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氯的电子构型是[Ne]3s 3p，位于碳原子的VIIA族元素周期表在第三节课。[Ne]表示该元素具有惰性气体氖的电子构型。字母p和s表示p和s轨道;上标表示轨道包含的电子数。因此，p轨道包含5个电子，5轨道包含2个电子，使得它的价层层中总共有7个电子。这意味着氯原子只需要再获得一个电子，就能获得稳定的氖构型。这使得氯成为一种很好的氧化剂。事实上，当VIIA族的成员氧化其他物质时，它的一个特征是获得-1的电荷。这一组的成员从最强的氧化剂到最小的是氟，氯，溴，碘和砹。这一组元素组成了卤素族。

所有的氯消毒剂当它们氧化其他物质时，会还原成氯离子(Cl-)，当然，这些物质一定是还原性物质。氯一开始的氧化态是0最后是-1;只需要一个还原步骤。另一方面，次氯酸盐一开始的氧化态是+1最后也是-1;因此，他们需要两个还原步骤。因为氯原子只需要一个还原步骤，而次氯酸盐需要两个还原步骤，所以氯原子是比次氯酸盐更强的氧化剂。作为一种强氧化剂，它也是一种强消毒剂。

水解和最佳pH值氯化范围。如前所述，氯是以液化氯的形式供应。然后液体必须被蒸发成气体。当气体Cl^被应用到水或废水中，它溶解成氯水溶液Cl2(aq)，如下所示:

Cl2(g) ^ Cl2(fl?)K clq = 6.2(10-2) (17.8)

然后Cl2(aq)水解，一个氯原子被氧化为+1，另一个被还原为-1。这个反应叫做歧化反应。反应如下:

Cl2(aq) + H2O ^ HOCl + H+ + Cl-1 Kh = 4.0(10-4) (17.9)

由式(17.9)可得次氯酸HOCl，它是含氯消毒剂之一。如果分析它的公式，就会发现氯的氧化态是+1，正如我们之前提到的。还要注意盐酸的形成。这是使用氯气作为消毒剂的一个特点。水变成酸性。此外，正如我们已经提到的，氯分子是一种比次氯酸盐离子强得多的氧化剂，因此，是一种更强的消毒剂。由式(17.9)可知，如果有意使水呈酸性，反应将向左进行，产生更多的氯分子。这种情况会产生更多消毒权力。然而，正如后面将要展示的，这种情况下，氯分子存在的地方，pH值很低，徘徊在零附近。这使得氯分子作为消毒剂毫无用处。

HOCl进一步反应产生如下解离反应:

HOCl ^ h++ OCl- Ka = 10-75 (17.10)

利用式(17.9)，我们计算Cl2(aq)和HOCl的分布。用平衡方程的形式表示，

Kh = 4.0(10-4) = '!- ' - (17.11)

取对数，重新排列，简化，

[Cl2(aq)] _ 10

[HOCl] _ 10 _ 10 ()

pKH是KH以10为底的负对数。

表17.3用式(17.12)给出了[Cl2(aq)]/[HOCl]和[HOCl]/[Cl2(a?)]作为pH值和氯化物浓度的函数。1.0 gmmol /L的氯化物浓度为35500 mg/L。这在正常的水和废水处理中是永远不会遇到的。忽略表中的这一项

的比率		(氯(< j))	pH值		和氯化物浓度
(CI -) (gmmoles / L)	pH值

继续阅读:余氯Vs应用氯

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