Chlor |
|
Chlor |
Dane ogólne |
Nazwa, symbol,
l.a.
| Chlor, Cl, 17 |
Grupa, okres, blok |
17 (VIIA)
, 3,
p
|
Właściwości metaliczne | niemetal – fluorowiec |
|
|
|
Najbardziej stabilne izotopy |
---|
|
|
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
warunków normalnych (0 °C, 1013,25 hPa)
|
Chlor (Cl,
łac.
chlorum, od
gr
. χλωρός chloros, „zielonożółty”) —
pierwiastek chemiczny
,
niemetal
o liczbie atomowej 17,
fluorowiec
.
Izotopy
stabilne to 35Cl i 37Cl. Chlor jest żółtozielonym gazem około dwa i pół razy cięższym od
powietrza
, o nieprzyjemnym, duszącym zapachu, silnie trującym. Jest silnym
utleniaczem
, wybielaczem i środkiem dezynfekującym. Jest składnikiem wielu powszechnie spotykanych
soli
oraz innych związków.
Właściwości
Czysty chlor występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek Cl2. W związkach występuje na
stopniach utlenienia
od −I do VII.
Chlor jest bardzo aktywny chemicznie, chociaż mniej niż
fluor
. W obecności rozproszonego światła słonecznego łączy się z
wodorem
tworząc
chlorowodór
. W pełnym świetle słonecznym ta reakcja przebiega wybuchowo.
- Cl2 + H2 → 2HCl
Chlor łączy się bezpośrednio z większością pierwiastków na skutek czego powstają
chlorki
.
W 1 litrze wody o temperaturze 10 °C rozpuszcza się 3,10 litrów chloru, podczas gdy w temperaturze 30 °C już tylko 1,77 litra. Z wodą reaguje powoli, tworząc chlorowodór i
kwas chlorowy(I)
(HClO).
- Cl2 + H2O → HCl + HClO
Chlorki
należą do
I grupy analitycznej anionów
Otrzymywanie
W laboratorium chlor można otrzymać przez utlenianie
kwasu solnego
silnym utleniaczem, np.
ditlenkiem manganu
MnO2 lub
nadmanganianem potasu
:
-
MnO2
+ 4
HCl
→
MnCl2
+ Cl2↑ + 2
H2O
- 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O
Na skalę przemysłową otrzymuje się go w wyniku
elektrolizy
wodnego roztworu
chlorku sodu
. Przy okazji otrzymuje się
wodorotlenek sodu
i
wodór
.
- 2
NaCl
+ 2
H2O
→ Cl2↑ +
H2
↑ + 2
NaOH
Zamiast wodnego roztworu stosuje się również stopiony
chlorek sodu
.
Zastosowanie
Chlor używany jest w instalacjach do uzdatniania
wody
, na ostatnim etapie procesu, gdzie w reakcji gazowego chloru z wodą tworzy się, posiadający silne właściwości dezynfekujące,
kwas chlorowy(I)
oraz
HCl
. Produktem ubocznym powstającym podczas procesu chlorowania wody jest toksyczny dla ludzi
chloroform
, powstający w reakcji chloru ze związkami organicznymi występującymi w źle oczyszczonej wodzie. Do ogólnie pojętej dezynfekcji stosuje się wiele różnych związków chloru (przede wszystkim
chloroaminy
), szerokie zastosowanie znalazł także jako wybielacz (papieru, tkanin).
Chlor był stosowany jako
gaz bojowy
podczas
I wojny światowej
, ale został wyparty przez bardziej „skuteczne” środki.
Chlor jest szeroko stosowany do wyrobu wielu produktów używanych na co dzień –
antyseptyków
,
barwników
,
pożywienia
,
środków owadobójczych
,
farb
,
produktów naftowych
,
tworzyw sztucznych
,
lekarstw
,
wyrobów włókienniczych
,
rozpuszczalników
, itd.
W chemii organicznej używa się gazowego chloru jako utleniacza. Chlor jest jednym z możliwych
podstawników
, zastępującego w związkach organicznych atom
wodoru
(np.
chlorek winylu
i produkowany z niego
PCW
, w produkcji
gumy syntetycznej
).
Inne zastosowania to produkcja chloranów,
chloroformu
,
tetrachlorku węgla
i ekstrakcja
bromu
.
Historia
W formie czystej chlor został otrzymany w
1774
przez
Carla Wilhelma Scheele
, który mylnie sądził, że jest to jakiś związek chemiczny, zawierający
tlen
. Otrzymał go w reakcji
tlenku manganu(IV)
MnO2 z
kwasem solnym
. Nazwę temu pierwiastkowi w
1810
roku nadał
Humphry Davy
, który stwierdził, że substancja otrzymana przez Sheelego jest pierwiastkiem. Warto wspomnieć, że polski chemik Jędrzej Śniadecki jako jeden z pierwszych postulował uznanie chloru za pierwiastek, tuż po jego odkryciu. Jako pierwszy polską nazwę – chlor – zaproponował
Filip Walter
. Proponowano też nazwy słoń, soleń i soliród[1].
Występowanie
W przyrodzie chlor występuje tylko w postaci
jonu
chlorkowego
Cl−, który jest głównym
anionem
występującym w
oceanach
. Jony chlorkowe stanowią ok. 1,9% masy wszystkich oceanów. Jeszcze większa koncentracja chlorków występuje w wodach słonych jezior (w
Morzu Martwym
ok. 21%) i podziemnych złożach
solanki
.
Większość chlorków jest rozpuszczalna w wodzie, dlatego w większych ilościach w stanie stałym można je znaleźć tylko w suchym klimacie lub podziemnych złożach soli. Główne minerały zawierające chlor to
halit
(sól kamienna,
NaCl
),
sylwin
(
chlorek potasu
) i
karnalit
(uwodniony podwójny chlorek potasu i magnezu).
Związki
Wśród nieorganicznych związków chloru znajdują się
chlorki
i
chlorany
. Do organicznych związków chloru należą
chloraminy
, niektóre
dioksyny
, chlorowane
węglowodory
, a także
czterochlorek węgla
i
chloroform
. Z tlenem tworzy pięć różnych
tlenków
. Chlor tworzy kilka kwasów oraz odpowiednich soli:
Jest powszechny w przyrodzie i występuje w większości organizmów żywych. Chlor ma bardzo duże
znaczenie biologiczne
, należy do
makroelementów
. Jony chloru należą do głównych
anionów
w płynach organizmu, a
kwas solny
jest używany do trawienia przez wiele zwierząt (wydzielany w żołądku). W organizmie człowieka o wadze 70 kg znajduje się około 95 g chloru.
Toksyczność
Gazowy chlor działa drażniąco na
układ oddechowy
i
błony śluzowe
, może prowadzić do obrzęku płuc, a w dużych stężeniach do śmierci. W powietrzu jest wyczuwalny przy stężeniu 3,5
ppm
, ale stężenie niebezpieczne to 1000 ppm. Z powodu tych właściwości był stosowany jako
broń chemiczna
w czasie
I wojny światowej
. Wartość średnia ważona dopuszczalna w długim przedziale czasu (8 godzin na dzień) nie powinna przekroczyć 0,5 ppm.
Ciągłe wystawienie na działanie niskich stężeń chloru osłabia płuca i zwiększa podatność na inne choroby płuc.
Trujące gazy (trichlorek azotu) mogą się wydzielać przy kontakcie
wybielaczy
zawierających chlor z
moczem
, a także z
amoniakiem
lub innymi produktami czyszczącymi.
Zobacz też
Przypisy