Přeskočit na obsah

Chlór

Z Infopedia
Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox Prvek

Chlór (z řeckého χλωρóς, chlóros – „zelený“) je chemický prvek se značkou Cl a protonovým číslem 17. Patří mezi halogeny, což jsou vysoce reaktivní nekovy. Za standardních podmínek se chlór vyskytuje jako toxický, žlutozelený plyn s charakteristickým štiplavým zápachem, tvořený dvouatomovými molekulami (Cl₂). Je přibližně dvaapůlkrát těžší než vzduch a je silným oxidačním činidlem. Díky své vysoké reaktivitě se v přírodě nevyskytuje volně, ale pouze ve formě sloučenin, zejména chloridu sodného (kuchyňské soli).

⏳ Historie a objev

Carl Wilhelm Scheele, objevitel chloru.

Sloučeniny chloru byly známy již ve starověku, například kamenná sůl se používala již 3000 let před naším letopočtem. Kolem roku 900 našeho letopočtu alchymisté připravili kyselinu chlorovodíkovou, tehdy nazývanou „duch soli“, a o 300 let později také Lučavka královská.

Samotný elementární chlór poprvé izoloval v roce 1774 švédský chemik Carl Wilhelm Scheele reakcí oxidu manganičitého s kyselinou chlorovodíkovou. Scheele se domníval, že objevil sloučeninu obsahující kyslík. Teprve v roce 1810 anglický chemik sir Humphry Davy potvrdil, že se jedná o nový prvek, a pojmenoval jej „chlór“ podle jeho žlutozelené barvy (z řeckého chlōros – „bledě zelený“ nebo „žlutozelený“). Kapalný chlór byl poprvé vyroben v roce 1823 anglickým chemikem Michaelem Faradayem.

🧪 Fyzikální a chemické vlastnosti

Chlór je za normálních podmínek žlutozelený, toxický plyn. Jeho teplota tání je přibližně -101,5 °C a teplota varu -34,04 °C. Je přibližně 2,5krát těžší než vzduch.

Chemicky je chlór velmi reaktivní prvek, který se ochotně slučuje s většinou prvků periodické soustavy. Jeho elektronegativita je 3,16 (podle Paulingovy stupnice). Ve sloučeninách se chlór vyskytuje v oxidačních číslech od -I až po +VII. S vodíkem reaguje za vzniku chlorovodíku (HCl), přičemž tato reakce je katalyzována světlem. Rovněž dokáže odebírat vodík z uhlovodíků, přičemž nakonec zůstává elementární uhlík. S kyslíkem, dusíkem, ušlechtilými kovy a vzácnými plyny se přímo neslučuje.

Chlór se částečně rozpouští ve vodě, zejména za chladu, kde tvoří tzv. chlorovanou vodu – slabý dezinfekční roztok s obsahem chlornanového aniontu.

🏭 Výroba

Většina průmyslové výroby chloru probíhá elektrolýzou koncentrovaného roztoku chloridu sodného, známého jako solanka. Tento proces, nazývaný chloralkalická elektrolýza, produkuje kromě plynného chloru také vodík a hydroxid sodný (louh sodný). K oddělení produktů se dnes používají moderní membránové technologie, které jsou považovány za nejekologičtější.

V laboratoři lze chlór připravit například oxidací chloridových iontů v kyselém roztoku. Jednoduchá metoda zahrnuje směs kyseliny chlorovodíkové s oxidem manganičitým.

💡 Použití

Chlór je jednou ze základních chemikálií v chemickém průmyslu a nachází uplatnění v mnoha oblastech.

☢️ Bezpečnost a toxicita

Chlór je silně toxický a dráždivý plyn s ostrým, dusivým zápachem. Jeho vdechování může mít vážné negativní dopady na lidský organismus.

Pro minimalizaci rizik se doporučuje sprchování před a po použití bazénu, nošení ochranných brýlí a zajištění dobrého větrání v prostorách s chlorovanou vodou.

🌍 Chlór v přírodě a životním prostředí

Chlór se v přírodě nevyskytuje v elementární podobě kvůli své vysoké reaktivitě, ale je vždy vázán ve sloučeninách. Je 20. nejrozšířenějším prvkem v zemské kůře s koncentrací 200–1900 ppm (mg/kg) nebo přibližně 126 ppm.

Největší množství chloru se nachází v mořské vodě ve formě chloridových iontů (Cl⁻), které tvoří asi 1,9 % hmotnosti všech oceánů na světě. Velká ložiska chloridu sodného (halitu neboli kamenné soli) a sylvínu (chloridu draselného) se nacházejí v podzemních ložiscích, která vznikla odpařením slaných vnitrozemských jezer.

Chlór je také mikrobiogenním prvkem pro rostliny, kde pomáhá kompenzovat kladný náboj draslíku, stabilizuje fotosyntetický komplex a podílí se na otevírání a zavírání průduchů. V lidském těle se chlór nachází v krvi, kůži, zubech a slzách, a Chloridové ionty jsou důležitou součástí žaludečních šťáv. Chlór v bílých krvinkách pomáhá v boji proti infekcím.

V životním prostředí chlór rychle reaguje s vodou a dalšími chemickými látkami za vzniku chloridů a kyselin. Neakumuluje se v půdě ani v organismech.

📚 Sloučeniny chloru

Chlór tvoří širokou škálu sloučenin s různými oxidačními stavy.

  • Chlorovodík a chloridy: Chlorovodík (HCl) je bezbarvý plyn ostrého zápachu, který se ve vodě rozpouští za vzniku silné kyseliny chlorovodíkové (solné). Chloridy jsou soli kyseliny chlorovodíkové a jsou nejčastějšími sloučeninami chloru v přírodě. Patří sem například Chlorid sodný (NaCl), Chlorid draselný (KCl) a Chlorid hořečnatý (MgCl₂).
  • Kyslíkaté kyseliny chloru a jejich soli: Chlór tvoří několik kyslíkatých kyselin a jejich solí s různými oxidačními stavy:
   *   Kyselina chlorná (HClO) a chlornany (oxidační stav Cl(I)). Chlornan sodný (NaClO) je běžný dezinfekční a bělicí prostředek.
   *   Kyselina chloritá (HClO₂) a chloritany (oxidační stav Cl(III)).
   *   Kyselina chlorečná (HClO₃) a chlorečnany (oxidační stav Cl(V)). Kyselina chlorečná je nestálá kapalina se silně oxidačními účinky.
   *   Kyselina chloristá (HClO₄) a chloristany (oxidační stav Cl(VII)).
  • Oxidy chloru: Chlór tvoří nestálé a často explozivní oxidy, jako jsou Cl₂O, ClO₂, Cl₂O₆ a Cl₂O₇.
  • Organické sloučeniny chloru: Existuje více než 2000 přirozeně se vyskytujících organických sloučenin na bázi chloru. Mnoho chlorovaných organických sloučenin se vyrábí synteticky a mají široké průmyslové využití, ale některé z nich, jako PCB a DDT, představují významnou ekologickou zátěž.

🔬 Izotopy chloru

V přírodě se chlór vyskytuje ve dvou stabilních izotopech: ³⁵Cl a ³⁷Cl.

  • ³⁵Cl: Tvoří přibližně 75,76 % přírodního chloru.
  • ³⁷Cl: Tvoří přibližně 24,24 % přírodního chloru.

Kromě těchto stabilních izotopů existuje i několik radioizotopů. Nejstabilnějším z nich je ³⁶Cl s poločasem přeměny 301 000 let. ³⁶Cl vzniká v atmosféře působením kosmického záření a používá se k datování vody a v geologickém datování v rozmezí 60 000 až 1 milion let. Dalším radioizotopem je ³⁸Cl s poločasem přeměny 37,1 minut, který se využívá pro studium reakčních mechanismů.

👶 Pro laiky

Představte si chlór jako takového „zeleného pomocníka“ v chemii, ale s velkým „ALE“. Je to plyn, který má žlutozelenou barvu a je cítit hodně štiplavě, jako když si přivoníte k čisticím prostředkům v koupelně nebo v bazénu.

Proč „pomocník“? Protože je to superhrdina v boji proti bakteriím a virům. Proto ho dáváme do pitné vody a do bazénů, aby byla voda čistá a bezpečná k pití nebo koupání. Také pomáhá bělit věci, třeba papír nebo látky, a je důležitý pro výrobu spousty věcí, od plastů (jako je PVC, ze kterého jsou třeba trubky) až po různé léky.

A proč to „ALE“? Protože je chlór zároveň docela nebezpečný. Kdybychom ho vdechli moc, mohl by nám podráždit plíce a dýchací cesty, podobně jako když se nadechnete nějakého silného čisticího spreje. Může také vysušovat pokožku a dráždit oči. Proto je důležité s ním zacházet opatrně a dodržovat bezpečnostní pravidla, třeba si po koupání v bazénu vždycky osprchovat tělo.

V přírodě ho volně nenajdete, protože je tak reaktivní, že se hned s něčím spojí. Nejčastěji ho najdete v soli, třeba v té, co si dáváte do jídla, nebo v mořské vodě. Takže i když je to neviditelný plyn, má velký vliv na náš každodenní život.

Citováno z „https://infopedia.cz/index.php?title=Chlór&oldid=13436“