Jakie są właściwości chloru?
Chlor jest pierwiastkiem o liczbie atomowej 17 w układzie okresowym pierwiastków i symbolem chemicznym Cl. Jest to zielonkawo-żółty gaz o temperaturze wrzenia -34 ° C (normalne ciśnienie atmosferyczne) i temperaturze krzepnięcia -101 ° F (-151,5 ° C). Naturalnie występujący chlor składa się prawie całkowicie z dwóch stabilnych izotopów, chloru-35 i chloru-37, co daje mu masę atomową 35,4527. Wśród innych ważnych właściwości fizycznych chloru jest fakt, że jest on cięższy od powietrza i po uwolnieniu do środowiska ma tendencję do gromadzenia się w nisko położonych obszarach. Chlor jest członkiem grupy 17 układu okresowego, który zawiera również fluor, brom, jod i astatynę, zwane łącznie halogenami.
W obrębie grupy halogenowej, w celu zwiększenia masy atomowej, pierwiastek ten znajduje się między fluorem a bromem. Właściwości chemiczne chloru są podobne do właściwości innych pierwiastków halogenowych. Ma siedem elektronów w swojej najbardziej zewnętrznej powłoce i jest bardzo elektroujemny; dlatego ma silną tendencję do przyciągania elektronów z innych atomów, co czyni go silnym utleniaczem. Elektroujemność spada wraz ze wzrostem masy atomowej w grupie halogenowej. Chlor jest zatem mniej elektroujemny niż fluor, ale bardziej niż brom - wypiera brom ze swoich związków: 2NaBr + Cl2 -> 2NaCl + Br2.
Chlor elementarny istnieje jako cząsteczki składające się z dwóch atomów chloru utrzymywanych razem przez pojedyncze wiązanie kowalencyjne. Większość związków chloru ma pierwiastek w stanie utlenienia -1, w którym przyjmuje elektron z innego atomu; jednakże w połączeniu z bardziej elektroujemnymi pierwiastkami tlenu i fluoru ma dodatni stopień utlenienia, który dla tlenków może wynosić +1, +3, +4, +5 lub +7. Tlen i chlor nie łączą się bezpośrednio, ale tlenki chloru i związki zawierające aniony podchlorynu (OCl - ), chlorynu (ClO 2 - ), chloranu (ClO 3 - ) i nadchloranu (ClO 4 - ) można wytwarzać pośrednio. Chlor z łatwością tworzy wiązania jonowe z metalami, w których przyjmuje elektron z metalu, co powoduje jon chloru (Cl - ) o stopniu utlenienia -1, na przykład chlorek sodu (NaCl) lub zwykłą sól.
Wodór łatwo łączy się z chlorem, tworząc chlorowodór (HCl); reakcja jest wybuchowa w obecności światła słonecznego. Jest dość rozpuszczalny w wodzie, rozpuszczając się tworząc mieszaninę kwasu chlorowodorowego, kwasu podchlorawego i rozpuszczonego chloru. Amoniak łączy się z chlorem, tworząc toksyczne związki monochloraminę i dichloraminę lub bardzo wrażliwy na wstrząsy wybuchowy trichlorek azotu, w zależności od względnych proporcji. Z tego powodu domowych środków czyszczących zawierających chlor nigdy nie należy mieszać z produktami zawierającymi amoniak. Chlor łatwo reaguje z wieloma związkami organicznymi, a chlorki organiczne są ważne w produkcji tworzyw sztucznych, takich jak polichlorek winylu (PCW) i jako niepalne rozpuszczalniki.
Chociaż jest to powszechny pierwiastek w skorupie ziemskiej, występujący w wielu minerałach, takich jak halit (NaCl), reaktywne właściwości chloru są takie, że nie występuje on naturalnie w stanie niespojonym. Chlor jest wytwarzany przemysłowo głównie przez elektrolizę wodnego chlorku sodu. Powoduje to również wytwarzanie podchlorynu sodu (NaOCl) w roztworze, lepiej znanym jako wybielacz domowy. Pierwiastek ten jest również produktem ubocznym wytwarzania metalu sodowego przez elektrolizę stopionego chlorku sodu. W laboratorium można go wytwarzać na wiele sposobów, na przykład w reakcji podchlorynu wapnia z kwasem.
W postaci jonu chlorkowego chlor jest niezbędny do życia człowieka; jednak chlor pierwiastkowy jest toksyczny i żrący. Ma nieprzyjemny, duszący zapach i podrażnia drogi oddechowe. W wysokich stężeniach powoduje uszkodzenie płuc, które mogą być śmiertelne, a gaz był używany jako broń chemiczna przez armię niemiecką podczas I wojny światowej. Utleniające właściwości chloru sprawiają, że jest on użytecznym środkiem dezynfekującym i wybielającym. Związki, które uwalniają niewielkie ilości chloru, są używane do sterylizacji wody pitnej i basenów i są zawarte w różnych produktach czyszczących.