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Chlor                                                17Cl
engl. chlorine; griech. chlorós ("gelbgrün")
 
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Gelbgrünes Chlorgas in einem Standzylinder
relat. Atommasse:  
Ordnungszahl:     
Schmelzpunkt:   
Siedepunkt:    
Oxidationszahlen:  
Dichte:    
Elektronegativität:   
Atomradius:   
Elektronenkonfig.:  
natürl. Häufigkeit:  
   
   
   
 
35,453   
17   
-100,98° C   
-34,06 °C   
7, 5, 3, 1, -1   
3,214 g/l   
3,16 (Pauling)   
99,4 pm   
[Ne]3s23p5  
Cl-35  75,77  
Cl-37  24,23%  
   
   
 
 
 
Eigenschaften:   
Chlor ist ein stark stechend riechendes, gelbgrünes Gas, seine Dichte ist 2,5mal höher als Luft. Bei Zimmertemperatur liegt das Gas wie alle anderen Halogene in Form zweiatomiger Moleküle vor (Cl2). Bei -34,06°C lässt sich Chlor zu einer gelben Flüssigkeit verflüssigen, bei -100,98°C erstarrt es zu gelblichen Kristallen.  
  
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Flüssiges Chlor in einer Ampulle
 

Auf tierisches und pflanzliches Gewebe wirkt Chlor stark zerstörend. Luft, die 0,5-1% Chlorgas enthält, wirkt auf Säugetiere und Menschen rasch tödlich (MAK-Wert 1,5mg/m3), da die Lungenbläschen unter Salzsäuregasbildung verätzt werden. Selbst ein Chlorgehalt der Luft von 0,001% greift die Lungen schwer an. Chlor bleicht Farbstoffe und tötet Mikroorgansimen wie Algen oder Bakterien ab. Mit Chlor gebleichte Faserstoffe (Papiertaschentücher oder Toilettenpapier) enthalten oft krebserzeugende Rückstände und verursachen beim Bleichen umweltbelastende Gifte. Außerdem setzen sie nach der Entsorgung auf Mülldeponien wieder schädliche Stoffe frei. Daher sollten chlorgebleichte Produkte gemieden werden:   
   

  
   
Ein Liter Wasser löst bei 20°C ca. 2,3 Liter Chlorgas. Die 0,4-0,5%-ige Lösung von Chlor in Wasser heißt Chlorwasser und wird als Oxidationsmittel verwendet. Sie muss in braunen Flaschen aufbewahrt werden, da die in der Lösung vorhandene unterchlorige Säure in Salzsäure und Sauerstoff zerfällt. Chlor ist nach Fluor das reaktionsfähigste nichtmetallische Element und reagiert bei Zimmertemperatur mit den meisten Elementen unter Wärmeentwicklung. Mit allen Alkalimetallen und Erdalkalimetallen erfolgt eine heftige Reaktion. Mit Natrium bildet sich unter heller, gelblicher Lichterscheinung Natriumchlorid, mit Eisen entsteht Eisenchlorid (>Film).  
   
 
 
Chlor reagiert heftig mit Natrium (links) und Eisenwolle (rechts)
 

Phosphor, Bor und Silicium entzünden sich in Chlorgas von selbst. Dies gilt auch für einige andere Metalle oder Halbmetalle wie Arsen und Selen in fein verteiltem Zustand. Selbst die Edelmetalle Platin, Gold und Silber bilden nach Erwärmen mit Chlor die entsprechenden Chloride. In Verbindung mit Feuchtigkeit hat Chlor ein stark korrodierende Wirkung auf alle Metalle. Ein Wasserstoff-Chlorgemisch im Verhältnis 1:1 wird als Chlorknallgas bezeichnet, da es unter Lichteinwirkung heftig detoniert. Als Reaktionsprodukt entsteht dabei in einer stark exothermen Reaktion Chlorwasserstoff (Salzsäuregas):   
  
H2  +  Cl2  ----->  2 HCl   DHR = -184kJ/mol  
  
  

Filme: Reaktionen des Chlors
Copyright: Thomas Seilnacht
 
Chlorknallgas-Reaktion, Zündung mit elektronischem Blitzgerät Reaktion von Eisenwolle und Chlor Reaktion von Natrium und Chlor
 
 Die Filme sind nur auf der CD-ROM enthalten
 
 
 
Vorkommen:   
In der Elementhäufigkeit steht Chlor mit 0,19% Anteil an der Erdhülle an 11. Stelle. Wegen seiner großen Reaktionsfähigkeit kommt es im elementaren Zustand jedoch in der Natur außer in einigen Vulkangasen praktisch nicht vor. Chloratome sind aber in Salzen (Chloride) in Salzlagerstätten oder im Meerwasser in großen Mengen vorhanden. Wichtige Salzminerale sind Halit (Natriumchlorid) oder Sylvin (Kaliumchlorid).   
   
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Steinsalz (Halit) ist ein wichtiges Mineral zur Chlorgewinnung
 
 
Geschichtliches:   
Chlor wurde im Jahre 1774 erstmals von dem schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) beim Einwirken von Salzsäure auf Braunstein (Mangandioxid) hergestellt. Er vertrat jedoch die Ansicht, eine chemische Verbindung vor sich zu haben und nannte sie "dephlogistierte Salzsäure". Scheele beschrieb auch die Bleichwirkung des Chlors. Erst Sir Humphry Davy (1778-1829) erkannte im Jahre 1810 das Chlorgas als Element und nannte es Chlorine, bzw. Cloricgas von griechisch chlorós ("gelbgrün").   
   
 
 
Scheele (links) entdeckte das Chlor, Davy (rechts) erkannte es als Element
  
Am Ende des 18. Jahrhunderts kamen die ersten chlorhaltigen Bleichlaugen in den Handel. Dies war lange Zeit die wichtigste Verwendung für dieses Gas. Michael Faraday (1791-1867) verflüssigte im Jahre 1823 als erster Chlorgas. Von 1886 bis 1890 entwickelte die Firma Matthes & Weber in Duisburg ein industrielles Verfahren zur elektrolytischen Herstellung von Chlor nach dem Diaphragmaverfahren. 1892 folgte in den USA und in Österreich das Amalgamverfahren. Somit war es möglich, Chlor in großen Mengen zu produzieren. 
  
Eine traurige Geschichte schrieb das Gas bei seiner Verwendung als Kampfmittel im Ersten Weltkrieg. Am 22. April 1915 öffneten die deutschen Truppen unter der Aufsicht von Fritz Haber (1868-1934) tausende Chlorgasflaschen, als der Wind in eine günstige Richtung wehte. Die Stahlflaschen waren zuvor an vorderster Front im Boden vergraben worden. Eine Wolke mit etwa 150 Tonnen Chlor wälzte sich auf einer Breite von 6km über die Schützengräben der Franzosen. Nach einem anfänglichen Kratzen in Nase und Kehle, folgten Husten und starke Atembeschwerden. Die Soldaten spuckten Blut, bevor sie flüchten konnten oder in ihren Schützengräben grauenvoll erstickten. Über die Zahl der Verletzten und Vergifteten gab es widersprüchliche Angaben, die Zahlen schwanken von nur wenigen bis zu mehreren tausend Opfern. Da das Chlorgas nicht die gewünschte Wirkung zeigte, mischte man bei späteren Angriffen Phosgen bei (siehe >Entwicklung der Kampfstoffe unter Fritz Haber). 
 
 
Herstellung:   
Im Labor lässt sich Chlor durch das Zusammenwirken von konzentrierter Salzsäure und einem Oxidationsmittel wie Braunstein oder Kaliumpermanganat herstellen. Die Sauerstoffatome des Oxidationsmittels wirken dabei prinzipiell nach folgender Gleichung:   
  
4 HCl  +  2 O2  ----->  2 H2O  +  2 Cl2   
  
In der Technik gewinnt man das Chlor in der Chloralkalielektrolyse nach dem Amalgam- oder dem Diaphragma-Verfahren.   
   
  
 
Chlorgewinnung nach dem Amalgamverfahren
 
 
 
Verwendung:   
Chlor ist ein wichtiges Zwischenprodukt zur Herstellung zahlreicher anorganischer und organischer Verbindungen. Dazu gehören z.B. Salzsäure, sämtliche Chloride wie Eisenchlorid, Natriumchlorid oder Silberchlorid, außerdem Chlorkalk, Chlomethan, Chlorbenzole, Phosgen, Polyvinylchlorid (PVC), Chloroform, Tetrachlormethan, viele Insektizide und Zwischenprodukte für Farbstoffe, sowie die ozonzerstörenden CFKW (Chlorfluorkohlenwasserstoffe) als Treibgase für Sprays, in Feuerlöschern und in Kältemitteln. Ferner dient Chlorgas in Schwimmbädern und im Trinkwasser zur Desinfektion und wird zum Bleichen von Papier, Zellstoffen und Textilien verwendet.   
   
   
 
Chemie des Chlors
 
 
 
Weitere Informationen:
 
Experimente mit Halogenen
 
 
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