Wat zijn de eigenschappen van chloor?
Chloor is een element met atoomnummer 17 in het periodiek systeem en het chemische symbool Cl. Het is een groenachtig geel gas met een kookpunt van -29 ° F (-34 ° C) bij normale atmosferische druk en een vriespunt van -151 ° F (-101,5 ° C). Natuurlijk voorkomend chloor bestaat bijna volledig uit de twee stabiele isotopen, chloor-35 en chloor-37, waardoor het een atoomgewicht van 35,4527 heeft. Een van de andere belangrijke fysische eigenschappen van chloor is het feit dat het zwaarder is dan lucht en zich in het milieu kan verzamelen in laaggelegen gebieden. Chloor is een lid van groep 17 van het periodiek systeem, dat ook fluor, broom, jodium en astatine bevat, gezamenlijk bekend als de halogenen.
Binnen de halogeengroep, in volgorde van toenemend atoomgewicht, ligt dit element tussen fluor en broom. De chemische eigenschappen van chloor lijken op die van de andere halogeenelementen. Het heeft zeven elektronen in zijn buitenste schil en is zeer elektronegatief; het heeft daarom een sterke neiging om elektronen van andere atomen aan te trekken, waardoor het een krachtig oxidatiemiddel is. Elektronegativiteit neemt af met toenemend atoomgewicht binnen de halogeengroep. Chloor is daarom minder elektronegatief dan fluor, maar meer dan broom - het zal broom verdringen uit zijn verbindingen: 2NaBr + Cl 2 -> 2NaCl + Br 2 .
Elementair chloor bestaat als moleculen bestaande uit twee chlooratomen die bij elkaar worden gehouden door een enkele covalente binding. De meeste chloorverbindingen hebben het element in zijn -1 oxidatietoestand, waar het een elektron van een ander atoom accepteert; in combinatie met de meer elektronegatieve elementen zuurstof en fluor heeft het echter een positieve oxidatietoestand, die voor oxiden +1, +3, +4, +5 of +7 kan zijn. Zuurstof en chloor combineren niet direct, maar chlooroxiden en verbindingen die de hypochloriet (OCl - ), chloriet (ClO 2 - ), chloraat (ClO 3 - ) en perchloraat (ClO 4 - ) anionen kunnen op indirecte wijze worden gemaakt. Chloor vormt gemakkelijk ionische bindingen met metalen, waar het een elektron van het metaal opneemt, wat resulteert in een chloride-ion (Cl - ) met een oxidatietoestand van -1, bijvoorbeeld natriumchloride (NaCl), of gewoon zout.
Waterstofgas combineert gemakkelijk met chloor om waterstofchloride (HCl) te vormen; de reactie is explosief in aanwezigheid van zonlicht. Het is redelijk oplosbaar in water en lost op om een mengsel van zoutzuur, hypochloorzuur en opgelost chloor te produceren. Ammoniak combineert met chloor om de giftige verbindingen monochloramine en dichloramine te vormen, of het zeer schokgevoelige explosieve stikstoftrichloride, afhankelijk van de relatieve verhoudingen. Om deze reden mogen huishoudelijke schoonmaakproducten die chloor bevatten nooit worden gemengd met producten die ammoniak bevatten. Chloor reageert gemakkelijk met veel organische verbindingen en organische chloriden zijn belangrijk bij de productie van kunststoffen zoals polyvinylchloride (PVC) en als niet-brandbare oplosmiddelen.
Hoewel het een veel voorkomend element in de aardkorst is, dat voorkomt in een aantal mineralen, zoals haliet (NaCl), zijn de reactieve eigenschappen van chloor zodanig dat het niet van nature in niet-gecombineerde toestand wordt gevonden. Chloor wordt industrieel voornamelijk geproduceerd door de elektrolyse van waterig natriumchloride. Dit produceert ook natriumhypochloriet (NaOCl) in oplossing, beter bekend als huishoudbleekmiddel. Het element is ook een bijproduct van de vervaardiging van natriummetaal door de elektrolyse van gesmolten natriumchloride. In het laboratorium kan het op een aantal manieren worden geproduceerd, bijvoorbeeld door de reactie van calciumhypochloriet met een zuur.
In de vorm van het chloride-ion is chloor essentieel voor het menselijk leven; elementair chloor is echter giftig en corrosief. Het heeft een onaangename, stikkende geur en irriteert de luchtwegen bij inademing. Bij hoge concentraties veroorzaakt het longschade die dodelijk kan zijn en het gas werd tijdens de Eerste Wereldoorlog door het Duitse leger als chemisch wapen gebruikt. Door de oxiderende eigenschappen van chloor is het een nuttig ontsmettings- en bleekmiddel. Verbindingen die kleine hoeveelheden chloor vrijgeven, worden gebruikt om drinkwater en zwembaden te steriliseren en zijn opgenomen in verschillende reinigingsproducten.