Chlor

Hööftartikel: Isotopen vun Chlor
Iso	VN	t_½	VO	VE (MeV)	VP
³⁵Cl	75,77 %	Cl is mit 18 Neutronen bestännig.
³⁶Cl	nee	301.000 a	β^-	0,709	³⁶Ar
³⁶Cl	nee	301.000 a	ε	-	³⁶S
³⁷Cl	24,23 %	Cl is mit 20 Neutronen bestännig.

Chlor (vun’t ooltgreeksch: χλωρός chlōrós „gröön“; vun wegen sien Klöör) is en cheemsch Element mit dat Atomteken Cl un de Atomtall 17. Chlor is ünner Normalbedingen en Gas un steiht in dat Periodensystem in de sövten Hööftgrupp. Dorüm tellt Chlor to de cheemsch Serie vun de Halogenen.

Historie

Chlor is 1774 vun Carl Wilhelm Scheele opdeckt worrn. Toeerst is dat Chlorgas för en Oxid hollen worrn, eerst later hett Humphry Davy markt, dat Chlor en Element is.

Chlor is in’n Eersten Weltkrieg is to’n eersten mol as cheemsch Wapen insett worrn. Disse Insatz an’n 22. April 1915 in de Neeg vun de Stadt Ypern in Flandern dör düütsche Truppen hett veele Leven köst. Tallriek Soldaten harrn deelwies jemehr Leven lang mit den Schaden dorvun to kriegen. Later is Chlor dör wirksomere Giftgasen uttuuscht worrn as t. B. Phosgen.

Vörkamen

In de Natur gifft dat Chlor nich in sien elementare Form, man tomeist as Anion Cl^- (Chlorid), wiel Chlor en Element is, dat düchtig geern reageeren deit. Dat gifft aver ok en Reeg vun natürlich vörkamend orgaansch Verbinnen mit en kovalent Binnen. As Bestanddeel vun Solten as t. B. Natriumchlorid un Kaliumchlorid finnt man in veele grote Soltlagersteden op de Welt. Chloride hebbt en Andeel vun ruchweg 0,05 % an de Eerdkrust.

Dorstellen un Winnen

In’n industriellen Rahmen warrt Chlor vör allen wunnen dör de so nöömte Chloralkali-Elektrolys, en Natriumchlorid-Lösen oder -smölt:

\mathrm {2\,NaCl+2\,H_{2}O\rightarrow 2\,NaOH+Cl_{2}+H_{2}}

\mathrm {2\,NaCl\rightarrow 2\,Na+Cl_{2}}

As Kuppelprodukten fallt dorbi Natronlaug un Waterstoff (bi’n Insatz vun NaCl-Lösen) btw. Natrium (bi’n Insatz vun NaCl-Smölt) an.

As Utgangsmaterial kann ok Soltsüür bruukt warrn, de bi’t Ümsetten vun Chlor mit orgaanschen Kohlenwaterstoffen entsteiht. De kann denn mit Hülp vun elektrischen Stroom in waterige Lösen wedder in Chlor ümwannelt warrn:

\mathrm {2\,HCl\rightarrow Cl_{2}+H_{2}}

Bevör sik de Elektrolysverfohren för de Chlorprodukschoon dörsett hebbt, is ok de direkte Oxidatschoon vun Chlorwaterstoff mit Suerstoff oder Luft na dat so nöömte Deacon-Verfohren utföhrt worrn:

\mathrm {4\,HCl+O_{2}\rightarrow 2\,Cl_{2}+2\,H_{2}O}

Dat Dörföhren vun disse Gliekgewichtsreaktschoon is an Katalysaters op Basis vun Kopper(II)-chlorid (CuCl₂) maakt. Vunwegen de bannig korrosiv wirkend Reakschoonsmischen is dat Verfohren technisch aver mit grote Mucken verbunnen.

De Produkschoon vun Chlor belööp sik 2004 weltwiet op ungefäähr 45 Millionen Tunnen.

In’t Labor kann Chlor ut Soltsüür herstellt warrn:

Reakschoon vun Kaliumpermanganat mit konzentreert Soltsüür.
Reakschoon vun Bruunsteen mit konzentreert Soltsüür.
Reakschoon vun Chlorkalk mit konzentreert Soltsüür

Egenschoppen

Physikaalsch

Chlorgas in en Glasampull

Dat geelgröne Chlor is ünner Normalbedingen en Gas, dat en stekend Röök hett un as giftig in de List vun de Gefohrstoffen opföhrt. Chlor löst sik teemlich goot in Water: In een Liter Water löst sik bi 25°C un Atmosphärendruck 0,0921 mol. Disse waterige Lösen warrt as Chlorwater (nich as Soltsüür) betekent, bargt aver en lütte Mengde vun Soltsüür. Bi’t Afköhlen vun en sättigt Lösen op 0 °C warrt grönlich-gele Chlor-Klathraten afscheedt mit de Tohopensetten Cl₂ · 2 H₂O. Bi’t Warmmaken op 9,6 °C verfallt de wedder.

Cheemsch

Chlor egent sik vunwegen sien hooch Normalpotential vun 1,358 Volt sünners goot as Oxidatschoonsmiddel. In de Luft brennt Chlorgas nich, tellt aver liekers to de reakschonsstarksten Elementen in’t Periodensystem. Dat Gas reageert al bi Normaltemperatur mit tallriek Elementen, orgaanschen un anorgaanschen Verbinnen to’n Deel teemlich dull ünner starker Hittafgaav.

Mit Waterstoff reageert dat explosionsordig in de so nöömten Chlorknallgasreakschoon, wenn toeerst en Bestrahlen mit kortwellig Licht oder en öörtlich Warmmaken stattfinnt. De toföhrte Energie is in de Laag, dat Cl₂-Molekül to splitten:

\mathrm {Cl_{2}+243{,}52\,kJ\rightarrow 2\,Cl\cdot }

En Chlormolekül warrt dör Energie vun buten in twee Chloratomem (Radikale) opsplitt.

Dorna sett en Radikalkedenreaktschoon in:

\mathrm {Cl\cdot +H_{2}\rightarrow HCl+H\cdot }

\mathrm {H\cdot +Cl_{2}\rightarrow HCl+Cl\cdot }

Dat Inwirken vun Chlor op Elementwaterstoffen (EH_n) föhrt to en deelwies ruttehn vun Waterstoff:

\mathrm {Cl_{2}+CH_{4}\rightarrow HCl+CH_{3}Cl}

De Reaktschoon vun Chlor un Methan bi 400 °C gifft Chlorwaterstoff un Chlormethan as ok hööger chloreertet Methan.

En Chlor/Ammoniakmischen reageert to Chloramin:

\mathrm {Cl_{2}+NH_{3}\rightarrow HCl+NH_{2}Cl}

In’n Vergliek dorto warrt Ammoniak ünner drastisch Bedingen mit unverdünnt Chlor to Stickstoff un Chlorwaterstoff ümsett:

\mathrm {3\ Cl_{2}+2\,NH_{3}\rightarrow 6\,HCl+N_{2}}

Verwennen

Dat hoge Reakschoonsvermöögen vun Chlor hett dorto föhtr, dat Chlor as Bleekmiddel t. B. in de Papeerindustire insett worrn is. För disse Opgaav warrt aver an Steed vun dat Chlor vunwegen sien Ümweltschädlichkeit jümmer mehrWaterstoffperoxid insett. Nich wegtodienken is Chlor aver in de cheemsch Industrie, woneem dat in Endprodukten as PVC, Bleekmiddel un Soltsüür antofinnen is. Chlor is ok en bedüdend Grundstoff bi’t Herstellen vun Polyurethan un Polycarbonat.

Chlor warrt ok as priesgünstig Desinfektschoonsmiddel för Drinkwater insett. Sünners de entstahnde hypochlorig Süür is in de Laag Bakterien un Viren antogriepen un dood to maken. En Vördeel gegenöver annere Middels is de Langtietwirken (Depot-Wirken). Dat bedüüdt, dat Chlor na Togaav in’t Waterwark in de Rohren noch över längere Tiet dseinfizeeren deit. Chloren un Drinkwater is na de DIN 2000 nich vörsehn, mutt aver in de Waterwarken vörhollen warrn. Dat Chloren vun’t Drinkwater dröff blots vun’t Gesundheitsamt anordent warrn.

Butendem warrt Chlor in bannig lütte Mengden as Desinfektschoonsmiddel in Swemmbäder bruukt. Bi de Reakschoon vun’t Chlor mit orgaansche Stoffen in’t Water kommt dorbi ok Affallprodukten tostannen, de den bekannten Swemmbadröök utmaken doot. Je mehr Verunreinigen in’t Water is, desto mehr rückt dat ok.

Bioloogsch Bedüden

Physioloogsch hett Chlor en grote Bedüden in sien ionische Form Chlorid as Mineralstoff. Opnahmen warrt dat över dat Eten, tomeist in Form vun Kaaksolt (Natriumchlorid). An’n Dag nimmt de Minsch twüschen 3 un 12 g Chlorid to sik. Dat Utscheeden geiht över de Neren un över den Sweet.

Chlorid is nödig, üm Magensüür to produzeeren un üm de Osmoos in’n Lief oprecht to hollen. Unbedingt bruukt warrt Chlor ok för’t Wieterleiden un Impulsen in de Nervenfasern. Veele orgaansche, also nicht-ionische Verbinnen mit Chlor sünd dorgegen slecht för de Gesundheit oder sogor richtig giftig, sünners för Insekten. Se warrt dorüm faken ok as Insektiziden insett.

Nawies

Chlor lett sik na Inleiden in Natriumiodid- oder -bromidlösen nawiesen. Dat Iodid warrt to Jod oxideert, wat den mit Hexan extraheert warrn kann (Redoxreakschoon).

Chlorid (Cl^-) lett sik in en Nawiesreakschoon ut waterige Lösen na’t Ansüern mit Salpetersüür mit Sülvernitrat utfällen. Dorbi entsteiht en witten Nedderslag ut Sülverchlorid. Mit dissen Versöök kann man ok Iodiden un Bromiden nawiesen. In verdünnt Ammoniakwater löst sik de Nedderslag wedder op (Komplexbillnsreakschoon):

\mathrm {Cl^{-}+AgNO_{3}\rightarrow AgCl+NO_{3}^{-}}

Sekerheit

Gesundheitsgefohren

Mit Chlor sünd gefährliche Reakschonen ü.a. mit Ammoniak, Bromwaterstoff, Butan, Butadien, Ether, Kohlenmonoxid, Methan, Propan un annere Stoffen mööglich.

Mit de Fuchtigkeit vun de Sliemhüüt billt sik Soltsüür un hypochlorig Süür, de dat Geweev angriepen doot. Je na Konzentratschoon kann dat Inaten vun Chlor de Sliemhüüt inböten, to Hoosten föhren un bi längeret inwirken sogor to Bloodhoosten un Atennoot bit hen to Stickenanfäll. Wenn grote Mengden inatent warrt, besteiht Levensgefohr. Chlor grippt ok de Ogen, de Huut un de Verdauensweeg an. Lungenschadens sünd bi Inaten mööglich, bi chroonsch Inwirken kann dat ok to Hart- un Kreisloopstören föhren, sülvst wenn toeerst keen Lasten to marken sünd.

Fletig Chlor wirkt düchtig ätzend op de Huut. Chlorwater grippt ok de Huut an un kann langwierige Ekzemen utlösen (Perna-Krankheit bit hen to Chlor-Akne).

Konzentratschonen vun 0,5% Chlor in de Atenluft sünd för Minschen döödlich. Al 0,001% Chlor künnt eerste Krankheitswirken utlösen. De maximal Arbeidssteedgrenzweert liggt in Düütschland opstunns bi 0,5 ppm, btw. 1,5 mg/cm³ Luft.

Na en Studie vun’t Institute for Medical Research in Barcelona böhrt chloreert Water dat Risiko för Blasenkrebs an. Dorna hebbt Minschen, de chloreert Water drunken hebbt, en üm 35% högeret Risiko, an Blasenkrebs krank to warrn. Swimmen in Chlorwater schall dorna dat Risiko sogor üm 57% anböhren.

Verhollen un Schuul (bi’t Chloreeren)

De Fatten, worin dat Chlor opbewahrt warrt mött dicht wesen un an en goot lüften Oort lagert warrn. Geiht man in den Ruum rin, schall man jümmer en Fluchtfilter dorbi hebben. Buddels un Deelen vun de Anlaag mööt vör apen Flammen, Warms un Sünninstrahlen schuult warrn un sünners ok vör Fuchtigkeit. Verklemmte Deelen nich mit Gewalt un blots ahn Hülpmiddel apen maken. Rohren dröft ok nih över 50 °C hitt maakt warrn. Bi Chlorgasalarm nich mehr in den Ruum oder in dat Rebeet gahn. In’n Twiefel dröff blots noch mit Atenschuulredschap un en dicht afslutend Chemieschuulantog in dat Gefohrenrebeet ringahn warrn (Füerwehr). Chlorbuddelwessel schall ok blots mit Atenschuul un mit Schuulhandschoh maakt warrn.

Bi’t Utbreken vun Chlorgas is de Filter na dörtig Sekunnen opbruukt, de schall blots to’n Weglopen bruukt warrn. Dat de Armaturen dichthollt, schall elk Week mit en Proovreagenz (Ammoniak) patrollert warrn. Billt sik en witten Nevel, is wat undicht.

Eerst Hülp

Allgemeen toeerst verunreinigte Kledaasch gau uttehn.
Bi Kontakt mit de Huut mit veel Water un Seep afwaschen, dorna steril verbinnen (Brandwunnenverbandsdook) un gau na’n Dokter bringen.
Bi Kontakt mit de Ogen en Ogenbruus dörföhren oder teihn Minuuten mit apen Ogen ünner fletend Water utwaschen. Dorna gau to’n Behanneln na’n Ogendokter.
Bi Inaten vun Chlorgas toeerst Frischluft toföhren un de Atenweeg fere hollen. Rauh un Warms sünd goot. Wenn vörhannen schall en Budesonid-Spröhmiddel (t. B. Pulmicort^®) anwendt warrn. Keen Alkohol toföhren. Ok wenn keen Lasten to beklagen sünd, gau in halfsittend Hollen na’n Dokter bringen. En direkt Atenspennen dör den Hülper schalöl nich maakt warrn, wieldat he sik sonst woll ok Schaden totehn kann.^[1]

Verbinnen

Chlor kummt mit de Oxidatschoonstallen -1 bit +7 vör. Mit de Oxidatschoonstoop -1 kummt Chlor as Chlorid-Anion in veele Solten vör, sünners mit Alkalimetallen. Dat sünd to’n Bispeel Natriumchlorid, Kaliumchlorid oder Lithiumchlorid. De bedüdenste Cl^-1-Verbinnen is aver de Chlorwaterstoff HCl un de waterige Lösen dorvun. De Soltsüür is een vun de wichtigsten Süüren.

Verbinnen in de Oxidatschoonsstopen +1, +3, +5 un +7 gifft dat vör allen as Chlorsuerstoffsüüren. Dat sünd mit de Stoop +1 de hypochlorig Süür HClO mit Solten as Natriumhypochlorid. Mit stiegend Oxidatschoonstall folgt de chlorig Süür HClO₂, de Chlorsüür HClO₃ un de Perchlorsüür HClO₄ op. De letzte is de starkste vun disse Süüren un as eenzige Chlorwaterstoffsüür ok rein bestännig, aver jümmer noch explosiv. De annern Süüren sünd blots as Lösen oder as Solt bestännig.

Chlor speelt ok en grote Rull in de orgaanschen Chemie. Bispelen för orgaansche Verbinnen sünd: