Chlor
3s2 3p5 35, 36, 37 Cl 17
↓ Periodická tabulka ↓
Plynný chlor
Obecné
Název, značka, číslo	Chlor, Cl, 17
Cizojazyčné názvy	lat. Chlorum
Skupina, perioda, blok	17. skupina, 3. perioda, blok p
Chemická skupina	Halogeny
Koncentrace v zemské kůře	130 až 1900 ppm
Koncentrace v mořské vodě	19000 mg/l
Vzhled	Žlutozelený plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS	7782-50-5
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	35,453
Atomový poloměr	100 pm
Kovalentní poloměr	102±4 pm
Van der Waalsův poloměr	175 pm
Iontový poloměr	181 pm
Elektronová konfigurace	3s2 3p5
Oxidační čísla	VII, VI, V, IV, III, II, I, −I
Elektronegativita (Paulingova stupnice)	3,16
Ionizační energie
První	1251,2 KJ/mol
Druhá	2298 KJ/mol
Třetí	3822 KJ/mol
Látkové vlastnosti
Krystalografická soustava	Orthorhombická
Molární objem	17,39×10−6 m3/mol
Mechanické vlastnosti
Hustota	0,0032 g/cm3 (0 °C, 101,325 kPa) 1,5623 g/cm3 (kap. při Tv) 2,10 g/cm3 (−70 °C)
Skupenství	Plynné
Tlak syté páry	10 Pa (139 K) 1 kPa (170 K) 100 kPa (239 K)
Rychlost zvuku	206 m/s
Termické vlastnosti
Tepelná vodivost	8,9×10−3 W⋅m−1⋅K−1
Termodynamické vlastnosti
Teplota tání	−101,5 °C (171,65 K)
Teplota varu	−34,4 °C (238,75 K)
Skupenské teplo tání	6,406 kJ/mol (Cl2)
Skupenské teplo varu	20,41 kJ/mol (Cl2)
Měrná tepelná kapacita	480 Jkg−1K−1
Elektromagnetické vlastnosti
Měrný elektrický odpor	>10 Ω·m (20 °C)
Standardní elektrodový potenciál	1,36 V
Magnetické chování	Diamagnetický
Bezpečnost
GHS03 GHS06 GHS07 GHS09 [1] Nebezpečí[1]
R-věty	R23, R36/37/38, R50
S-věty	(S1/2), S9, S45, S61
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P 35Cl 75,77% je stabilní s 18 neutrony 36Cl stopy 3,013×105 roků β− 0,709 53 36Ar ε β+ 1,142 13 36S 37Cl 24,23 % je stabilní s 20 neutrony
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
F ⋏ Síra ≺ Cl ≻ Argon ⋎ Br

Chlor, chemická značka Cl, latinsky chlorum (starořecky χλωρóς, chlóros – „zelený“) je toxický, světle zelený plyn, druhý člen řady halogenů.

Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Chlor je velmi reaktivní plyn, který se ochotně slučuje s většinou prvků periodické soustavy. Byl objeven roku 1774 Carlem Wilhelmem Scheelem, ale dnešní pojmenování mu dal až roku 1810 anglický chemik sir Humphry Davy.

Výskyt v přírodě

Na Zemi je chlor přítomen pouze ve formě sloučenin, většina z nich je rozpuštěna v mořské vodě a ve vodě některých vnitrozemských jezer (Mrtvé moře, Velké solné jezero a další). Z minerálů je nejznámější chlorid sodný (NaCl) neboli kuchyňská sůl. Velká ložiska chloridu sodného se nacházejí např. v Polsku a USA a geologicky vznikla jako pozůstatek po odpaření slaných vnitrozemských jezer. Viz také minerál halit.

V zemské kůře je chlor 20. nejrozšířenějším prvkem a je přítomen v koncentraci 200–1900 ppm (mg/kg). V mořské vodě tvoří chloridové ionty nejvíce zastoupený anion, jejich koncentrace se pohybuje kolem 19 g/l. Přesto je na Zemi zhruba 10krát méně chloru, než by odpovídalo jiným planetám, což mohlo napomoci rozšíření života.^[2]

Zastoupení ve vesmíru odpovídá vyššímu atomovému číslu chloru. Předpokládá se, že na 1 atom chloru připadá přes 17 milionů atomů vodíku.

Chlor je mikrobiogenním prvkem rostlin. Přijímají ho z půdy z vodného roztoku. V rostlině je velmi pohyblivý. Pomáhá kompenzovat kladný náboj draslíku, spolu s vápníkem stabilizuje komplex rozkládající vodu v primární fázi fotosyntézy a spolu s draslíkem se podílí na otvírání a zavírání průduchů.

Sloučeniny

Ve sloučeninách se chlor vyskytuje v mocenství Cl^−I, Cl^I, Cl^III, Cl^IV, Cl^V a Cl^VII.

V každém mocenství, ve kterém se chlor vyskytuje, vytváří i příslušnou kyselinu.

• jedinou bezkyslíkatou kyselinou je kyselina chlorovodíková (HCl) s chlorem záporně jednomocným Cl^−I
• kyselina chlorná HClO odpovídá valenci Cl^I a patří mezi velmi slabé kyseliny
• v mocenství Cl^III je známa kyselina chloritá HClO₂
• v mocenství Cl^IV je znám oxid chloričitý ClO₂ používaný k průmyslovému čištění vody a také v údajně léčivém přípravku MMS^[3][4]
• kyselina chlorečná HClO₃ odpovídá valenci Cl^V
• velmi silná kyselina chloristá HClO₄ přísluší sedmimocnému chloru Cl^VII

Všechny uvedené kyseliny vytvářejí soli s elektropozitivními prvky a především v případě kyseliny chlorné, chlorité a chlorečné mají tyto soli mnohem větší praktický význam než příslušné kyseliny.

Organické sloučeniny chloru jsou v přírodě výjimečné a naprostá většina organických molekul obsahujících atom chloru, s nimiž se lze setkat, vznikla chemickou syntézou. K nejpoužívanějším patří chloroform, tetrachlormethan, PVC, DDT, freony atd.

Výroba a využití

Průmyslově vyráběný plynný chlor vzniká jako vedlejší produkt výroby hydroxidu sodného nebo draselného elektrolýzou vodného roztoku chloridu sodného nebo draselného – solanky (dalším vedlejším produktem je vodík). Starší způsob výroby používá jako katodu kovovou kapalnou rtuť, což může vést ke kontaminaci výrobních závodů i okolního životního prostředí (např. Spolana Neratovice^[5], Spolchemie Ústí nad Labem^[6]). Modernějšími způsoby přípravy chloru jsou membránová nebo diafragmová elektrolýza. Při diafragmové elektrolýze je katodový a anodový prostor oddělen polopropustnou membránou, která má za úkol zabránit vedlejším reakcím, vzhledem k nízké účinnosti je však tento způsob historií (malá čistota vznikajícího hydroxidu). Dnes se k této přípravě užívá způsobu membránového, fungujícího na podobném principu jako diafragmové provedení, avšak s vyšší účinností, pro diafragmový i membránový způsob jsou společné užívané elektrody, tedy anoda (rozměrově stálá) z titanu pokrytého tenkou vrstvou oxidu titaničitého a katoda ze železa či niklu. Tlakové kovové lahve s plynným chlorem jsou označeny žlutým pruhem.

• Při práci s plynným chlorem je nezbytné zachovávat přísná bezpečnostní opatření, protože je velmi silně toxický a z průmyslových provozů je známa řada havárií se smrtelnými následky. Plynný chlor je znám jako první prakticky použitá chemická bojová látka již z 1. světové války v roce 1915.
• Elementární chlor se prakticky používá k desinfekci pitné vody, protože i v malých koncentracích hubí bakterie a jeho nadbytek lze z vody snadno odstranit pouhým probubláním vzduchem. Další uplatnění nachází chlor v papírenském a textilním průmyslu, kde se používá k bělení surovin.

Kyselina chlorovodíková, chloridy

Chlorovodík HCl je bezbarvý plyn o bodu varu 53 °C, po rozpuštění ve vodě reaguje silně kysele a je označován jako kyselina chlorovodíková. Vyrábí se působením kyseliny sírové na chlorid sodný nebo častěji přímou reakcí plynného vodíku a chloru. Značné množství chlorovodíku vzniká jako odpadní produkt při chloraci uhlovodíků. Komerčně se dodává v roztocích o koncentraci kolem 35 %.

• Směs kyseliny chlorovodíkové a dusičné v poměru (3:1) se nazývá lučavka královská. Tato směs rozpouští i velmi odolné drahé kovy jako zlato nebo platinu. K tomuto jevu dochází kombinací velmi silných oxidačních vlastností kyseliny dusičné a komplexotvorných vlastností chloridového iontu, který vytváří stabilní komplexní ionty ⁻ a ²⁻.
• Chlorid sodný NaCl je nezbytnou složkou potravy, je obsažen v krvi i krevní plasmě. Jeho příjem v potravě je však třeba udržovat v rozumných mezích, protože jeho přebytek působí nepříznivě na kardiovaskulární systém a zvyšuje riziko infarktu myokardu.
• Chlorid sodný a chlorid vápenatý CaCl₂ se v zimním období rozprašují na vozovky, aby z nich odstranily námrazu. Využívá se přitom faktu, že roztoky těchto látek mrznou až při teplotě pod −20 °C a při kontaktu ledu s uvedenými chloridy led taje a vznikají nasycené chloridové roztoky. Problémem zůstává korozivní působení těchto roztoků na kovové součásti automobilů i zatížení půdy v okolí komunikací vysokými koncentracemi solí.
• Většina chloridů je výborně rozpustná ve vodě. Výjimku tvoří chlorid stříbrný AgCl a chlorid rtuťný neboli kalomel Hg₂Cl₂. Nerozpustnosti AgCl ve vodě je možno využít k oddělení stříbra z roztoků dalších kovů, přičemž kovové stříbro lze z filtrátu AgCl poměrně jednoduše získat pyrometalurgicky. Vysoce čistý chlorid stříbrný je důležitou složkou fotografických materiálů (filmy, fotopapíry). Kalomel se přes svoji toxicitu používá v analytické chemii jako redukční činidlo pří vážkovém stanovení platinových kovů.

Kyselina chlorná, chlornany

Kyselina chlorná HClO je poměrně slabá kyselina a chemicky značně nestálá sloučenina. Větší význam mají její soli chlornany.

• Chlornan sodný NaClO je sloučenina s oxidačními a především dezinfekčními účinky. Připravuje se zaváděním plynného chloru do roztoku hydroxidu sodného, za vzniku chlornanového a chloridového iontu. Reakce tohoto typu se nazývá disproporcionace.