：（1）将氯气通入装有水的反应器内部，待氯水饱和后，逐渐有带壳的黄绿色气泡自下而上升起浮出水面，气泡在水面堆积互相挤压形成黄绿色固体，固体堆积多后，液体表面张力无法支撑，固体下沉至反应器底部，随后继续通入氯气以便和夹在固体之间以及固体上面的水继续合成固体，此时反应器内温度保持在0‑9.6℃之间；（2）当固体堆积较多且不再产生后，关闭氯气通道，将氯水与固体分离，得到固体显粉末状，继续保持温度在0‑9.6℃之间；（3）保持温度在0‑9.6℃之间，将所得粉末状固体密封包装，即得水合氯固体。

【技术特征摘要】
1.水合氯固体的制备方法，其特征在于，依次包含以下步骤：（1）将氯气通入装有水的反应器内部，待氯水饱和后，逐渐有带壳的黄绿色气泡自下而上升起浮出水面，气泡在水面堆积互相挤压形成黄绿色固体，固体堆积多后，液体表面张力无法支撑，固体下沉至反应器底部，随后继续通入氯气以便和夹在固体之间以及固体上面的水继续合成固体，此时反应器内温度保持在0-9.6℃之间；（2）当固体堆积较多且不再产生后，关闭氯气通道，将氯水与固体分离，得到固体显粉末状，继续保持温度在0-9.6℃之间；（3）保持温度在0-9.6℃之间，将所得粉末状固体密封包装，即得水合氯固体。2.根据权利要求1所述的水合氯固体的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：马驰，
申请(专利权)人：马驰，
类型：发明
国别省市：江西,36