ELEMENTDATEN
Position von Chlor im PSE

Chlor (OZ: 17)
VII. Hauptgruppe
Halogene
Normalzustand
Gas
grünlich mit stechendem Geruch
7782-50-5
17
35,4527
6,10

99,4 pm
181 (-1) pm
99 pm
Konfiguration [Ne] 3s² 3p5
Oxidationszahlen 7, 5, 3, 1, -1
Ionisierungseng. 12,967
Dichte 2,95 g/L

3,16
2,8
8,30 eV

172.17 K
-101 °C
238.55 K
-34,6 °C
Natürliche Isotope
Cl-35: 75,77%, Cl-37: 24,23%
Entdeckung
1774
Scheele
Schweden
grünliches Gas mit stechendem Geruch

Chlor

Symbol: Cl
Ordungszahl: 17

VII. Hauptgruppe (Halogene)

Namensbedeutung
Entdeckung
Vorkommen
Eigenschaften
Biologische und toxikologische Bedeutung
Isotope
Verwendung


Namensbedeutung

chloros (grch.): gelbgrün; nach der Färbung des Gases benannt (engl.: chlorine)

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Entdeckung

Anfang der 70er des 18. Jahrhunderts nahm der schwedische Chemiker Carl Wilhelm Scheele intensive Untersuchungen an Braunstein (MnO2) vor, bei denen er unter anderen entdeckte. Als er Pyrolusit − eine Erscheinungsform von Braunstein − mit Salzsäure behandelte, bemerkte er ein Gas mit grünlicher Färbung und stechendem Geruch. Diese Beobachtung veröffentlichte er 1774 und vermutete, es handele sich bei dem Gas um dephlogistisierte Salzsäure. Die sog. Phlogistontheorie war seinerzeit allgemein anerkannt und beherrschte die Gedankenwelt der Chemiker des 18. Jahrhunderts. Danach war Phlogiston − das Feuerprinzip − in allen brennbaren Substanzen enthalten. Bei ihrer Verbrennung wird das gespeicherte Phlogiston frei und der Stoff ist dephlogistisiert. Erst dem Engländer Humphry Davy gelang 1810 der Nachweis, daß es sich bei dem Gas um ein neues Element handelte. Bei der Veröffentlichung seiner Ergebnisse widersprach er vor allem der Auffassung führender Chemiker wie Gay-Lussac, daß es sich bei dem Gas um eine Verbindung von Salzsäure und handeln müsse. Er konnte das Gegenteil nachweisen; seiner Untersuchungen ließen nur den Schluß zu, daß es sich um eine elementare Substanz handeln müsse. In den Folgejahren konnte er weitere Beweise erbringen, daß er recht hatte. Auf Davy geht auch der noch heute gültige Name "chlorine" bzw. Chlor zurück.

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Vorkommen

Chlor gehört zusammen mit Fluor, Brom, und zu den Halogenen. Es ist das häufigste Element seiner Gruppe. In der Natur kommt es wegen seiner hohen Reaktivität stets gebunden vor. Sein Anteil am Aufbau der Erdkruste liegt bei 0,19 Gewichtsprozent. Die wichtigsten Chlor-Mineralien und Salze: Steinsalz, Bischofit, Carnallit und Kainit. Sein Gewichtsanteil im Meereswasser liegt bei 1,9 Prozent, was durch die riesigen Mengen an Natriumchlorid bedingt wird. Man kann davon ausgehen, daß in den Weltmeeren schätzungsweise 40 Billiarden Tonnen Natriumchlorid gelöst sind. Natriumchlorid ist somit die am weitesten verbreitete Chlorverbindung.

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Eigenschaften

Chlor ist unter Normalbedingungen ein molekulares, grünliches Gas mit stechendem Geruch. Dieses zweiatomige Gas ist schwerer als Luft. Unter einer Temperatur von -34°C wird es flüssig und bei -101°C erstarrt es zum Feststoff, der aus grünlichgelben Kristallen besteht. In Wasser ist es mehr oder weniger gut löslich. Chlor ist eines der reaktivsten Elemente. Mit Ausnahme der Edelgase, sowie Stickstoff, und geht es mit praktisch allen Elementen Verbindungen ein. Die schwereren Halogene und verdrängt es aus ihren Wasserstoff- und Metallverbindungen; es wird aber seinerseits von aus den entsprechenden Verbindungen verdrängt. Feuchtes Chlor hat ein stark korrodierende Wirkung auf Metalle. Zur Erlangung der Edelgaskonfiguration fehlt Chlor lediglich ein Elektron, so daß es in Verbindungen sehr häufig die Oxidationsstufe -1 hat. Daneben treten auch +7, +5, +3 und +1 auf. Von der Vielzahl der bekannten Chlor-Verbindungen sollen an dieser Stelle nur folgende genannt werden: Chlorwasserstoff bzw. Salzsäure, die Chloride Natrium- und Kaliumchlorid sowie Salmiak, außerdem die Chlorsauerstoffsäuren Chlorsäure, Perchlorsäure, Chlorige Säure und Hypochloride Säure.

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Biologische und toxikologische Bedeutung

Chlor ist für viele Organismen und den Menschen essentiell. Es spielt eine zentrale Rolle bei der Erregungsleitung in den Nerven. So verwundert es nicht, daß die höchsten Chlor-Konzentrationen im Körper in den Muskeln zu finden sind. Im Körper eines Erwachsenen mit einem Durchschnittsgewicht von 70 kg findet man knapp 100 g Chlor. Obwohl Chlor als Chlorid weitgehend untoxisch ist, ist es als Gas giftig: In geringen Konzentrationen reizt es die Schleimhäute und greift die Atemwege an. Ab 10 ppm kommt es bereits zu schweren Lungenschäden. Bei 100 ppm wirkt es tödlich. Wegen der Giftigkeit von Chlorgas wurde in Deutschland für den Arbeitsschutz ein Grenzwert von 1,5 mg/m3 bzw. 0,5 ml/m3 festgelegt. Im Ersten Weltkrieg wurde Chlorgas zeitweise als Kampfgas eingesetzt. Auch die Chlorverbindung Phosgen (COCl2) ist ein berüchtigter Kampfstoff.

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Isotope

Chlor hat nur zwei stabile Isotope: Cl-35 mit einem Anteil von 75,8% und Cl-37 mit 24,2%. Außerdem sind zwölf Radionuklide bekannt. Von diesen hat Cl-36 mit 300.000 Jahren die längste Halbwertszeit. Am schnellsten zerfallen Cl-32 (HWZ.: 291 Millisekunden) und Cl-33 (HWZ.: 2,5 Sekunden).

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Verwendung

Chlor ist einer der wichtigsten Grundstoffe der gegenwärtigen Großchemie und in seinen zahlreichen Verbindungen allgegenwärtig. Jährlich werden weltweit ca. 30 Mio. Tonnen Chlorgas hergestellt. Die größten Produzenten sind die Vereinigten Staaten, Japan, Deutschland, die GUS und Frankreich. Allein in der Bundesrepublik werden jährlich ca. 3 Mio. Tonnen hergestellt. Die Einsatzbereiche sind außerordentlich vielfältig. Aufgrund der antibakteriellen Wirkung von Chlorgas wird es unter anderen zur Desinfektion von Trinkwasser und Schwimmbecken verwendet. Der größte Teil wird allerdings sofort zu den unterschiedlichsten anorganischen und organischen Verbindungen weiterverarbeitet. Wichtiger Ausgangspunkt vieler Synthesen von chlorhaltigen Verbindungen ist Chlorwasserstoff, das ursprünglich als störendes Nebenprodukt bei der Herstellung von Natronlauge anfiel, für das man Anwendungen schaffen mußte. Chlor wird beispielsweise weiterverarbeitet zu Bleichmitteln für Papier. Es ist enthalten in Pestiziden, Lösungs- und Flammschutzmitteln sowie Farben. Ein großer Teil wird für Herstellung von Kunststoffpolymeren eingesetzt. Der bekannteste chlorhaltige Kunststoff ist PVC (Polyvinylchlorid), der wegen des Dioxinproblems nach Bränden ins Kreuzfeuer der Kritik geraten ist.




Rutherford Online - Lexikon der Elemente 2006
Elementbeschreibungen: Chlor
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