Chloor: Het element

Chloor is een chemisch element met symbool Cl en atoomnummer 17. Chloor is in de halogeengroep (17) de tweede lichtste halogeen na fluor. Het element is bij kamertemperatuur en atmosferische druk een geel-groen gas. Twee atomen chloor vormen een molecuul. Chloor heeft de hoogste elektron affiniteit en op drie na de hoogste elektronegativiteit van de reactieve elementen. Daarom is chloor een krachtig oxidatiemiddel.

periodiek systeem, chloor atoomnummer 17 / Bron: Kushboy, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Plaats in het periodiek systeem

Samen met fluor, broom, jood en astatine, vormt chloor de halogenen, dat is groep 17 in het periodiek systeem. Chloor vormt verbindingen met bijna alle elementen, die meestal chloriden worden genoemd en chloorgas reageert tevens met de meeste organische verbindingen.

Bij kamertemperatuur en atmosferische druk lost in een liter water 3,26 gram chloor op. Oplossing van chloor in water bevat chloor, zoutzuur en hypochloorzuur: Cl2 + H2O+ HCl + HClO

Chloor gas / Bron: W. Oelen, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

De meest voorkomende verbinding van chloor is natriumchloride (keukenzout). De kenmerken van chloorgas werden in 1774 door Carl Wilhelm Scheele beschreven; hij geloofde dat het een oxide was van een nieuw element. In 1809 vermoeden chemici dat het gas een zuiver element zou kunnen zijn en dit werd bevestigd door Sir Humphry Davy in 1810, die er de naam van het Griekse (khlôros) "lichtgroen", aan gaf.

Algemene eigenschappen van het element chloor

Naam	Sym- bool	Kleur	Atoom- nummer	standaard atoom massa	element - categorie	Groep- blok	Periode	Elektron- configuratie
Chloor	Cl	Geel-groen	17	35,45	dia-atomic niet metaal	Groep17 halogenen p-blok	Periode 3	[Ne] 3s2 3p5 per shil 2, 8, 7

Fysische eigenschappen van het element chloor

Aggregatie- toestand	Smelt- punt	Kook- punt	Dichtheid 0 °C 101.325 kPa	Kritisch punt	Smelt- warmte CL2	Verdamp- ings- warmte CL2	Molaire warmte- capaciteit CL12
Gas	171.6 K −101.5 °C −150.7 °F	239.11 K −34.04 °C −29.27 °F	Gas: 3.2 g/L vloeistof: 1.5625 g/cm3	416.9 K, 7.991 MPa	6.406 kJ/mol	20.41 kJ/mol	33.949 J/mol.K

Diverse eigenschappen van het element

Oxidatie- toestand	Elektro- negativiteit Pauling	Ionisatie- energie	atoom- radius	Kristal- structuur	Warmte- geleiding	Elektische weerstand	Magne- tisme
7,6,5,4,3,2,1,-1	3,16	1st: 1251.2 kJ/mol 2nd: 2298 3rd: 3822	Covalent rad 102±4 pm Van der Waals 175 pm	Ortho rhombic	8.9×10−3 W/m.K	>10 Ω.m (at 20 °C)	Diamag netisch

Isotopen

De twee stabiele isotopen 35Cl (75,77%) en 37Cl (24.23%). Samen geven ze chloor een atoomgewicht van 35,4527 g / mol.
Sporen van radioactief 36Cl in de atmosfeer ontstaan door splijting van 36Ar wegens interactie met kosmische stralen. Nabij aardoppervlak wordt 36Cl gegenereerd door neutronen vangst van 35Cl of muon vangst van 40Ca.
In 1826, werd zilverchloride voor het eerst gebruikt om fotografische beelden te produceren. Chloroform werd voor het eerst gebruikt als verdovingsmiddel in 1847. Het bekende Polyvinylchloride (PVC) werd uitgevonden in 1912.

Stabielste isotopen

Isotoop	NA(%)	Halveringstijd	Verval via	Vervalenergie (MeV)	Vervalproduct
35CL	75,77	35CL is stabiel met 18 neutronen	---	---	---
36CL	sporen	3,01x10↑5 jaar	Beta - Epsylon-	0,709 ---	36Ar 36S
37CL	24,23	37CL is stabiel met 20 neutronen	---	---	---

Chloor komt in de aardkorst voor in chloride verbindingen. Het is het 21ste meest voorkomende element op aarde en is in alle levensvormen aanwezig. Elementair chloor wordt commercieel geproduceerd uit pekel door elektrolyse. In de bovenste atmosfeer zijn chloor bevattende organische moleculen zoals chloorfluorkoolstoffen betrokken bij de vorming van de ozonlaag.

Physische kenmerken van chloor en verbindingen

Bij standaard temperatuur en druk, vormen 2 chlooratomen een tweeatomig molecuul Cl2. Dit is een geel-groen gas, met een sterke geur, bekend van het bleekmiddel. De binding tussen de twee atomen is relatief zwak (242,580 ± 0,004 kJ / mol) en dat maakt de Cl2 gas zeer reactief, omdat er gemakkelijk ionen ontstaan die reageren met andere stoffen.

Scheikunde en verbindingen

Chloor bestaat in de oxidatietoestanden van -1 tot en met 7, inclusief de elementaire toestand 0, volgens onderstaande tabel.

Toestand	Naam	Formule	Kenmerk verbindingen
-1	Chloride	CL-	ionische chloride, organische chloride, hypochloridisch zuur
0	Chloor	CL2	elemental Chloor
+1	Hypochloride	CLO	natriumhypochloriet, calciumhypochloriet
+3	Chloride	CLO-2	Natriumchloride
+4	Chloor(1V)	CLO2	Chloordioxide
+5	Chloryl,chloraat	CLO-3CL)+2	kaliumchloraat, chloorzuur, dichloryl trisulfaat [ClO2]2[S3O10]
+6	Chloor (V!)	CL2O6	dichloorhexoxide (gas)
+7	perchloraat	ClO−4	perchloorzuur, perchloraatzout zoals magnesiumperchloraat, dichloor heptoxide

Elementair chloor geisoleerd in 1774 door Carl Wilhelm Scheele / Bron: Popular Science Monthly Volume 31, Wikimedia Commons (Publiek domein)

Interhalogeenverbindingen

Chloor oxideert bromide en jodide zouten. Het kan echter geen fluoridezouten oxideren. Het maakt verschillende interhalogeen verbindingen, zoals chloorfluoriden, Chloormonofluoride (CLF), chloortrifluoride (CLF3), Chloorpentafluoride (CLF5). Chloriden van broom en jodium zijn ook bekend.

Herkomst van het element chloor

Chloor wordt gevonden in mineralen en aanwezig in gemiddelde concentraties van ongeveer 126 delen per miljoen, in mineralen zoals halite (natriumchloride), sylviet (kaliumchloride), en carnalliet (kaliummagnesium chloridehexahydraat). Ongeveer 1,9% van de massa van zeewater bestaat uit chloride ionen. De meeste chloride zouten zijn oplosbaar in water, dat is de reden dat chloride bevattende mineralen in droge klimaten of diep onder de grond voorkomen.

Chloor toevoeging aan binnen en buitenbaden / Bron: Self, Wikimedia Commons (CC BY-SA-3.0)

Toepassingen

Chloor is een belangrijke grondstof. Het wordt toegevoegd aan het zwembadwater. Belangrijk zijn de toepassingen van chloor in de productie van industriële- en consumentenproducten. Bijvoorbeeld wordt het gebruikt bij het maken van kunststoffen, oplosmiddelen voor chemisch reinigen en ontvetten van metalen, textiel, landbouwchemicaliën en farmaceutica, insecticiden, kleurstoffen, huishoudelijke schoonmaakmiddelen, enzovoort.

Chloor vernietigt de geur van verrotting van dierlijk weefsel, vertraagd ook de afbraakproces van weefsel zelf. Chloriden en hypochlorieten van kalk (calcium hypochloriet) en natrium (natriumhypochloriet) worden ook gebruikt voor desinfectie en ontgeuren van latrines, riolen, markten, slachthuizen, anatomische theaters, mortuaria, in ziekenhuizen, gevangenissen, verpleegtehuizen, stallen etc.

Sinds 1918, wordt Amerikaanse drinkwater gedesinfecteerd met chloor. Chloor is een belangrijke chemische stof voor waterzuivering in waterzuiveringsinstallaties).

Chloor wordt gebruikt in de vorm van hypochloorzuur) om bacteriën en andere microben te doden in de watervoorziening en in zwembaden.

Gezondheidseffecten van chloor

Chloor is een giftig gas dat de luchtwegen irriteert. Het is zwaarder als lucht en hoopt zich op onder in slecht geventileerde ruimten.

Hoesten en braken kunnen optreden bij 30 ppm en longschade bij 60 ppm. Over 1000 ppm kan fataal na een paar keer diep adem van het gas zijn. Wanneer chloor inademing bij concentraties hoger dan 30 ppm, het begint te reageren met lichaamsvocht en lichaamscellen.

Sommige organische chloorverbindingen zijn ernstige verontreinigers, zoals pesticiden en chloorfluorkoolwaterstoffen. Chloor wordt zowel toegevoegd aan pesticiden en farmaceutische producten om de stof meer resistent te maken tegen bacteriën en insecten, maar deze eigenschap heeft ook verlenging van de verblijftijd van deze stoffen tot gevolg wanneer zij in het milieu terechtkomen, ze worden moeilijker verteerd.