Klór

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
17 kénklórargon
F

Cl

Br
Általános
Név, vegyjel, rendszám klór, Cl, 17
Elemi sorozat halogének
Csoport, periódus, mező 17, 3, p
Megjelenés Cseppfolyósított, sárgászöld színű klór nyomás alatt, lezárt kvarc üveg ampullában
Chlorine liquid in an ampoule.jpg
Atomtömeg 35,446–35,457 g/mol[1]
Elektronszerkezet [Ne] 3s2 3p5
Elektronok héjanként 2, 8, 7
Fizikai tulajdonságok
Halmazállapot gáz
Sűrűség (0 °C, 101,325 kPa)
3,2 g/l
Olvadáspont 171,6 K
(-101,5 °C, -150,7 °F)
Forráspont 239,11 K
(-34,04 °C, -29,27 °F)
Olvadáshő\Delta_{fus}{H}^\ominus (Cl2) 6,406 kJ/mol
Párolgáshő \Delta_{vap}{H}^\ominus (Cl2) 20,41 kJ/mol
Moláris hőkapacitás (25 °C) (Cl2)
33,949 J/(mol·K)
Gőznyomás
P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 128 139 153 170 197 239
Atomi tulajdonságok
Kristályszerkezet rombos
Oxidációs szám ±1, 3, 5, 7
(erősen savas oxid)
Elektronegativitás 3,16 (Pauling-skála)
Ionizációs energia 1.: 1251,2 kJ/mol
2.: 2298 kJ/mol
3.: 3822 kJ/mol
Atomsugár 100 pm
Atomsugár (számított) 79 pm
Kovalens sugár 99 pm
Van der Waals-sugár 175 pm
Egyebek
Mágnesség diamágneses
Fajlagos ellenállás (20 °C) > 10 Ω·m
Hőmérséklet-vezetési tényező (300 K) 8,9 mW/(m·K)
Hangsebesség (gáz, 0 °C) 206 m/s
CAS-szám 7782-50-5
Fontosabb izotópok
Fő cikk: A klór izotópjai
Izotóp t.e. felezési idő B.m. B.e. (MeV) B.t.
35Cl 75,77% Cl stabil 18 neutronnal
36Cl mest. 3,01·105 év β- 0,709 36Ar
ε - 36S
37Cl 24,23% Cl stabil 20 neutronnal
Hivatkozások

A klór (régi magyar nevén: halvany) a periódusos rendszer egy kémiai eleme. Vegyjele Cl, rendszáma 17. A halogének csoportjának - VII. főcsoport - tagja, a fluor után a második legkönnyebb halogénelem. Standard állapotban sárgászöld színű, a levegőnél nehezebb, kétatomos klórmolekulákat alkotó (Cl2) mérgező gáz. A periódusos rendszer elemei közül a klórnak a legnagyobb az elektronaffinitása, egyben a negyedik legnagyobb elektronegativitású elem. Ennek köszönhetően a klór erős oxidálószer, szabad állapotban ritka, legtöbbször csak vulkanikus gázokban található meg elemi formában.

A klór leggyakoribb vegyülete, a nátrium-klorid (konyhasó), ősidők óta ismert ételízesítő szer. Klórt kémiai reakcióval először 1630 környékén állítottak elő, de tulajdonságait csak később, 1774-ben írta le Carl Wilhelm Scheele, aki téves módon egy új kémiai elem oxidjának tartotta. 1809-ben kémikusok egy csoportja felvetette annak lehetőségét, hogy az akkor már jórészt ismert gáz nem vegyület, hanem egy kémiai elem, de ezt teljes bizonyossággal csak később, 1810-ben jelentette ki Sir Humphry Davy, aki a görög χλωρóς khlôros (halványzöld) kifejezés nyomán nevezte el klórnak.

A földön található klór legnagyobb része ionos formában van jelen. A második leggyakoribb halogén és a 21. leggyakoribb elem a földkéregben. Ipari mennyiségben elemi klórt telített nátrium-klorid oldat elektrolízisével állítanak elő, az így előállított klór kétharmadát szerves vegyületek, műanyagok előállításánál hasznosítják, de fontos reagens olyan vegyületek előállításánál is, melyek végeredményben nem tartalmaznak klórt. Fertőtlenítőszerként az elemi klórt uszodák vizének tisztításánál használják fel.

Klorid-ion formájában a klór az élő szervezetek működése szempontjából létfontosággú elem, szabad állapotban, nagy koncentrációban viszont nagyon veszélyes és mérgező minden élőlényre nézve.

Jellemzői[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Standard állapotban sárgás-zöldes színű, kétatomos molekulákat alkotó, a levegőnél nehezebb gáz. Mérgező, a szerves anyagokat – így az emberi szöveteket is – erősen roncsolja, oxidálja. Apoláris anyag, egy elektron felvételével éri el a nemesgáz-szerkezetet. Vízben oldódik, telített, vizes oldata a klóros víz, melyet régen fertőtlenítőszerként használtak. Olvadás- és forráspontja alacsony. Elektronegativitása 3, vegyületeiben lehet 1, 3, 5, és 7 vegyértékű.

Kémiai tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A klór jó oxidálószer. A fémekkel fém-kloridokká egyesül. Ha vassal reagál, vas(III)-klorid, ha nátriummal, nátrium-klorid keletkezik.

\mathrm{2 \ Fe + 3 \ Cl_2 \rightarrow 2 \ FeCl_3}
\mathrm{2 \ Na + Cl_2 \rightarrow 2 \ NaCl}

A kálium a klórral a nátriumhoz hasonlóan egyesül:

\mathrm{2 \ K + Cl_2 \rightarrow 2 \ KCl}

A klór a hidrogénnel heves exoterm reakcióba lép, mely fényjelenséggel jár. A klórdurranógáz a klórgáz és a hidrogéngáz keveréke, meggyújtva csattanó hanggal felrobban.

\mathrm{H_2 + Cl_2 \rightarrow 2 \ HCl}

Előfordulása, előállítása, vegyületei[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Elemi állapotban csak a vulkáni gázokban fordul elő. Sói jelentősek, a tengervíz igen nagy mennyiségben tartalmaz konyhasót (nátrium-klorid;NaCl), emellett a kőzetek is tartalmaznak klorid-iont.

Előállítható kloridok erősen savanyú közegben történő oxidálásával.

\mathrm{2 \ NaCl + H_2SO_4 + H_2O_2 \rightarrow Cl_2 + Na_2SO_4 + 2 \ H_2O}\,\!

nemesfém-kloridok termikus disszociációjával:

\mathrm{2 \ AuCl_3 \rightarrow 3 \ Cl_2 + 2 \ Au}\,\!

laboratóriumban sósav kálium-permanganátos oxidációjával:

\mathrm{2 \ KMnO_4 + 16 \ HCl \rightarrow 2 \ KCl + 2 \ MnCl_2 + 5 \ Cl_2 + 8 \ H_2O}

vagy nátrium-klorid olvadékának, illetve vizes oldatának elektrolízisével. Ipari előállítására az utóbbi módszert használják.

Legelterjedtebb vegyületei a kloridok, ahol a klór egyszeresen negatív oxidációs állapotban szerepel. Alkálifém-, és alkáliföldfém-kloridok kiválóan oldódnak vízben, ionos tulajdonságú anyagok. A kloridion komplexképzésre is képes.

Gyakoribb vegyületei:

A meggyújtott hidrogéngáz a klórgázban is folytatja égését. Az egyesülési reakcióban hidrogén-klorid-gáz keletkezik. Régen ezen a reakción alapult a sósavgyártás:

\mathrm{H_2 + Cl_2 \rightarrow 2 \ HCl}

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • fontos szerepet tölt be a műanyagiparban, a PVC egyik alkotóeleme
  • a sósavat, és hipót az élet számos területén alkalmazzák /pl.:mosószer gyártása/
  • ivóvíz fertőtlenítés
  • papír fehérítés
  • harci gáz

Élettani tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az élő szervezetek számára létfontosságú elem a klór, a kloridionok sejt töltésének beállítását szolgálják. Az elemi klór igen mérgező, belélegezve roncsolja a tüdőt és a nyálkahártyát.

Izotópjai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A klórnak a természetben főként a két stabil izotópja fordul elő, a 35Cl (75,77%) és a 37Cl (24,23%). A két izotóp aránya körülbelül 3:1, a klór atomtömege közelítően 35,5 g/mol. Nyomokban előfordul a radioaktív 36Cl izotóp is, amelynek a felezési ideje 3·105 év. Ez főként a 36Ar izotópból keletkezik a légkörben, a kozmikus sugárzás hatására.

Óvintézkedések[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hipót (és egyéb fertőtlenítőszert) nem szabad sósavval vagy más savas anyaggal (például vízkőoldóval) együtt használni! Savas közegben a hipóból mérgező klórgáz fejlődik, ami súlyos balesetet okozhat.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Current Table of Standard Atomic Weights in Order of Atomic Number. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights – Commission II.I of the International Union of Pure and Applied Chemistry, 2013. (Hozzáférés: 2013. október 13.)