Chlor

Z Wikipedii

S – Cl – Ar   F Cl Br       Układ okresowy
Dane ogólne
Nazwa, symbol, l.a.*	Chlor, Cl, 17
Własności metaliczne	halogen
Grupa, okres, blok	17 (VIIA), 3, p
Gęstość, twardość	3,214 kg/m³, bd
Wygląd
Kolor	zielonożółty
Własności atomowe
Masa atomowa	35,4527 u
Promień atomowy (obl.)	100 (79) pm
Promień kowalencyjny	99 pm
Promień van der Waalsa	175 pm
Konfiguracja elektronowa	[Ne]3s²3p5
e- na poziom energetyczny	2, 8, 7
Stopień utlenienia	±I, III, V, VI, VII
Własności kwasowe tlenków	silnie kwaśne
Struktura krystaliczna	rombowa
Własności fizyczne
Stan skupienia	gazowy
Temperatura topnienia	171,6 K (-101,55 °C)
Temperatura wrzenia	239,11 K (-33,04°C)
Objętość molowa	17,39×10-6 m³/mol
Ciepło parowania	10,2 kJ/mol
Ciepło topnienia	3,203 kJ/mol
Ciśnienie pary nasyconej	1300 Pa
Prędkość dźwięku	bd
Pozostałe dane
Elektroujemność	3,16 (Pauling) 2,83 (Allred)
Ciepło właściwe	480 J/(kg*K)
Przewodność właściwa	bd
Przewodność cieplna	0,0089 W/(m*K)
I Potencjał jonizacyjny	1251,2 kJ/mol
II Potencjał jonizacyjny	2298 kJ/mol
III Potencjał jonizacyjny	3822 kJ/mol
IV Potencjał jonizacyjny	5158,6 kJ/mol
V Potencjał jonizacyjny	6542 kJ/mol
VI Potencjał jonizacyjny	9362 kJ/mol
VII Potencjał jonizacyjny	11018 kJ/mol
VIII Potencjał jonizacyjny	33604 kJ/mol
IX Potencjał jonizacyjny	38600 kJ/mol
X Potencjał jonizacyjny	43961 kJ/mol
Najbardziej stabilne izotopy*
izotop wyst. o.p.r s.r. e.r. MeV p.r. 35Cl 75,77% stabilny izotop z 18 neutronami 36Cl {syn.} 3,01×105 lat β- 0,709 36Ar 37Cl 24,23% stabilny izotop z 20 neutronami 39Cl {syn.} 55,7 min β-   39Ar
Tam, gdzie nie jest zaznaczone inaczej, użyte są jednostki SI i warunki normalne.
*Wyjaśnienie skrótów: l.a.=liczba atomowa wyst.=występowanie w przyrodzie, o.p.r.=okres połowicznego rozpadu, s.r.=sposób rozpadu, e.r.=energia rozpadu, p.r.=produkt rozpadu

Chlor (Cl, łac. chlorium, od gr. χλωρός chloros, "zielonożółty") – pierwiastek chemiczny, niemetal o liczbie atomowej 17, fluorowiec.

Izotopy stabilne to ³⁵Cl i ³⁷Cl. Chlor jest żółto-zielonym gazem około dwa i pół razy cięższym od powietrza, o nieprzyjemnym, duszącym zapachu, silnie trującym. Jest silnym utleniaczem, wybielaczem i środkiem dezynfekującym. Jako składnik wielu powszechnie spotykanych soli oraz innych związków, 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.

Spis treści 1 Właściwości 2 Otrzymywanie 3 Zastosowanie 4 Historia 5 Występowanie 6 Związki 7 Toksyczność 8 Przypisy

[edytuj] 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. 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). Z tlenem tworzy pięć różnych tlenków (patrz związki chloru). Chlor tworzy kilka kwasów oraz odpowiednich soli:

• kwas chlorowodorowy (solny) i chlorki
• kwas chlorowy(I) (podchlorawy) i chlorany(I) (podchloryny)
• kwas chlorowy(III) (chlorawy) i chlorany(III) (chloryny)
• kwas chlorowy(V) (chlorowy) i chlorany(V) (chlorany)
• kwas chlorowy(VII) (nadchlorowy) i chlorany(VII) (nadchlorany)

[edytuj] Otrzymywanie

W laboratorium chlor można otrzymać przez utlenianie kwasu solnego silnym utleniaczem, np. ditlenkiem manganu MnO₂:

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

W laboratorium można go również otrzymać w wyniku reakcji kwasu solnego z nadmanganianem potasu:

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.

[edytuj] 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.

Chlorki należą do I grupy analitycznej anionów

[edytuj] 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].

[edytuj] 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 (chlorek sodu, sól kamienna), sylwit (chlorek potasu) i karnalit (chlorek-wodorotlenek potasu-magnezu).

[edytuj] 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. Zobacz też związki chloru.

[edytuj] 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.

Przypisy