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Steckbrief: Chlor

Informationen zum Element:

Bezeichnung

35,453

Symbol: Cl

Internationale Bezeichung (IUPAC): Chlorine

Ursprung: Chlor gehört zur Gruppe der Halogene. Es liegt unter Normalbedingung in Form des zweiatomigen Moleküls Cl₂ gasförmig vor, ist sehr reaktiv und sehr giftig.
Elementares Chlor wurde erstmals 1774 von Carl Wilhelm Scheele dargestellt. Er ließ dabei Salzsäure mit Braunstein reagieren. Dabei erkannte er jedoch nicht, dass es sich bei dem dabei entstehenden Produkt um ein neues Element handelt. Stattdessen wurde von den meisten Chemikern wie Antoine Laurent de Lavoisier angenommen, dass der Stoff mit Sauerstoff angereicherte Muriumsäure sei. Der Grund für diese Annahme lag darin, dass die Salzsäure für eine sauerstoffhaltige Säure eines hypothetischen Elementes, des Muriums, gehalten wurde. Durch den Kontakt mit dem Mangandioxid sollte diese dann weiteren Sauerstoff aufnehmen. Dies wurde scheinbar von Marcelin Berthelot bestätigt, der beobachtete, dass Chlorwasser bei Belichtung Sauerstoff abgibt.
Nachdem Versuche gescheitert waren, Sauerstoff, etwa durch Erhitzen mit Kohlenstoff, aus der Verbindung abzuspalten, erkannte Humphry Davy 1808, dass es sich bei der Substanz um ein neues Element und nicht um eine sauerstoffhaltige Verbindung handelt. Er taufte das neue Element auf Grund seiner charakteristischen hellgrünen Farbe nach dem griechischen chloros hellgrün, frisch auf den Namen Chlor.
Zunächst wurde Chlor überwiegend nach einem von Walter Weldon entwickelten Verfahren aus Salzsäure und Mangandioxid gewonnen. Da dies nicht sehr effektiv war, wurde es 1866 durch das von Henry Deacon entwickelte Deacon-Verfahren ersetzt. Dabei diente billiger Luftsauerstoff als Oxidationsmittel und Kupfer(II)-chlorid als Katalysator. Chlor wurde zwar schon 1800 erstmals elektrolytisch hergestellt, jedoch spielte dies bis zur Entwicklung der nötigen Generatoren durch Werner von Siemens Ende des 19. Jahrhunderts keine große Rolle. Seitdem sind elektrochemische Herstellungsverfahren die weitaus wichtigsten Produktionsverfahren von Chlor.
Die historisch wichtigste Verwendung von Chlor liegt in der Anwendung als Bleichmittel. Dazu konnte es entweder elementar eingesetzt werden oder durch Reaktion mit Calciumhydroxid zu Chlorkalk weiterverarbetet werden.
Im Ersten Weltkrieg wurde Chlorgas erstmals als chemische Waffe eingesetzt. Der Einsatz am 22. April 1915 in der Nähe der Stadt Ypern in Flandern durch deutsche Truppen führte zu vielen Toten und zahlreichen, teilweise lebenslang geschädigten Soldaten. Bald wurde es jedoch durch wirksamere Giftgase ersetzt, zum Beispiel Phosgen.

Bedeutung: chloros = hellgrün

Daten Periodensystem

Periode: 3

Gruppe: 17 (VII A)

Gruppenname: Halogene

Oxidationszahl: -1 (1, 3, 5, 7)

Atommasse [u]: 35,453

Elektronegativität

Elektronegativität (nach Allred): 2,8

Elektronegativität (nach Pauling): 3,16

Physikalische Daten

Aggregatzustand (20°C): gasförmig

Dichte [g/cm²]: 0,003214

Radioativ: n

Schmelztemperatur [°C]: -101

Siedetemperatur [°C]: -34

Kristallstruktur: orthorhombisch

Verwendung im Alltag

Bleichmittel: Die hohe Reaktionsfreudigkeit und Wirkung von Chlor als Oxidationsmittel führte zum Einsatz als Bleichmittel, beispielsweise in der Papierindustrie. In dieser Rolle wird es wegen seiner Umweltschädlichkeit immer mehr durch Wasserstoffperoxid ersetzt. Nicht wegzudenken ist Chlor wegen seiner Reaktionsfähigkeit in der chemischen Industrie, wo es in Endprodukten wie z. B. PVC, Bleichmittel und Salzsäure anzutreffen ist. Chlor ist eine wichtige Grundchemikalie bei der Herstellung von Polyurethan und Polycarbonat.
Desinfektionsmittel: Chlor wird als preiswertes Desinfektionsmittel für das Trinkwasser eingesetzt. Insbesondere die im Wasser entstehende hypochlorige Säure ist aufgrund ihrer Eigenschaft als starkes Oxidationsmittel wirksam gegen Mikroorganismen und Viren. Vorteilhaft gegenüber anderen Mitteln ist die so genannte Depot-Wirkung; d.h. nach der Zugabe im Wasserwerk wirkt Chlor auch im Rohrleitungsnetz noch über längere Zeit desinfizierend. Die Chlorung des Trinkwassers ist nach der DIN 2000 nicht vorgesehen, muss aber dennoch in den Wasserwerken vorgehalten werden. Eine Chlorung darf nur durch das Gesundheitsamt angeordnet werden. Außerdem verwenden die meisten Schwimmbäder es in sehr kleiner Dosierung als Desinfektionsmittel für ihr Badewasser. Durch die Reaktion von Chlor mit organischen Stoffen im Beckenwasser entstehen Abfallprodukte, diese machen den bekannten Schwimmbadgeruch aus: je mehr Verunreinigungen sich im Wasser befinden, desto mehr Geruchswahrnehmung entsteht für den Badbesucher.
Biologische Bedeutung: Physiologisch besitzt Chlor in seiner ionischen Form von Chlorid als Mineralstoff eine große Bedeutung. Aufgenommen wird es über die Nahrung überwiegend in Form von Kochsalz (Natriumchlorid). Tagtäglich nimmt man zwischen 3 und 12 g Chlorid zu sich. Die Ausscheidung erfolgt über die Nieren und im Schweiß.
Chlorid ist notwendig zur Produktion von Magensäure und zur Aufrechterhaltung der Osmose im Organismus. Es ist auch unentbehrlich für die Impulsleitung in den Nervenfasern. Viele organische und somit nicht-ionische Chlorverbindungen sind hingegen gesundheitsschädlich oder giftig, insbesondere für Insekten. Sie werden deshalb als Insektizide eingesetzt.

Vorkommen und Häufigkeit

Vorkommen: Chlor existiert in der Natur nicht in elementarer Form sondern vorwiegend als Anion Cl^? (Chlorid), da es ein sehr reaktionsfreudiges Element ist. Es gibt aber auch natürliche organische Chlorverbindungen mit kovalenter Bindung. Es ist Bestandteil von gewöhnlichem Salz (Natriumchlorid). Salze wie Natriumchlorid und Kaliumchlorid findet man in vielen großen Salzlagerstätten auf der Welt.

Häufigkeit: 0,19 % (prozentualer Massenanteil der Erdhülle, d.h. der Erdkruste/Ozeane bis 16 km Tiefe)