Lexikon: Chlor

 

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Chlor (von griechisch χλωρος (chlorós) = gelblich grün, wegen der gelbgrünen Farbe von Chlorgas) ist ein chemisches Element mit dem Symbol Cl und der 17. Chlor gehört zur Gruppe der Halogene, der 7. Hauptgruppe des Periodensystem|Periodensystems der Elemente.

Eigenschaften
- Chlor - Argon
F
Cl
Brom|Br  
 
 
Ne3s23p5
35
17
Cl
Allgemein
Name, Liste der chemischen Elemente nach Symbol|Symbol, Liste der chemischen Elemente nach der Ordnungszahl|Ordnungszahl Chlor, Cl, 17
Serie Halogene
Gruppe, Periode des Periodensystems|Periode, Block des Periodensystems|Block 17 (VIIA), Periode-3-Element|3, p-Block|p
Aussehen gelblich-grün
Massenanteil an der Erdhülle 0,19 %
EG-Nr. 231-959-5
CAS-Nr. 7782-50-5
UN-Nummer UN1017
Atomar
35,453
(berechnet) pm
Kovalenter Radius 99 pm
van der Waals-Radius 175 pm
[[Neon|Ne]3s2 3p5
pro 2, 8, 7
Oxidationszustände () sauer)
Normalpotential 1,358 (Cl + e- → Cl-)
3,16 ()
orthorhombisch
Physikalisch
gasförmig
Dichte () kg/m3 bei 273 Kelvin|K (-)
unmagnetisch
K (-101,5 °Grad Celsius|C)
239,11 K (-34,04 °C)
Molares Volumen m3/(0,5 mol Cl2)
kJ/(0,5 mol Cl2)
3,203 kJ/(0,5 mol Cl2)
MPa
0,775 MPa bei 25 °C
m/s
Verschiedenes
Spezifische Wärmekapazität J/(kg · K)
Elektrische Leitfähigkeit -
W/(m · K)
1. 1251,2 kJ/mol
2. Ionisierungsenergie 2298 kJ/mol
3. Ionisierungsenergie 3822 kJ/mol
4. Ionisierungsenergie 5158,6 kJ/mol
5. Ionisierungsenergie 6542 kJ/mol
6. Ionisierungsenergie 9362 kJ/mol
7. Ionisierungsenergie 11018 kJ/mol
8. Ionisierungsenergie 33604 kJ/mol
9. Ionisierungsenergie 38600 kJ/mol
10. Ionisierungsenergie 43961 kJ/mol
Isotope
Isotop NH t1/2 ZM ZE mega|MElektronenvolt|eV ZP
33Cl {syn.} s ε 5,583 33S
34Cl {syn.} s ε 5,492 34S
mCl {syn.} min ε
Isomerie-Übergang|IT
5,638
0,146
34S
34Cl
35Cl 75,77 % Cl ist Stabiles Isotop|stabil mit 18 en
36Cl {syn.} a β-
Elektronen-Einfang|ε
0,709
1,142
36Ar
Schwefel|36S
37Cl 24,23 % Cl ist stabil mit 20 Neutronen
38Cl {syn.} min β- 4,917 38Ar
39Cl {syn.} min β- 3,442 39Ar
40Cl {syn.} min β- 7,480 40Ar
41Cl {syn.} s β- 5,730 41Ar
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheitensystem|SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt,
gelten die angegebenen Daten bei Normbedingungen.

Geschichte

Chlor wurde 1774 von Carl Wilhelm Scheele entdeckt. Humphry Davy entdeckte, dass Chlor ein Chemisches_Element|Element ist. Vorher wurde es für ein Oxid gehalten.

Vorkommen

Chlor existiert in der Natur, da es ein sehr Chemische Reaktion|reaktionsfreudiges Element ist, nicht in elementarer Form, sondern als Anion Cl- (). Als Bestandteil von n wie z. B. Natriumchlorid und Kaliumchlorid findet man es in vielen großen Salzlagerstätten auf der Welt. Chloride kommen zu ungefähr 0,05 % in der Erdkruste vor.

Gewinnung und Darstellung

Im großindustriellen Maßstab wird Chlor vorwiegend durch einer Natriumchlorid-Lösung (Chemie)|Lösung oder -Schmelze im so genannten Membranverfahren|Membran- bzw. Amalgamverfahren gewonnen. Als Ausgangsmaterial wird ebenso verwendet, die bei der Umsetzung von Chlor mit Organische Chemie|organischen Kohlenwasserstoffen entsteht. Diese kann mit Hilfe von Elektrischer Strom|elektrischem Strom wieder in Chlor umgewandelt werden.

  • Reaktion von Kaliumpermanganat mit konz.
  • Reaktion von Braunstein mit konz.
  • Reaktion von Chlorkalk mit konz.

Das Produktionsvolumen von Chlor weltweit beträgt 2004 etwa 45 Millionen Tonne (Masseneinheit)|Tonnen.

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Das gelbgrüne Chlor ist unter Normalbedinungen (1013,25 hPa, 0 °C) gasförmig . Es riecht stechend und ist in der Gefahrstoffliste als giftig eingestuft. Chlor ist in Wasser mäßig löslich. Die wässrige Lösung (Chemie)|Lösung des Chlors nennt sich Chlorwasser (nicht etwa Salzsäure).

In der Natur kommen 2 stabile von Chlor vor: 35Cl, welches ca. 75% des natürlichen Chlors ausmacht, und 37Cl.

Das natürlich vorkommende instabile Isotop 36Cl entsteht in der Atmosphäre bei der Wechselwirkung zwischen Argon|36Ar und den Protonen der kosmische Strahlung|kosmischen Strahlung. Größere Mengen dieses Isotops entstanden auch bei der Bestrahlung von Meerwasser während der atmosphärischen Atomwaffenversuche zwischen 1952 und 1958. 36Cl besitzt eine Halbwertszeit von 301.000 Jahren und zerfällt unter Betastrahlung|β--Strahlung in 36Ar oder unter Elektroneneinfang in Schwefel|36S.

Chemische Eigenschaften

Chlor eignet sich besonders gut als Oxidationsmittel, da es im Periodensystem der Elemente ziemlich weit rechts zu finden ist. Chlor brennt nicht, ist aber eines der reaktionsfähigsten Elemente, was auf seine Stellung im PSE (Periodensystem der Elemente) zurückzuführen ist. Es reagiert bereits bei Normaltemperatur mit zahlreichen Elementen, vielen en und en chemische Verbindung|Verbindungen zum Teil sehr heftig unter starker Wärmeentwicklung.

Verwendung

Die hohe Oxidationsfreudigkeit von Chlor führte zum Einsatz von Chlor als Bleichmittel (beispielsweise Papierindustrie). In dieser Rolle wird es wegen seiner Umweltschädlichkeit immer mehr durch ersetzt. Nicht wegzudenken ist Chlor wegen seiner Reaktionsfähigkeit in der chemischen Industrie, wo es in Endprodukten wie z. B. PVC, und ) anzutreffen ist. Chlor ist eine wichtige Grundchemikalie bei der Herstellung von Polyurethan und Polycarbonat.

Chlor wird als preiswertes Desinfektionsmittel für das Trinkwasser eingesetzt. Vorteilhaft gegenüber anderen Mitteln ist die so genannte Depot-Wirkung. D. h. nach der Zugabe im Wasserwerk wirkt es auch im Rohrleitungsnetz noch über längere Zeit desinfizierend.

Chlorgas wurde im Erster Weltkrieg|ersten Weltkrieg in der Nähe der Stadt Ypern in Flandern als Giftgas eingesetzt, mit vielen Tod|Toten und zahlreichen, teilweise lebenslang, geschädigten Soldaten.

Biologische Bedeutung

Physiologie|Physiologisch besitzt Chlor in Form von als Mineralstoffe|Mineralstoff eine große Bedeutung. Aufgenommen wird es über die Nahrung überwiegend in Form von Kochsalz (Natriumchlorid). Tagtäglich nimmt man zwischen 3 und 12 Gramm|g Chlorid zu sich. Die Ausscheidung erfolgt über und .

Chlorid ist notwendig zur Produktion von Magensäure und zur Aufrechterhaltung der Osmose im Organismus.

Nachweis

Sicherheitshinweise

Gesundheitsgefährdung

Giftig beim Einatmen.

Das Gas wirkt sehr stark reizend auf die Atemwege, aber auch auf Augen, Haut und die Verdauungswege. Lungenschäden, bei chronischer Einwirkung auch Herz- und Kreislaufschäden sind auch nach anfänglicher Beschwerdefreiheit möglich. Flüssiges Chlor wirkt auf die Haut stark ätzend. Chlorwasser führt zu Reizungen und langwierigen Ekzemen (Perna-Krankheit, bei entsprechender Disposition Chlor-Akne).

Chlorkonzentrationen von etwa 0,5 % in der Atemluft sind für den en tödlich. 0,001 % Chlor in der Atemluft haben bereits erste Pathologie|pathologische Wirkungen zur Folge. Der maximale Arbeitsplatzgrenzwert in Deutschland (TRGS 900, Luftgrenzwert) liegt zur Zeit bei 0,5 ppm bzw. 1,5 mg pro .

Schutzmaßnahmen und Verhaltensregeln (bei der Wasserchlorung)

Behälter dicht geschlossen an einem gut gelüfteten Ort aufbewahren. Bei Betreten des Chlorgasraumes immer Fluchtfilter mitführen. Flaschen und Anlageteile vor offenen Flammen, Wärme und Sonneneinstrahlung sowie besonders vor Feuchtigkeit schützen. Festsitzende Armaturen nicht mit Gewalt öffnen, Ventile usw. nur ohne Hilfsmittel betätigen. Rohrleitungen oder festsitzende Ventile nicht auf Temperaturen über 50 °C erwärmen. Bei Chlorgasalarm Raum/Bereich nicht mehr betreten. Liegen unklare Verhältnisse vor, darf der Raum/Bereich nur mit umgebungsluftunabhängigen Atemschutzgerät und dichtschließenden Chemieschutzanzug betreten werden (Feuerwehr). Chlorgasflaschenwechsel darf nur unter Atemschutz (bei Chlorflaschen: Vollmaske mit Filter B2 Kennfarbe grau oder besser, bei Chlorfässern: umluftunabhängiges Atemschutzgerät) erfolgen, Schutzhandschuhe tragen. Der Filter wird bei einem Chlorgasausbruch nach ca. 30 Sekunden unwirksam, er wird nur als Fluchtfilter benutzt. Dichtigkeit der Armaturen nach jedem Chlorgasflaschenwechsel und sonst wöchentlich mit Prüfreagenz (Ammoniaklösung) kontrollieren (Bildung eines weißen Nebels bei Undichtigkeit). Chlorgasflaschen gegen Umstürzen sichern (Bügel oder Kette). Die Wasservorlage im Bodenablauf wöchentlich prüfen und ggf. auffüllen. Unbenutzte Flaschen sowie Flaschen für den Transport mit Ventilschutzmutter und Ventilschutzkappe sichern.

Erste Hilfe

Allgemein: Verunreinigte Kleidung sofort entfernen.

Nach Einatmen: Frischluft zuführen, ggf. Atemspende, Ruhe, Wärme, Atemwege freihalten. Falls vorhanden Beclometason-Spray (z.B. Ventolair) verabreichen. Keinen Alkohol zuführen. Schnellstmöglicher Transport zum Arzt auch bei momentaner Beschwerdefreiheit in halbsitzender Haltung.

Nach Hautkontakt: Sofort mit und viel waschen und steril verbinden (Brandwundentuch). Sofortiger Transport zum Arzt.

Nach Augenkontakt: Mit Augendusche oder unter fließendem Wasser 10 bis 15 Minuten bei gut geöffneten Lidspalt spülen. Danach Verletzten sofort augenärztlich behandeln lassen.

Verbindungen

  • Chlorwasserstoff
  • Hypochlorige Säure
  • Kaliumchlorid
  • Natriumchlorid
  • Lithiumchlorid
  • Natriumhypochlorit
  • Fluorchlorkohlenwasserstoff
  • Chlororganische Verbindungen


Weblinks

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