Chlor

Chlor
Anschauliche Abbildung des Artikels Chlor
Flüssiges Chlor in einer Ampulle.
Schwefel ← Chlor → Argon
F
  Orthorhombische Kristallstruktur
 
17		 Cl
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
   
                                           
↑
Cl
↓
Br
Vollständiger Tisch • Erweiterter Tisch
Position im Periodensystem
Symbol Cl
Nachname Chlor
Ordnungszahl 17
Gruppe 17
Zeitraum 3 e Periode
Block p . blockieren
Elementfamilie Halogen
Elektronische Konfiguration [ Ne ] 3 s 2 3 p 5
Elektronen nach Energieniveau 2, 8, 7
Atomare Eigenschaften des Elements
Atommasse 35,453  ± 0,002  u
Atomradius (berechnet) 100  Uhr ( 79  Uhr )
Kovalenter Radius 102  ± 16  Uhr
Van-der-Waals-Radius 180  Uhr
Oxidationszustand 0, ± 1, +3, +5, +7
Elektronegativität ( Pauling ) 3.16
Oxid Starke Säure
Ionisierungsenergien
1 Re  : 12,96763  eV 2 e  : 23.8136  eV
3 e  : 39,61  eV 4 e  : 53,4652  eV
5 e  : 67,8  eV 6 e  : 97,03  eV
7 e  : 114,1958  eV 8 e  : 348,28  eV
9 e  : 400,06  eV 10 e  : 455,63  eV
11 e  : 529,28  eV 12 e  : 591,99  eV
13 e  : 656,71  eV 14 e  : 749,76  eV
15 e  : 809,40  eV 16 e  : 3 658,521  eV
17 e  : 3 946.2960  eV
Stabilste Isotope
Iso JAHR Zeitraum MD Ed PD
MeV
35 Cl 75,77  % stabil mit 18 Neutronen
36 Cl Spuren
{syn.} 		301.000  Jahre β -
---
ε / β +		 0,709
—-—
1,142		 36 Ar
—-—
36 S
37 Cl 24,23  % stabil mit 20 Neutronen
Einfache physikalische Eigenschaften des Körpers
Normalzustand Gas ( nicht magnetisch )
Allotrop im Standardzustand Chlor Cl 2
Volumenmasse 3,214  g · l -1 ,

1,56  g · cm -3 ( -33,6  ° C )
Kristallsystem Orthorhombisch
Farbe Gelblich-grün
Fusionspunkt -101,5  ° C
Siedepunkt −34,04  °C
Fusionsenergie 3.203  kJ · mol -1
Verdampfungsenergie 10,2  kJ · mol -1
Kritische Temperatur 143,8  °C
Molarvolumen 22.062 × 10 -3  m 3 · mol -1
Dampfdruck > Patm. bei 20  °C
Schallgeschwindigkeit 206  m · s -1 bis 20  °C
Massenhitze 480  J · kg -1 · K -1
Wärmeleitfähigkeit 8,9 × 10 -3  W · m -1 · K -1
Verschiedene
N o  CAS 7782-50-5
Vorsichtsmaßnahmen
SGH
Chlor Cl 2 : SGH03: OxidationsmittelSGH04: Gase unter DruckSGH06: GiftigSGH09: Gewässergefährdend
Achtung H270, H280, H315, H319, H330, H335, H400, EUH071, P220, P244, P260, P273, P280, P315, P302 + P352, P304 + P340, P305 + P351 + P338, P332 + P313, P370 + P376, P403, P405, H270  : Kann Brand verursachen oder verstärken ; Oxidationsmittel
H280  : Enthält Gas unter Druck; kann bei Erwärmung explodieren
H315  : Verursacht Hautreizungen
H319  : Verursacht schwere Augenreizung
H330  : Lebensgefahr bei Einatmen
H335  : Kann die Haut reizen Atemwege
H400  : Sehr giftig für Wasserorganismen
EUH071  : Wirkt ätzend auf Atemwege
P220  : aufbewahren / lagern weg von Kleidung / ... / brennbare Materialien
P244  : Stellen Sie sicher, dass sich kein Fett oder Öl auf den Reduzierventilen befindet.
P260  : Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dämpfe / Aerosol nicht einatmen.
P273  : Freisetzung in die Umwelt vermeiden.
P280  : Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen.
P315  : Sofort ärztliche Hilfe hinzuziehen .
P302 + P352  : Bei Berührung mit der Haut: Mit viel Wasser und Seife waschen.
P304 + P340  : Bei Einatmen: Betroffene an die frische Luft bringen und in einer Position ruhigstellen, die das Atmen erleichtert .
P305 + P351 + P338  : Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen . Entfernen Sie Kontaktlinsen, wenn das Opfer sie trägt und sie leicht entfernt werden können. Weiter spülen.
P332 + P313  : Bei Hautreizung: Ärztlichen Rat einholen / ärztliche Hilfe hinzuziehen .
P370 + P376  : Bei Brand: Leck abdichten , wenn dies gefahrlos möglich ist .
P403  : An einem gut belüfteten Ort aufbewahren.
P405  : Unter Verschluss aufbewahren .
NFPA 704

NFPA-704-Symbol.

0 4 0 OCHSE
Transport
Chlor Cl 2 :
265
   1017   
Kemler-Code:
265  : giftiges und brandförderndes Gas (  feuerfördernd )
UN-Nummer  :
1017 : CHLOR
Klasse:
2.3 Gefahrzettel
: 2.3  : Giftige Gase (entspricht den mit einem großen T gekennzeichneten Gruppen, d. h. T, TF , TC, TO, TFC und Inhaltsverzeichnis). 5.1  : Oxidierende Stoffe 8  : Ätzende Stoffe Verpackung: -
Piktogramm ADR 2.3

Piktogramm ADR 5.1

ADR 8.svg
Einheiten von SI & STP, sofern nicht anders angegeben.

Das Chlor ist das chemische Element der Ordnungszahl 17, Symbol Cl. Es ist das häufigste Halogen .

Chlor kommt in der Natur reichlich vor, sein wichtigstes Derivat ist Kochsalz oder Natriumchlorid (NaCl). Letzteres ist für viele Lebensformen notwendig.

Chlor, im Zustand eines einfachen Körpers , liegt in Form des Chlormoleküls Cl 2 vor, das ein grünlich-gelbes Gas ist, das 2,5 mal dichter ist als Luft , die Standardbedingungen für Temperatur und Druck . Dieses Gas hat einen sehr unangenehmen erstickenden Geruch und ist äußerst giftig .

Das Ionenhypochlorit des Bleichmittels, das ein Chloratom enthält, wird oft als Wasserbleichmittel bezeichnet und es wird "chloriert". Dies ist jedoch eine falsche Bezeichnung, die häufig zu Verwechslungen zwischen dem Element Chlor, Chlorgas und Hypochlorition führt. Unter der Bezeichnung Chlor ist Chlor beispielsweise für den Transport gefährlicher Stoffe gelistet.

Bestimmte Viren ( zum Beispiel Norovirus ), bestimmte Bakterien oder Biofilme können eine gewisse Resistenz gegen Chlor entwickeln . Dieses Phänomen ist von epidemiologischem und öko- epidemiologischem Interesse .

Entdeckung

Der erste Chemiker isoliert haben Chlor ist angeblich der Schwede sein Carl Wilhelm Scheele , im Jahr 1774. Er gab ihm den Namen dephlogistierte muriatic Säure , weil er dachte , dass es ein zusammengesetztes Gas ist.

Mit der Aufgabe von Phlogiston glaubte man einige Jahre lang, dass dieses Gas Sauerstoff enthält, und erst 1809 bewies der britische Chemiker Humphry Davy , dass dies nicht der Fall war, erkannte, dass es sich um einen einfachen Körper handelte, und gab ihm seine heutiger Name von Chlor.

Der Name Chlor stammt aus dem Griechischen chloros, was "blassgrün" bedeutet, in Anlehnung an die Farbe des reinen chemischen Elements.

Chlor hat 24 bekannte Isotope mit Massenzahlen zwischen 28 und 51, sowie zwei Isomere , 34 m Cl und 38 m Cl. Nur zwei Isotope sind stabil, 35 Cl und 37 Cl, und stellen fast das gesamte natürlich vorkommende Chlor dar. vorhanden (75,77 bzw. 24,23%), der Rest ist Chlor 36 , ein kosmogenes Radioisotop , das in Spurenmengen vorhanden ist. Die Standard - Atommasse von Chlor ist 35,453 (2)  u .

Bemerkenswerte Funktionen

Das reine chemische Element liegt in Form eines zweiatomigen gelb-grünlichen Gases vor Cl 2, das oben erwähnte Chlor , unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen . Chlor wird aus Chloriden, durch Oxidation und hauptsächlich durch Elektrolyse hergestellt . Mit Metallen bildet es Salze, die Chloride genannt werden.

Chlor verflüssigt sich leicht, es siedet bei -34  ° C bei Atmosphärendruck. Es wird flüssig unter Druck (ca. 7  bar ) transportiert (oder gelagert) , bei Umgebungstemperaturen: unter 6,95  bar bei 21  °C .

Mit Fluor , dem Brom und dem Jod gehört Chlor zur Familie der Halogene , in der Gruppe 17 des Periodensystems - Gruppe der Elemente sehr elektronegativ , also hochreaktiv. Es lässt sich problemlos mit fast allen Elementen kombinieren. Tatsächlich ist die Bindung zwischen den beiden Atomen relativ schwach (nur 242.580  ±  0.004  kJ / mol ), was Cl 2 ein hochreaktives Molekül.

Verbindungen mit Sauerstoff , Stickstoff , Xenon und Krypton sind bekannt. Sie entstehen nicht durch eine direkte Reaktion zwischen diesen Elementen, sondern müssen durch ein externes Mittel, einen Katalysator oder eine Ionisierung initiiert werden. Chlor ist zwar sehr reaktiv, aber nicht so extrem reaktiv wie Fluor . Reines Chlorgas, jedoch ist (wie Sauerstoff) ein Oxidationsmittel und kann die Verbrennung von organischen Verbindungen wie unterstützen Kohlenwasserstoffe , obwohl der Kohlenstoff in dem Kraftstoff nur unvollständig zu verbrennen neigt, viel davon verbleibenden unter. Ruß bilden . Dies zeigt die extreme (relative) Affinität von Chlor zu Wasserstoff (wie alle Halogene), wodurch Chlorwasserstoff entsteht , ein besser gebundener Körper als Wasser (Wasserstoffoxid).

Bei 10  ° C und normaler Atmosphärendruck, 1  L von Wasser gelöst 3,10  L von Chlor und 1,77  L bei 30  ° C .

In Lösung liegt Chlor im Allgemeinen als Chloridion Cl – vor . Dieses Ion ist das hauptsächlich im Meerwasser gelöste Ion  : Ungefähr 1,9 % der Masse des Meerwassers sind Chloridionen.

Verwendet

Chlor ist eine wichtige Chemikalie in der Wasserreinigung , in Desinfektionsmitteln , Bleichmitteln sowie in Senfgas .

Wegen seiner Giftigkeit war Chlor eines der ersten Gase, das im Ersten Weltkrieg als Kampfgas eingesetzt wurde. Die ersten Gasmasken, die erfunden wurden, um sich davor zu schützen, waren in der Tat mit Natriumthiosulfat getränkte Kompressen oder Hauben aus Stoffen .

Chlor wird seitdem häufig verwendet, um viele gängige Gegenstände und Produkte herzustellen:

Die organische Chemie verwendet Chlor als Oxidationsmittel und die Substitution des Wasserstoff , da diese Substitution vorteilhaft verleiht häufig Eigenschaften zu organischen Verbindungen , zum Beispiel Neopren (synthetische Kautschuk beständig gegen Öl ).

Weitere Arbeitsplätze gibt es bei der Herstellung von Chloraten , Chloroform , Tetrachlorkohlenstoff und bei der Gewinnung von Brom .

In der Geomorphologie und Paläoseismologie wird das 36 Cl- Isotop , das durch kosmische Strahlung erzeugt wird, zur Datierung einer Oberfläche oder zur Bestimmung einer Erosionsrate verwendet .

Historisch

Das Wort Chlor stammt aus dem Griechischen khlôros und bedeutet „blassgrün“.

Chlor wurde 1774 vom Chemiker Carl Wilhelm Scheele entdeckt, indem er Mangandioxid mit einigen Tropfen Salzsäure übergoss . Scheele glaubt fälschlicherweise, dass es Sauerstoff enthält . Es war im Jahr 1810 , als Humphry Davy ihm den Namen Chlor gab und darauf bestand, dass es sich tatsächlich um ein sehr ausgeprägtes chemisches Element handelte.

Aus der XIX - ten  Jahrhundert, Chlor, insbesondere in Form von Bleichmitteln , als Desinfektionsmittel und zur Behandlung von Trinkwasser verwendet. Es wird auch zum Bleichen von Stoffen in der Textilindustrie verwendet.

Ab dem Ende des Zweiten Weltkriegs wurde Chlor überwiegend zur Desinfektion von Wasser in Fitness-Centern und öffentlichen und privaten Schwimmbädern verwendet. Chlor wird manchmal mit anderen Algenbekämpfungsmitteln kombiniert , um die Algenentwicklung in heißen und kalten Badegewässern zu neutralisieren.

Im Jahr 2010 greift Chlor in Form von 5-Chloruracil ein, ersetzt Thymin im genetischen Code eines Bakteriums und bildet ein AXN (siehe Xenobiologie ).

Quellen

In der Natur finden wir Chlor nur in Verbindung mit anderen Elementen, insbesondere Natrium , in Form von Salz (Natriumchlorid: NaCl) , aber auch mit Carnallit und Sylvin .

Das Chlor-Alkali ist das wichtigste Verfahren zur Herstellung von Chlor. Es geschieht aus einer wässrigen Natriumchloridlösung  : Chlor wird an der Anode freigesetzt und Wasser wird an der Kathode in Wasserstoff (der freigesetzt wird) und in Hydroxidionen zerlegt, die allmählich eine Sodalösung bilden.
Die Salzschmelze kann auch direkt elektrolysiert werden.

Im Labor kann Chlor durch Erhitzen einer Mischung aus Salzsäure und Mangandioxidlösung gewonnen werden .

Verbindungen

In der biologischen Analyse

Der Chlorgehalt im Blut wird Chlorämie genannt . Im Blut eines durchschnittlichen nüchternen Erwachsenen sollte es zwischen 98 und 107  mEq/L liegen .

Auswirkungen auf die Gesundheit

Studien haben einen Einfluss der Chlorierung von Schwimmbädern auf das Risiko von Asthma und allergischer Rhinitis gezeigt , entweder wegen des Chlors, oder wegen der bei seiner Verwendung erzeugten Folge- oder Nebenprodukte, die sich auch bei chronischer Exposition auswirken können Personal, das in Schwimmbädern arbeitet ( Trihalogenmethane oder andere), die giftig oder genotoxisch sein können.

Chlor reizt die Atemwege , insbesondere bei Kindern und älteren Menschen. Eine starke Chlorbelastung kann zu Asthma oder Brooks-Syndrom führen . Prädisponiert würde dieses Asthma durch eine chronische Exposition gegenüber der Luft von Hallenbädern, die mit einer Zerstörung der Clara- Zellen (Schutzzellen in der Lunge) einhergeht .

Im gasförmigen Zustand reizt es die Schleimhäute und im flüssigen Zustand verbrennt es die Haut. Es braucht nur 3,5  ppm , um seinen Geruch zu erkennen, aber dieses Gas ist ab 1000 ppm für einen Zug von etwa einer Minute tödlich  . Die Exposition gegenüber diesem Gas sollte daher 0,5 ppm ( gewichteter durchschnittlicher Expositionswert über 8 Stunden, 40 Stunden pro Woche) nicht überschreiten  .

An Industriestandorten ist der Nachweis von Chlor für die Sicherheit von Personen unerlässlich, daher werden Detektoren installiert. Das Nationale Institut für Forschung und Sicherheit (INERIS) führte im Auftrag von EXERA eine unabhängige Studie zu fünf Chlordetektoren durch .

Bei der Verwendung zur Desinfektion von Trinkwasser oder Schwimmbädern entstehen gefährliche, zum Teil gasförmige Nebenprodukte wie Chloramine , insbesondere bei Kontakt mit Schweiß und Urin. Einige sind giftig, andere können Geburtsfehler verursachen , wieder andere sind genotoxisch und schließlich sind einige krebserregend .

Weitere Nebenwirkungen von Chlor im Trinkwasser sind mit seinen stark oxidierenden Eigenschaften verbunden mit den Folgen von Hautreizungen und einem Trockenheitsgefühl im Mund, das manchmal zu einem Flüssigkeitsmangel führt. Die meisten Filter auf Aktivkohlebasis entfernen Chlor leicht durch Adsorption , wobei jedoch die Gefahr besteht, dass es bei Raumtemperatur zu einer mikrobiellen Vermehrung im Tank kommt .

Hinweise und Referenzen

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Siehe auch

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