Chlor (Cl2) - niemetal
Występuje w cząsteczkach Cl2
17. grupa układu okresowego
w przyrodzie występuje wyłącznie w postaci związków
w skorupie ziemskiej masa chloru stanowi jedynie 0,19%
Główne minerały chloru: sole - sól kamienna NaCl i karnalit KCl MgCl2 6 H2O
Trochę chloru jest w wodzie morskiej w postaci rozpuszczonych chlorków metali.
Sposoby otrzymywania chloru:
Metoda Scheelego (laboratoryjna)
MnO2 lub KMnO4 (manganian VII potasu) - utleniacz
MnO2 + 4 HCl MnCl2 + Cl2↑ + 2 H2O
2 KmnO4 + 16 HCl 2 KCl + 2 MnCl2 + 5 Cl2↑ + 8 H2O
Elektroliza wodnego roztworu soli kuchennej NaCl (przemysłowa, do produkcji dużej ilości chloru)
A(+): 2 Cl- Cl2↑ + 2e-
K(-): 2 H2O + 2e- H2↑ + 2OH-
2 NaCl + 2 H2O Cl2↑ + H2↑ + 2 NaOH
Gaz
Kolor żółtozielony
2,5 x cięższy od powietrza
nieprzyjemny, duszący zapach
bardzo toksyczny
dość dobrze rozpuszczalny w wodzie (woda chlorowa Cl2aq)
zbiera się na dnie naczyń, utrzymuje w dolnych warstwach atmosfery (gaz bojowy)
Liczba atomowa |
17 |
Masa atomowa [u] |
35,453 |
Gęstość [g/dm3] |
3,214 (20°C, 1013 hPa) |
Temperatura topnienia [°C] |
-100,98 |
Temperatura wrzenia [°C] |
-34,6 |
Wartościowość |
VII, V, III, I, IV, VI |
Elektroujemność |
3,0 |
Trwałe izotopy |
35Cl, 37Cl |
Bardzo aktywny chemicznie, chociaż mniej niż fluor. Bezpośrednio reaguje z wieloma metalami i niemetalami. Nie reaguje bezpośrednio z węglem i tlenem. Reakcjom towarzyszy wydzielenie światła i dużej ilości ciepła, dlatego porównuje się je do spalania. W ich wyniku powstają chlorki metali.
Cu + Cl2 CuCl2
Mg + Cl2 MgCl2
Właściwości bielące i odkażające (przy rozpuszczeniu chloru w wodzie powstaje atomowy tlen i kwas chlorowy o właściwościach odkażających)
bielenie masy papierowej przy produkcji papieru
w instalacjach do uzdatniania wody
gaz bojowy podczas I wojny światowej (drażni układ oddechowy i błony śluzowe, może powodować obrzęku płuc, a w dużych stężeniach do śmierci)
do wyrobu wielu produktów używanych na co dzień - antyseptyków, barwników, pożywienia, środków owadobójczych, farb, produktów naftowych, tworzyw sztucznych, lekarstw, wyrobów włókienniczych, rozpuszczalników, itp.
ogólnie od dezynfekcji używa się wielu różnych związków chloru, głównie chloraminy NH2Cl
NH2Cl - CHLORAMINA - środek odkażający lepszy od samego chloru, gdyż jest trwalsza
Stosowana podczas klęsk żywiołowych (np. powodzie) lub np. skażenia biologicznego terenu. jako doraźny środek do odkażania wody pitnej, sprzętów, domostw i ich otoczenia, jako środek odkażający w akwarystyce, w postaci pastylek uwalniających chloroaminę używana do uzdatniana zastanej wody do celów pitnych itp.
Chlorowodór
H2 + Cl2 2 HCl
NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl↑
NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl↑
2 NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2 HCl↑
gaz
bezbarwny
duszący zapach
w zetknięciu z powietrzem tworzy mgiełkę
trujący
dobrze rozpuszczalny w wodzie (powstaje kwas CHLOROWODOROWY - SOLNY)
Kwas solny
Najczęstsze stężenie - 37%
Silnie żrący
Powoduje trudno gojące się rany
Bezbarwny
Cięższy od wody
Niszczy tkaniny, papier i skórę
rozcieńczony występuje w żołądkach ssaków (trawienie)
Kwas solny - ZASTOSOWANIA
Powszechnie używany odczynnik chemiczny, laboratoryjny i przemysłowy
Ważny w przemyśle WŁÓKIENNICZYM, CHEMICZNYM i TWORZYW SZTUCZNYCH
GARBARSTWO, CUKIERNICTWO, przemysł FARMACEUTYCZNY, produkcja BARWNIKÓW, METALURGIA
Sole kwasu solnego - Chlorki
AgCl, AlCl3, AuCl, AuCl3, BaCl2, CaCl2, CuCl, CuCl2, FeCl2, FeCl3, Hg2Cl2, HgCl2, KCl, MgCl2, NaCl, NH4Cl, PbCl2, PbCl4, SnCl2, SnCl4, ZnCl2
Chlorek sodu (NaCl)
Tworzy pokłady soli kamiennej
2 Na + Cl2 2 NaCl
Bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie
Chlorek srebra(I) (AgCl) -
biała sól, występuje w przyrodzie jako minerał chlorargyryt.
znana ze swojej wyjątkowo niskiej rozpuszczalności w wodzie (podobnie jak chlorek ołowiu(II) i chlorek talu(I)).
Chlorek srebra jest związkiem światłoczułym. Rozkłada się pod wpływem światła lub ogrzewania.
W wyniku rozkładu wydziela się gazowy chlor (Cl2) oraz metaliczne srebro, które nadaje substancji szarą lub purpurową barwę.
ZASTOSOWANIE w fotografii do produkcji emulsji światłoczułych
Tlenki Chloru
Powstają w sposób pośredni z innych związków
Są nietrwałe
Cl2O7 - tlenek chloru (VII) heptatlenek dichloru, bezwodnik nadchlorowy
Bezbarwna ciecz
Bardzo silny utleniacz
Tlenek kwasu chlorowodorowego(VII) HClO4, który powstaje przez odwodnienie tego tlenku
Kwas ten można otrzymać w stanie czystym
Pozostałe kwasy tlenowe występują tylko w roztworach
Kwasy tlenowe chloru:
kwas chlorowy(I) (podchlorawy) HClO i chlorany(I) (podchloryny)
kwas chlorowy(III) (chlorawy) HClO2 i chlorany(III) (chloryny)
kwas chlorowy(V) (chlorowy) HClO3 i chlorany(V) (chlorany)
kwas chlorowy(VII) (nadchlorowy) HClO4 i chlorany(VII) (nadchlorany)
Są nietrwałe
Silne właściwości utleniające
Trwałość ~ wartościowość chloru
Niektóre sole kwasów chlorowych to chlorany
Chloran(I) Wapnia - Ca(ClO)2
Rozkłada się z wydzieleniem atomowego tlenu
Właściwości odkażające i bielące
ZASTOSOWANIE
jako środek wybielający (tzw. bielinka)
odkażanie sanitariatów
Chloran(V) potasu (kalichlorek) - KClO3
wybucha przy uderzeniu
ZASTOSOWANIE
Wyrób zapałek, ogni sztucznych, materiałów wybuchowych
Chloran(VII) potasu (nadchloran potasu) - KClO4
Tzw. Bezpieczny materiał wybuchowy (wybucha dopiero pod wpływem detonatora)
Tlenki
tlenek chloru(I) Cl2O (tlenek dichloru, podtlenek chloru)
tlenek chloru(III) Cl2O3 (tritlenek dichloru)
tlenek chloru(IV) ClO2 (ditlenek chloru)
tlenek chloru(VI) Cl2O6 (heksatlenek dichloru)
tlenek chloru(VII) Cl2O7 (heptatlenek dichloru, bezwodnik nadchlorowy)
tlenek chloru(I) Cl2O (tlenek dichloru, podtlenek chloru)
W temperaturze pokojowej jest to żółtobrunatny, nietrwały gaz.
Temperatura topnienia -121 °C, wrzenia 4 °C.
Związek ten jest rozpuszczalny w gorącej wodzie z utworzeniem kwasu chlorowego(I) (podchlorawego; HClO).
W zetknięciu z substancjami organicznymi i redukującymi rozkłada się wybuchowo.
Otrzymywany jest przez działanie zimnym chlorem na tlenek rtęci(II).
tlenek chloru(IV) ClO2 (ditlenek chloru)
Zielonkawo-żółty gaz łatwo rozpuszczający się w wodzie.
do dezynfekcji wody
do wybielania papieru
do hamowania zakwitu glonów w zbiornikach wodnych.
kwas chlorowy(I) (podchlorawy) HClO i chlorany(I) (podchloryny)
Powstaje w powolnej reakcji łączenia chloru z wodą.
bardzo słaby kwasem
właściwości utleniające - szeroko stosowany jako środek wybielający i odkażający. Stosuje się go masowo przy wybielaniu i odbarwiania tkanin, w przemyśle (w formie "mleka podchlorynowego") jak i w odbarwiaczach do użytku domowego.
Kwas tetrachlorozłotowy(III) (kwas chlorozłotowy)
HAuCl4 (AuCl3 HCl) - związek nieorganiczny z grupy kwasów. Występuje jako odmiana bezwodna (HAuCl4) oraz tetrahydrat.
Ciało stałe (tetrahydrat) lub ciecz (odmiana bezwodna)
barwa żółta
słabym zapach kwasu solnego
rozpuszczalny w wodzie.
Ponadto tetrahydrat jest rozpuszczalny w eterze i etanolu.
Wykazuje silnie kwaśny odczyn roztworu.
Jest substancją światłoczułą i higroskopijną.
Jest stosowany jako elektrolit do złocenia oraz elektrolitycznej rafinacji złota.
Przy kontakcie substancji ze skórą lub oczami występują poparzenia. Jego spożycie jest niebezpieczne, podobnie jak wdychanie jego par.
Związki z niemetalami
BCl3, CCl4, PCl3, PCl5, POCl3, S2Cl2, SCl2, SCl4, SiCl4, chloroamina NH2Cl, chlorek nitrozylu NOCl, chlorek nitrylu NO2Cl, tlenochlorek węgla COCl2 (fosgen), chlorocyjan ClCN
Kwasy organiczne
Kwas chlorooctowy
Kwas dichlorooctowy - mocny kwas karboksylowy, przy leczeniu chorób mitochondrialnych, ale jest karcynogenny. postaci soli sodowej
(CHCl2COONa, NaDCA) skutecznie niszczy komórki rakowe w hodowli i nowotwory u myszy
Kwas trichlorooctowy - kwas karboksylowy, moc zbliżona do mocy kwasu siarkowego. Używany m.in. w preparatyce biochemicznej, w biologii
molekularnej i genetyce.
Kwas 2,4,5-trichlorofenoksyoctowy - etatowy środek trujący armii USA. Stosowany w wojnie wietnamskiej. Określany przez żołnierzy
amerykańskich "mordercą buszu" - bush-killer. Powoduje zbyt szybki rozwój roślin, co prowadzi do ich obumierania.
Do niszczenia lasów w Wietnamie był stosowany w ilościach rzędu 3,5 kg/ha. Jest szkodliwy dla ludzi. Powoduje m.in. spadek przeżywalności przy urodzeniu.
Kwas 2,4-dichlorofenoksyoctowy - fitotoksyczny (toksyczny dla roślin) bojowy środek trujący. Stosowany na skalę masową przez amerykanów w
wojnie wietnamskiej. Bezbarwna lub żółta, krystaliczna substancja, słabo rozpuszczalna w wodzie, dobrze w etanolu, eterze i acetonie. Do niszczenia lasów podczas wojny w Wietnamie był stosowany w ilościach rzędu 6 kg/ha.
niebezpieczny dla ludzi i zwierząt. Dawka śmiertelna dla człowieka to ok. 15 g.
Chloroform CHCl3
Substancja niepalna i mało reaktywna. W zetknięciu z ogniem pary chloroformu ulegają rozkładowi, z wytworzeniem chloru, chlorowodoru i fosgenu. Podobny powolny rozkład zachodzi pod wpływem światła, w wyniku czego chloroform często jest zanieczyszczony ww. substancjami.
rozpuszczalnik np. przy syntezie białek, analizach środowiskowych, analizach pestycydów, chromatografii, substancja niegdyś używana do narkozy. Ze względu na dużą szkodliwość jego użycie zostało bardzo ograniczone.
Drażni skórę i oczy
szkodliwy przy wchłanianiu przez drogi oddechowe i po połknięciu
w przypadku długotrwałego narażenia lub wysokiego stężenia stwarza poważne zagrożenia dla zdrowia.
Może nastąpić nagła śmierć wskutek zaburzeń rytmu serca i zatrzymania akcji serca lub/i zatrzymania oddechu.
Działa na ośrodkowy układ nerwowy (włącznie z wystąpieniem trwałych zmian), wywołuje poczucie senności, nudności, zmniejsza sprawność umysłową, powoduje utratę przytomności. Uszkadza wątrobę i nerki.