Hlor

Uredi veze
S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Hlor
hlor u ampuli
Opšta svojstva
Ime, simbolhlor, Cl
Izgledbledožutozeleni gas
U periodnom sistemu
Vodonik Helijum
Litijum Berilijum Bor Ugljenik Azot Kiseonik Fluor Neon
Natrijum Magnezijum Aluminijum Silicijum Fosfor Sumpor Hlor Argon
Kalijum Kalcijum Skandijum Titanijum Vanadijum Hrom Mangan Gvožđe Kobalt Nikl Bakar Cink Galijum Germanijum Arsen Selen Brom Kripton
Rubidijum Stroncijum Itrijum Cirkonijum Niobijum Molibden Tehnecijum Rutenijum Rodijum Paladijum Srebro Kadmijum Indijum Kalaj Antimon Telur Jod Ksenon
Cezijum Barijum Lantan Cerijum Prazeodijum Neodijum Prometijum Samarijum Evropijum Gadolinijum Terbijum Disprozijum Holmijum Erbijum Tulijum Iterbijum Lutecijum Hafnijum Tantal Volfram Renijum Osmijum Iridijum Platina Zlato Živa Talijum Olovo Bizmut Polonijum Astat Radon
Francijum Radijum Aktinijum Torijum Protaktinijum Uranijum Neptunijum Plutonijum Americijum Kirijum Berklijum Kalifornijum Ajnštajnijum Fermijum Mendeljevijum Nobelijum Lorencijum Raderfordijum Dubnijum Siborgijum Borijum Hasijum Majtnerijum Darmštatijum Rendgenijum Kopernicijum Nihonijum Flerovijum Moskovijum Livermorijum Tenesin Oganeson
F
↑
Cl
↓
Br
sumpor ← hlor → argon ‍
Atomski broj (Z)17
Grupa, periodagrupa 17 (halogeni), perioda 3
Blokp-blok
Kategorija  diatomski nemetal
Rel. at. masa (Ar)[35,446, 35,457] konvencionalna: 35,45
El. konfiguracija
po ljuskama
2, 8, 7
Fizička svojstva
Tačka topljenja171,6 K ​(−101,5 °‍C, ​−150,7 °F)
Tačka ključanja239,11 K ​(−34,04 °‍C, ​−29,27 °F)
Gustina na STP (0 °‍C i 101,325 kPa)3,2 g/L
tečno st., na t.k.1,5625 g/cm3[1]
Kritična tačka416,9 K, 7,991 MPa
Toplota fuzije(Cl2) 6,406 kJ/mol
Toplota isparavanja(Cl2) 20,41 kJ/mol
Mol. topl. kapacitet(Cl2)
33,949 J/(mol·K)
Napon pare
P (Pa) 100 101 102
na T (K) 128 139 153
P (Pa) 103 104 105
na T (K) 170 197 239
Atomska svojstva
Elektronegativnost3,16
Energije jonizacije1: 1251,2 kJ/mol
2: 2298 kJ/mol
3: 3822 kJ/mol
(ostale)
Kovalentni radijus102±4 pm
Valsov radijus175 pm
Linije boje u spektralnom rasponu
Spektralne linije
Ostalo
Kristalna struktura ​ortorombična
Ortorombična kristalna struktura za hlor
Brzina zvuka206 m/s (gas, na 0 °C)
Topl. vodljivost8,9×10-3 W/(m·K)
Električna otpornost>10 Ω·m (na 20 °‍C)
Magnetni rasporeddijamagnetičan[2]
Magnetna susceptibilnost (χmol)−40,5·10−6 cm3/mol[3]
CAS brojCl2: 7782-50-5
Istorija
Otkriće i prva izolacijaKarl Vilhelm Šele (1774)
Prepoznat kao elementHamfri Dejvi (1808)
Glavni izotopi
izotop rasp. pž. (t1/2) TR PR
35Cl 76% stabilni
36Cl tragovi 3,01×105 y β− 36Ar
ε 36S
37Cl 24% stabilni
reference • Vikipodaci

Hlor (Cl; lat. chlorium, od grč. chloros — „zeleno-žuti”) nemetal je sa atomskim brojem 17, pripada VIIA grupi.[4] Stabilni izotopi su: 35Cl i 37Cl. Hlor je žutozelen gas oko 2,5 puta teži od vazduha, neprijatnog, zagušljivog mirisa, veoma otrovan. Hlor je sredstvo za izbeljivanje i dezinfekciju. Sastojak je mnogih soli i drugih jedinjenja. Hloridni jon je veoma rasprostranjen u prirodi i može se naći u skoro svakom živom organizmu, ima veoma velik biološki značaj, spada u makroelemente. Joni hlora su jedni od najbitnijih anjona u vodenim organizmima dok hlorovodoničnu (stari naziv sona) kiselinu mnoge životinje koriste za varenje. U organizmu čoveka od 70 kilograma nalazi se oko 95 grama hloridnih jona uglavnom u obliku natrijum-hlorida.[5]

Hlor ima najviši afinitet prema elektronu i treću po veličini elektronegativnost među svim reaktivnim elementima. Iz tog razloga, on je vrlo jako oksidirajuće sredstvo. Slobodni hlor je vrlo redak na Zemlji, a obično je rezultat direktne ili indirektne oksidacije pomoću kiseonika. Najčešće i najuobičajenije jedinjenje hlora, natrijum hlorid (obična kuhinjska so), bio je poznat iz antičkih vremena. Oko 1630. gasni hlor je prvi put sintetisan u hemijskoj reakciji, ali nije bio prepoznat kao fundamentalno važna supstanca. Određivanje osobina gasnog hlora sačinio je Karl Vilhelm Šele, koji je 1774. pretpostavio da se radi o oksidu nekog novog elementa. On je prvi dobio hlor reakcijom hlorovodične kiseline (HCl) i manganovog dioksida (MnO2). Hemičari su 1809. otkrili da je taj gas zapravo čisti hemijski element, što je u svojim radovima potvrdio i Hamfri Dejvi 1810. koji novi element nazvao današnjim imenom, izvedenim iz grčkog χλωρóς (hloros, žuto-zeleni).

Gotovo sav hlor u Zemljinoj kori nalazi se u vidu hlorida u raznim jonskim jedinjenjima, uključujući i kuhinjsku so. On je drugi najrasprostranjeniji halogeni element i 21. najrasprostranjeniji element u Zemljinoj kori. Elementarni hlor se industrijski proizvodi iz slane vode pomoću elektrolize. Veliki potencijal elementarnog hlora za oksidovanje drugih elemenata komercijalno se koristi u sastavu mnogih izbeljivača i dezinfekcijskih sredstava, a generalno se koristi kao nezamjenjiv reagens u hemijskoj industriji. On se koristi i pri proizvodnji mnogih potrošačkih roba i proizvoda, od čega dve trećine otpada na organske hemikalije poput polivinil hlorida, kao i mnoge poluproizvode u proizvodnji plastičnih i drugih proizvoda za krajnju potrošnju. Takvi proizvodi obično ne sadrže elementarni hlor. Elementarni hlor i jedinjenja hlora često se koriste kao dezinfekcijsko sredstvo koje se direktno sipa u bazene za kupanje čime se oni čiste.

U obliku hloridnih jona, hlor je neophodan i nezamenjiv za sva poznata živa bića. Druge vrste jedinjenja hlora su retke u živim organizmima, a veštački proizvedena organohlorna jedinjenja mogu biti potpuno inertna, ali i veoma otrovna. U gornjim slojevima Zemljine atmosfere, organski molekuli koji sadrže hlor poput hlorofluorougljenika učestvuju u uništavanju ozonskog omotača. Male količine elementarnog hlora se generišu oksidacijom hlorida do hipohlorita u neutrofilima, kao deo imunskog odgovora protiv bakterija. Elementarni hlor u visokim koncentracijama je ekstremno opasan i otrovan za sve žive organizme, a koristio se tokom Prvog svetskog rata kao prvo gasovito hemijsko bojno oružje.

Istorija[uredi | uredi izvor]

Najčešće i najuobičajenije jedinjenje hlora, natrijum hlorid, poznato je još od antičkih vremena. Arheolozi su našli dokaze da je kamena so bila korištena još oko 3000 p. n. e, dok se voda iz slanih bunara koristila od 6000. p. n. e.[6] Tek oko 1630. godine, hlor u gasovitom stanju je otkrio flamanski hemičar i fizičar Jan Baptist van Helmont.[7]

Karl Vilhelm Šele

Elementarni hlor prvi je dobio i proučavao švedski hemičar Karl Vilhelm Šele 1774. pa se stoga njemu pripisuje otkriće hlora.[8] On ga je nazvao deflogistovani murijatni kiseli vazduh, jer je bio gasovit (stoga nazvan vazduh), a dobio ga je iz hlorovodične kiseline (tada poznata kao murijatna kiselina).[8] Međutim, on nije uspeo da „unaprediti” otkriveni hlor u hemijski element, jer je pogrešno mislio da je iz hlorovodične kiseline zapravo dobio oksid (pogledaje teoriju flogistona).[8] Šele je novom elementu u ovom „oksidu” dao ime murijatik (muriaticum).[8] Iako je razmišljao na taj način, Šele je izolovao hlor reakcijom MnO2 (kao minerala piroluzita) sa HCl:[7]

4 HCl + MnO2 → MnCl2 + 2 H2O + Cl2

Šele je zapazio nekoliko osobina hlora: njegov izbeljivački efekt na lakmus testu, smrtonosno delovanje na insekte, njegovu žuto-zelenu boju i miris sličan carskoj vodi.[9]

U to vreme, prihvaćena hemijska teorija bila je: svaka kiselina je jedinjenje koje sadrži kiseonik (i danas se na holandskom i nemačkom jeziku kiseonik naziva: sauerstoff ili zuurstof, što bi na srpkom bilo prevedeno kao kisela supstanca), tako da su brojni hemičari, uključujući Kloda Bertolea, smatrali da je Šileov deflogistovani murijatni kiseli vazduh kombinacija kiseonika i još neotkrivenog elementa, murijatika.[10][11][12]

Godine 1809. Žozef Luj Ge-Lisak i Luj Žak Ternar pokušali su da razlože deflogistovani murijatski kiseli vazduh putem njegove reakcije sa ugljem da bi se tako otpustio element murijatik (i ugljen dioksid).[8] Međutim, nisu uspeli te su objavili rezultat tog eksperimenta u kojem su razmatrali mogućnost da je deflogistiovani murijatski kiseli vazduh zapravo čisti element, ali nisu bili ubeđeni u to.[13]

Ser Hamfri Dejvi je 1810. pokušao ponovo da izvede isti eksperiment te je zaključio da se radi o hemijskom elementu a ne o jedinjenju.[8] Novi element je nazvao hlor, izvedeno iz grčke reči χλωρος (хлōрос), što znači zeleno-žuti.<ref name="oxymuriatic" /> Naziv halogen znači „onaj koji daje so” prvobitno je korišten kao naziv za hlor 1811. godine u delu Johana Salomo Kristofa Švajgera. Ipak, ovaj pojam se kasnije koristio kao opštiji naziv kojim su se opisivali svi elemente iz porodice hlora (fluor, brom i jod), a nakon sugestije Jakoba Bercelijusa 1842. godine.[14][15] Godine 1823, Majkl Faradej je bio prvi naučnik koji je utečnio hlor,[16][17][18] te je demonstrirao ono što se tada zvalo „čvrsti hlor” da zapravo ima strukturu hlor hidrata (Cl2·H2O).[7]

Gasoviti hlor prvi je upotrebio francuski hemičar Klod Luj Bertole za izbeljivanje tekstila 1785. godine.[19][20] Moderna sredstva za izbeljivanje su rezultat Bertolovih daljih radova, u kojima je prvi proizveo natrijum hipohlorit 1789. u svojoj laboratoriji u kvartu Žavel (danas deo Pariza, Francuska) tako što je propuštao hlorni gas kroz rastvor natrijum karbonata. Nastala tečnost, nazvana Eau de Javel („žaveljska voda”), bila je slabi rastvor natrijum hipohlorita. Međutim, ovaj proces nije bio efikasan, te su se tražile metode za alternativnu proizvodnju. Škotski hemičar i industrijalac Čarls Tenant prvi je dobio rastvor kalcijum hipohlorita („hlorirani krečnjak”), a nakon toga i čvrsti kalcijum hipohlorit (praškasti izbeljivač).[19] Ova jedinjenja su otpuštala vrlo male količine elementarnog hlora pa su se mogle mnoga lakše i efikasnije transportovati za razliku od natrijum hipohlorita, koji je ostajao kao razblaženi rastvor jer kada bi se pročistio radi uklanjanja vode iz njega, postao bi vrlo opasno i nestabilno oksidativno sredstvo. Na kraju 19. veka, E. S. Smit je patentirao metod proizvodnje natrijum hipohlorita koji uključuje elektrolizu slane vode čime se dobija natrijum hidroksid i gasoviti hlor, koji se zatim meša dajući natrijum hipohlorit.[21] Ovaj proces je poznat kao hloralkalni proces, koji je prvi put 1892. načinjen u industrijskim količinama, a danas je izvor gotovo celokupnoj količini proizvedenog elementarnog hlora i proizvodnji natrijum hidroksida (dok je povezana reakcija elektrolize na niskim temperaturama, Hukerov proces, danas „odgovoran” za proizvodnju izbeljivača i natrijum hipohlorita).

Rastvori elementarnog hlora se rastvaraju u hemijski alkalnoj vodi (natrijum i kalcijum hipohlorit) počeli su se prvi put koristiti kao sredstva za dezinfekciju i za zaštitu od truljenja tokom 1820-ih u Francuskoj, mnogo pre nastanka germinativne teorije bolesti. Za ovaj rad je najviše zaslužan Antoan-Germejn Labarak, koji je prilagodio Bertoletovu žavečsku vodu za izbeljivanje i druge preparate od hlora u ovu svrhu. Od tada elementarni hlor bez prestanka služi u antiseptičke svrhe (poput rastvora za tretiranje rana i slično) kao i u svrhu javne sanitacije (naročito pročišćavanje vode u kupaćim bazenima i vode za piće).

Godine 1826. srebro hlorid se korišteno za dobijanje prve fotografske slike.[22] Hloroform je 1847. bio prvi anestetik.[22] Polivinil hlorid (PVC) je osmišljen 1912. godine, a prvobitno nije imao nikakvu svrhu niti upotrebu.[22]

Gasoviti hlor je prvi put upotrebila nemačka vojska kao oružje 22. apila 1915. godine kod Ipraa u Prvom svetskom ratu,[23][24] a rezultati upotrebe ovog oružja bili su užasni, jer se tada gas-maske nisu delile vojnicima, a postojeće se se vrlo sporo i nezgrapno stavljale na glavu.

Osobine[uredi | uredi izvor]

Čist hlor se javlja u vidu dvoatomskih molekula Cl2. U jedinjenjima se javlja sa oksidacionim brojem od -1 do +7. Hlor se dobro rastvara u vodi i gradi hlornu vodu(smeša hlorovodonične i hipohloraste kiseline), koja zbog nascentnog kiseonika(nastalog raspadanjem nestabilne hipohloraste kiseline,HClO) ima antibaktericidno dejstvo, a služi i za beljenje organskih boja.

Hlor je hemijski veoma reaktivan element. U prisustvu prigušene sunčeve svetlosti jedini se sa vodonikom gradeći hlorovodonik. Ta reakcija teče munjevitom brzinom i spada u slobodnoradikalske reakcije. U punoj sunčevoj svetlosti ova reakcija se odigrava eksplozivno. Hlor neposredno reaguje sa većinom elemenata i u tim reakcijama nastaju uglavnom hloridi. U jednom litru vode temperature 10 °C rastvara se 3,10 litara hlora dok pri temperaturi od 30 °C samo1,77 litara. Sa vodom reaguje brzo gradeći hlorovodonik i perhlornu kiselinu (HClO). Sa kiseonikom gradi 5 različitih oksida. Hlor gradi nekoliko kiselina i odgovarajuće soli:

  • hlorovodoničnu (sonu) kiselinu i hloride kao soli
  • hipohlorastu kiselinu i soli hipohlorite
  • hlorastu kiselinu i soli hlorite
  • hlornu kiselinu i soli hlorate
  • perhlornu kiselinu i soli perhlorate

Dobijanje[uredi | uredi izvor]

U laboratorijama hlor se može dobiti oksidovanjem hlorovodonične kiseline jakim oksidacionim sredstvima MnO2: MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O. Industrijski, hlor se proizvodi elektrolizom rastvora(ređe rastopa) natrijum-hlorida. Pri tome se koriste inertne ugljenične elektrode. Posle proizvodnje gasoviti hlor podleže procesu likveakcije (utečnjavanja) jer je u tom obliku pogodan za transport. Interesantno je to da „suvi“ hlor (bez prisustva vlage) ne reaguje sa gvožđem iz čelika te se zbog toga transport vrši u čeličnim bocama. Hlor je izuzetno otrovan gas karakterističnog oštrog mirisa.

Primena[uredi | uredi izvor]

Hlor se koristi za dezinfekciju vode, za dezinfekciju i izbeljivanje papira i tkanina. Korišćen je kao bojni otrov za vreme Prvog svetskog rata, ali je zamenjen praktičnijim sredstvima.

Hlor se dosta koristi za izradu produkata koji se koriste u svakodnevnici — boje, namirnice, insekticidi, plastičnih masa, naftnih produkata, lekova, rastvarača i bojnih otrova. Hlor se koristi i za dobijanje hlornog kreča i broma.

Organska hemija je takođe područje na kome se primenjuje hlor. Koristi se kao oksidans, a i kao zamena za atom vodonika u organskim jedinjenjima.

Upotreba hlora za beljenje industrijske celuloze, lana, pamuka i dezinfekciju vode zasniva se na njegovom oksidacionom dejstvu.

Istorija[uredi | uredi izvor]

Hlor je otkriven 1774. od Šelea (Carl Wilhelm Scheele) reakcijom: MnO2 + HCl za koju je pogrešno mislio da je dobio gas koji sadrži kiseonik. Ime ovom elementu je 1810. godine dao Hamfri Dejvi, koji je utvrdio da je supstancija koju je Šele otkrio element a ne neko jedinjenje u gasovitom obliku. Hlor su prvi put upotrebili Nemci 22. aprila 1915. godine kao bojni otrov protiv Francuza. To je označilo početak hemijskog rata.

Zastupljenost[uredi | uredi izvor]

U prirodi hlor je zastupljen u obliku jona Cl-, koji je glavni anjon u okeanima (joni hlora čine 1,9% mase svih okeana). Još veća koncentracija hlorovih jona je u slanim jezerima (uMrtvom Moru oko 21%).

Većina hlorida je rastvorljiva u vodi zato veće količine se mogu naći samo u suvim predelima ili u podzemnim ležištima soli.

Jedinjenja[uredi | uredi izvor]

Među neorganskim jedinjenjima hlora nalaze se hloridi i hloriti. U organska jedinjenja spadaju hloroaminati, hloridi hidroksida ugljenika i tetrahloridi ugljenika.

Toksičnost[uredi | uredi izvor]

Gasoviti hlor nadražuje sistem za disanje i sluzne žlezde, u većim količinama izaziva smrt. U vazduhu se može osetiti već u količini od 3.5 ppm, ali opasna koncentracija je tek preko 1000 ppm. Zbog tih osobina je korišćen kao bojni otrov u Prvom svetskom ratu. Da bi se neutralisao udišu se pare etanola, ili razblaženog rastvora amonijaka.

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Chlorine Arhivirano na sajtu Wayback Machine (9. avgust 2016), Gas Encyclopaedia, Air Liquide
  2. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds Arhivirano na sajtu Wayback Machine (12. januar 2012), in Lide, D. R., ur. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  3. ^ Weast, Robert (1984). CRC, Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: Chemical Rubber Company Publishing. str. E110. ISBN 978-0-8493-0464-4. 
  4. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  5. ^ Parkes, G.D. & Phil, D. (1973). Melorova moderna neorganska hemija. Beograd: Naučna knjiga. 
  6. ^ „The earliest salt production in the world: an early Neolithic exploitation in Poiana Slatinei-Lunca, Romania”. Pristupljeno 10. 7. 2008. 
  7. ^ a b v Greenwood 1997, str. 790.
  8. ^ a b v g d đ „17 Chlorine”. Elements.vanderkrogt.net. Pristupljeno 12. 9. 2008. 
  9. ^ Greenwood 1997, str. 793.
  10. ^ Greenwood 1997, str. 792.
  11. ^ Ihde, Aaron John (1984). The development of modern chemistry. Courier Dover Publications. str. 158. ISBN 978-0-486-64235-2. 
  12. ^ Weeks Mary Elvira (1932). „The discovery of the elements. XVII. The halogen family”. Journal of Chemical Education. 9 (11): 1915. Bibcode:1932JChEd...9.1915W. doi:10.1021/ed009p1915. 
  13. ^ Gay-Lussac, Joseph Louis; Thénard, Louis-Jacques (1809). „On the nature and the properties of muriatic acid and of oxygenated muriatic acid”. Mémoires de Physique et de Chimie de la Société d'Arcueil. 2: 339—358. 
  14. ^ Greenwood 1997, str. 789.
  15. ^ Snelders, H. A. M. (1971). „J. S. C. Schweigger: His Romanticism and His Crystal Electrical Theory of Matter”. Isis. 62 (3): 328. JSTOR 229946. doi:10.1086/350763. 
  16. ^ „This Month in Physics History September 4, 1821 and August 29, 1831: Faraday and Electromagnetism”. Chodos, Alan (ur.), American Physical Society. Pristupljeno 8. 5. 2010. 
  17. ^ O'Connor J J; Robertson E F. „Michael Faraday”. School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews, Scotland. Arhivirano iz originala 20. 02. 2010. g. Pristupljeno 8. 5. 2010. 
  18. ^ Sir Humphry Davy (1811). „On a Combination of Oxymuriatic Gas and Oxygene Gas”. Philosophical Transactions of the Royal Society. 101: 155—162. doi:10.1098/rstl.1811.0008. 
  19. ^ a b „Bleaching”. Encyclopædia Britannica (9. izd. (1875) i 10. izd. (1902) izd.). Pristupljeno 2. 5. 2012. 
  20. ^ Aspin, Chris (1981). The Cotton Industry. Shire Publications Ltd. str. 24. ISBN 978-0-85263-545-2. 
  21. ^ „How Products Are Made Volume 2”. 1. 5. 2011. 
  22. ^ a b v Brazin, Jacqueline. „Chlorine & its Consequences” (PDF). Arhivirano (PDF) iz originala 18. 9. 2006. g. Pristupljeno 10. 7. 2008. 
  23. ^ „Chlorine – History” (PDF). Arhivirano iz originala 01. 10. 2008. g. Pristupljeno 10. 7. 2008. 
  24. ^ „Weaponry: Use of Chlorine Gas Cylinders in World War I”. historynet.com. Pristupljeno 10. 7. 2008. 

Literatura[uredi | uredi izvor]

  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II izd.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419. 

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Hlor na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Хлор&oldid=27735166”