Was sind die Eigenschaften von Chlor?
Chlor ist ein Element mit der Ordnungszahl 17 im Periodensystem und dem chemischen Symbol Cl. Es ist ein grünlich-gelbes Gas mit einem Siedepunkt von -34 ° C bei normalem atmosphärischem Druck und einem Gefrierpunkt von -101,5 ° C. Natürlich vorkommendes Chlor besteht fast ausschließlich aus den beiden stabilen Isotopen Chlor-35 und Chlor-37, die ein Atomgewicht von 35,4527 ergeben. Zu den weiteren wichtigen physikalischen Eigenschaften von Chlor gehört die Tatsache, dass es schwerer als Luft ist und sich in tiefer gelegenen Gebieten ansammelt, wenn es in die Umwelt freigesetzt wird. Chlor ist ein Mitglied der Gruppe 17 des Periodensystems, das auch Fluor, Brom, Jod und Astat enthält, die zusammen als die Halogene bekannt sind.
Innerhalb der Halogengruppe liegt dieses Element in der Reihenfolge zunehmenden Atomgewichts zwischen Fluor und Brom. Die chemischen Eigenschaften von Chlor ähneln denen der anderen Halogenelemente. Es hat sieben Elektronen in seiner äußersten Schale und ist sehr elektronegativ; es hat daher eine starke Tendenz, Elektronen von anderen Atomen anzuziehen, was es zu einem starken Oxidationsmittel macht. Die Elektronegativität nimmt mit zunehmendem Atomgewicht innerhalb der Halogengruppe ab. Chlor ist daher weniger elektronegativ als Fluor, aber mehr als Brom - es verdrängt Brom aus seinen Verbindungen: 2NaBr + Cl 2 -> 2NaCl + Br 2 .
Elementares Chlor liegt als Molekül vor, das aus zwei Chloratomen besteht, die durch eine einzige kovalente Bindung zusammengehalten werden. Die meisten Chlorverbindungen weisen das Element in seiner Oxidationsstufe -1 auf, in der es ein Elektron von einem anderen Atom aufnimmt. Wenn es jedoch mit den elektronegativeren Elementen Sauerstoff und Fluor kombiniert wird, hat es eine positive Oxidationsstufe, die für Oxide +1, +3, +4, +5 oder +7 betragen kann. Sauerstoff und Chlor verbinden sich nicht direkt, aber Chloroxide und Verbindungen, die die Anionen Hypochlorit (OCl - ), Chlorit (ClO 2 - ), Chlorat (ClO 3 - ) und Perchlorat (ClO 4 - ) enthalten, können auf indirekte Weise hergestellt werden. Chlor bildet leicht ionische Bindungen mit Metallen, wo es ein Elektron aus dem Metall aufnimmt, was zu einem Chloridion (Cl - ) mit einer Oxidationsstufe von -1, beispielsweise Natriumchlorid (NaCl) oder Kochsalz, führt.
Wasserstoffgas verbindet sich leicht mit Chlor, um Chlorwasserstoff (HCl) zu bilden; Die Reaktion ist in Gegenwart von Sonnenlicht explosiv. Es ist ziemlich wasserlöslich und löst sich unter Bildung eines Gemisches aus Salzsäure, Hypochlorsäure und gelöstem Chlor. Ammoniak verbindet sich mit Chlor zu den toxischen Verbindungen Monochloramin und Dichloramin oder dem hochschockempfindlichen Sprengstoff Stickstofftrichlorid, abhängig von den relativen Anteilen. Aus diesem Grund sollten chlorhaltige Haushaltsreiniger niemals mit ammoniakhaltigen Reinigungsmitteln gemischt werden. Chlor reagiert leicht mit vielen organischen Verbindungen und organische Chloride sind wichtig bei der Herstellung von Kunststoffen wie Polyvinylchlorid (PVC) und als nicht brennbare Lösungsmittel.
Obwohl es ein häufiges Element in der Erdkruste ist und in einer Reihe von Mineralien wie Halit (NaCl) vorkommt, sind die reaktiven Eigenschaften von Chlor so, dass es im unverbundenen Zustand nicht auf natürliche Weise vorkommt. Chlor wird industriell hauptsächlich durch Elektrolyse von wässrigem Natriumchlorid hergestellt. Dies erzeugt auch Natriumhypochlorit (NaOCl) in Lösung, besser bekannt als Haushaltsbleiche. Das Element ist auch ein Nebenprodukt der Herstellung von Natriummetall durch Elektrolyse von geschmolzenem Natriumchlorid. Im Labor kann es auf verschiedene Arten hergestellt werden, beispielsweise durch Umsetzung von Calciumhypochlorit mit einer Säure.
In Form des Chloridions ist Chlor essentiell für das menschliche Leben. Elementares Chlor ist jedoch giftig und ätzend. Es hat einen unangenehmen, würgenden Geruch und reizt die Atemwege, wenn es eingeatmet wird. In hohen Konzentrationen verursacht es Lungenschäden, die tödlich sein können, und das Gas wurde im Ersten Weltkrieg von der deutschen Armee als chemische Waffe eingesetzt. Die oxidierenden Eigenschaften von Chlor machen es zu einem nützlichen Desinfektions- und Bleichmittel. Verbindungen, die geringe Mengen an Chlor freisetzen, werden zur Sterilisation von Trinkwasser und Schwimmbädern verwendet und sind in verschiedenen Reinigungsprodukten enthalten.