Klor

Klor (Cl)
H Periyodik tablo He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba   Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra   Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og     La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Temel özellikleri
Atom numarası	17
Element serisi	Halojenler
Grup, periyot, blok	17, 3, p
Görünüş	Sarı gaz
Kütle numarası	35,453 (2) g/mol
Elektron dizilimi	Ne 3s23p5
Enerji seviyesi başına Elektronlar	2, 8, 7
CAS kayıt numarası	16887-00-6
Fiziksel Özellikleri
Maddenin hâli	Gaz
Yoğunluk	(0 o C/101,325 kPa) 3,2x10−3 g/cm³
Sıvı hâldeki yoğunluğu	g/cm³
Ergime noktası	171,6 °K -101,5 °C
Kaynama noktası	239,11 °K -34,04 °C
Ergime ısısı	(Cl2) 6,406 kJ/mol
Buharlaşma ısısı	(Cl2) 20,41 kJ/mol
Isı kapasitesi	(Cl2) 33,949 J/(mol·K)
Atom özellikleri
Kristal yapısı	Ortorombik
Yükseltgenme seviyeleri	+1, -1, 3, 5, 7
Elektronegatifliği	3,16 Pauling ölçeği
İyonlaşma enerjisi	1251,2 / 2298.0 / 3822.0 kJ/mol
Atom yarıçapı	100 pm
Atom yarıçapı (hes.)	79 pm
Kovalent yarıçapı	99 pm
Van der Waals yarıçapı	175 pm
Diğer özellikleri
Elektrik direnci	10x109 nΩ·m (20°C'de)
Isıl iletkenlik	(300 K) 8,9 W/(m·K)
Isıl genleşme	µm/(m·K) (25°C'de)
Ses hızı	(Gaz) 206 m/s (O oC'de)
Mohs sertliği
Vickers sertliği	MPa
Brinell sertliği	MPa

Klor, VIIA grubunda bulunan hafif, keskin kokulu, yeşilimsi sarı renkli, tahriş edici ve zehirleyici bir gaz. Havadan 2,5 kat ağır olan klor ilk zamanlar bir bileşik olarak kabul ediliyordu. Klor ilk olarak 1774 yılında Carl Wilhelm Scheele tarafından keşfedildi. 1810 yılında ise bugünkü ismi Humphry Davy tarafından verildi.

Özellikleri

Bir tüpün içindeki sıvı klor

Boğucu kokulu, yeşilimsi sarı renkli gazdır. Periyodik çizelgenin 17. grubunda kendisi gibi halojenlerle birlikte yer alan klorun simgesi Cl, atom numarası 17, atom ağırlığı 35,453'tür. Havadan yaklaşık 2,5 kat ağırdır; suda az çözünür (bir litre suda 2-3 litre klor); "Klor suyu" adı verilen bu çözelti, altını bile etkileyecek güçte bir yükseltgeyicidir.

–34 °C sıcaklığa kadar soğutulduğu ya da sıkıştırıldığı zaman kolayca sıvılaşan klor, flor, brom, iyot ve astatinle halojenler grubunu oluşturur; halojenlerin son yörüngelerinde yedi elektron vardır ve öbür maddelerden sekizinci bir elektron alma eğilimi gösterirler.

Mangandioksit, sodyum klorür ve sülfürik asitin tepkimeye girmesi sonucu klor açığa çıkar ve bu tepkime laboratuvarda klor elde etmek için kullanılabilir. Sanayide ise klor, mutfak tuzunun (sodyum klorür) elektrolizi yoluyla üretilir ve yan ürün olarak hidrojen gazı ve sodyum hidroksit açığa çıkar.

Klor, aşağı yukarı bütün metalleri etkiler. İnce bir demir çubuk ısıtılıp, içinde az miktarda su olan bir klor tüpüne daldırıldığında, akkor hale gelerek, kahverengi demir klorür dumanları yayar. Tepkime sırasında sıcaklık aşırı yükseldiğinden, demir eriyerek akar; ama tüpün dibindeki su, erimiş demirin cama değerek kırmasını önler. Bakır, alüminyum, kalay, kurşun ve gümüş de klorla tepkimeye girer. Bir klor tüpüne bir miktar cıva dökülürse, hemen cıva klorür oluşarak billurlaşır ve tüp çeperine yapışır. Altın ve platine sıcakta klor gazı, soğuktaysa klor suyu etki ederek, çözünmelerine yol açar.

Klor, ametallerle de etkileşir. Söz gelimi, beyaz fosfor klora dokunduğunda erimeye başlar ve tutuşarak beyaz renkte fosfor klorür dumanları verir. Kırmızı fosforsa, klorla sıcakta tepkimeye girer. Hidrojen ve klor karışımı güneşe tutulursa, patlayarak hidroklorik aside dönüşür. Klor, kükürt iyot ve broma etki edebilir; ama bütün ametallerle, söz gelimi karbonla etkileşmez. Bu yüzden karbon, sodyum klorürün hidrolizinde anot olarak kullanılır.

Klorun bileşiklere etkisi

Brom ve iyottan daha güçlü bir yükseltgeyici olması nedeniyle klor, bu maddelerin bileşikleriyle karşılaştığında onların yerini alır: Söz gelimi bromhidrik ya da hidroiyodik asit şişesi üstüne klor şişesi kapatılırsa, kırmızı renkte brom buharları ya da mor iyot buharları açığa çıkar; bu durumda klor, brom ve iyodun yerini almıştır. Klor suya etki ederek yükseltgeyici özellikleri bulunan klor suyunu (hipokloröz asit) oluşturur. Sodyum karbonatla etkileştiğinde, sodyum hipoklorit ortaya çıkar.

Alkanlar gibi doymuş Hidrokarbonlar, klor ile tepkimeye sokulursa bir yer değiştirme tepkimesi gerçekleşir ve her adımda bir mol HCl vermek üzere hidrokarbondaki hidrojenler klor ile yer değiştirir. Klor, alkenlere eklenerek kloroalkanları oluşturur. Bu oluşan bileşikler, klor miktarı arttıkça daha az yanıcı ve daha fazla yoğun olur.

Üretimi ve kullanımı

Klor sanayide çoğunlukla doymuş tuz çözeltisinin elektrolizi yoluyla üretilir. Kimi zaman da erimiş sodyum klorürden elde edilir. Klor ve bileşikleri kâğıt ve dokuma sanayiinde ağartma işlemlerinde ve kent içme sularının dezenfekte edilmesinde kullanılır. Ayrıca evlerde kullanılan ağartıcıların, mikrop öldürücülerin, çok sayıda organik ve inorganik maddelerin üretilmesinde yararlanılır. Klorlu çözücülerden, plastik maddelerin, elastomerlerin (yapay kauçuk) üretiminde yararlanılır.

Doğada klor

Doğada klor serbest halde bulunmaz ama bol miktarda HCl (hidroklorik asit) içeren volkanik gazlarda serbest klora rastlanmıştır. Klorür iyonu Hazar denizi, Lut gölü, Utah'daki Büyük tuz gölü gibi iç denizlerin ve okyanus sularının başlıca eksi yüklü iyonudur. Ayrıca örneğin sodyumla birleşmiş halde halit (kayatuzu) biçimde evaporit minerallerinde yer alır. Klor üstün yapılı hayvanların vücut sıvılarında iyon halde, mide sindirim sıvılarında ise hidroklorik asit yer alır.

Etkileri

Klor, ilk defa I. Dünya Savaşı'nda Almanya tarafından kimyasal silah olarak kullanılmıştır. Berlin'de açılan bir kimya enstitüsünde üretilmiştir. Klor gazı suyla temas ettiğinde hidroklorik asit ve Hipokloröz asit oluşturan bir tepkime gerçekleşir. Bu nedenle göz ve akciğerler gibi vücudun nemli bölgelerini tahriş eder, solunum güçlüğüne, boğazda daralmaya ve akciğer ödemine sebep olur. Litre başına 2,5 miligram klor içeren hava birkaç dakika solunursa ölüme neden olabilir.

Yükseltgenme durumu

Yükseltgenme durumu	İsim	Formül	Bileşikler
−1	klorür	Cl−	iyonik klor, organik klor
0	klor	Cl2
+1	hipoklorit	ClO−	sodyum hipoklorit, kalsiyum hipoklorit
+3	klorit	ClO2−	sodyum klorit
+5	klorat	ClO3−	sodyum klorat, potasyum klorat, klorik asit
+7	perklorat	ClO4−	potasyum perklorat, perklorik asit, organik perklorat, amonyum perklorat, magnezyum perklorat

Bunun yanında doğrudan olmayan yollarla birleşimden:

• Cl₂O Diklor monoksit
• ClO₂ Klor dioksit
• Cl₂O₆ Diklor heksoksit
• Cl₂O₇ Diklor heptoksit

Klor oksitlerin hepsi çok kararsız ve tepkileri çok yüksektir.

Ayrıca bakınız

• Klor ile dezenfeksiyon yöntemi