تغییر مسیر از: Chlorine

Sulfur - Chlorine - Argon F Cl Br جدول کامل عمومی نام , علامت اختصاری , شماره Chlorine, Cl, 17 گروه شیمیایی هالوژنها گروه, تناوب, بلوک 17 «VIIA), 3 , p جرم حجمی , سختی 3.214 kg/m3 (273 K), NA رنگ سبز مایل به زرد خواص اتمی وزن اتمی 35.5 amu شعاع اتمی (calc.) 100 (79) pm شعاع کووالانسی 99 pm شعاع واندروالس 175 pm ساختار الکترونی Ne]3s2 3p5] -eبازای هر سطح انرژی 2, 8,7 درجه اکسیداسیون ( اکسید ) ±1,3,5,7 (اسید قوی) ساختار کریستالی اورتورومبیک خواص فیزیکی حالت ماده gas (غیر مغناطیسی) نقطه ذوب 171.6 K (150.7 °F) نقطه جوش 239.11 K (29.27 °F) حجم مولی 17.39 ש»10-6 ««متر مکعب بر مول گرمای تبخیر 10.2 kJ/mol گرمای هم جوشی 3.203 kJ/mol فشار بخار 1300 Pa سرعت صوت اطلاعات موجود نیست متفرقه الکترونگاتیویته 3.16 (درجه پائولینگ) ظرفیت گرمایی ویژه 480 J/kg*K رسانائی الکتریکی اطلاعات موجود نیست رسانائی گرمایی 0.0089 W/m*K 1st پتانسیل یونیزاسیون 1251.2 kJ/mol 2nd پتانسیل یونیزاسیون 2298 kJ/mol 3rd پتانسیل یونیزاسیون 3822 kJ/mol 4th پتانسیل یونیزاسیون 5158.6 kJ/mol 5th پتانسیل یونیزاسیون 6542 kJ/mol 6th پتانسیل یونیزاسیون 9362 kJ/mol 7th پتانسیل یونیزاسیون 11018 kJ/mol 8th پتانسیل یونیزاسیون 33604 kJ/mol 9th پتانسیل یونیزاسیون 38600 kJ/mol 10th پتانسیل یونیزاسیون 43961 kJ/mol پایدارترین ایزوتوپها ایزو وفور طبیعی نیمه عمر DM DE MeV DP 35Cl 75.77% Cl با 18 نوترون پایدار است 36Cl {syn.} 301,000 y Beta- epsilon 0.709 1.142 36Ar 36S 37Cl 24.23% Cl با 20 نوترون پایدار است واحدهای SI & STP استفاده شده است، مگر آنکه ذکر شده باشد.

تاریخچه

کلر ( از واژه یونانی χλωρος به معنی زرد مایل به سبز ) را "Carl Wilhelm Scheele" در سال 1774 کشف نمود و اشتباها" تصور کرد، این عنصر حاوی اکسیژن است. "Humphry Davy" در سال 1810 ، نام کلر را برای این ماده انتخاب کرد و اصرار داشت که این ماده در واقع یک عنصر است.

پیدایش

بوسیله الکترولیز محلول آبداری از کلرید سدیم ، کلر تولید می‌شود. این عنصر در طبیعت فقط بصورت ترکیب با سایر عناصر و عمدتا" سدیم به شکل نمک طعام (NaCl) و همچنین در کارنالیت و سیلویت یافت می‌شود.

اطلاعات کلی

کلر ، عنصر شیمیایی با عدد اتمی 17 و نشان Cl می‌باشد. کلر ، هالوژن است و در جدول تناوبی در گروه IV قرار دارد. گاز کلر ، زرد مایل به سبز است، دو و نیم مرتبه از هوا سنگین‌تر ، دارای بوی بسیار بد و خفه کننده و بسیار سمی است. این عنصر ، عاملی اکسید کننده ، سفید کننده و گندزدا می‌باشد. کلر ، بعنوان بخشی از نمکهای طعام و ترکیبات دیگر به مقدار زیادی در طبیعت و لزوما" در بیشتر جانداران وجود دارد.

خصوصیات قابل توجه

نوع خالص این عنصر شیمیایی به شکل گازی دو اتمی و سبز رنگ می‌باشد. نام کلر برگرفته از کلمه chloros به معنی سبز است که اشاره به رنگ این گاز دارد. این عنصر ، جزئی از گروه هالوژنهای نمک‌ساز می‌باشد و بوسیله اکسیداسیون کلریدها یا به روش رایج الکترولیز تهیه می‌گردد. کلر گازی است به رنگ زرد مایل به سبز که تقریبا" با تمامی عناصر به‌سرعت ترکیب می‌شود. در 1 لیتر آب 10 °C ، 3.10 لیتر و در آب 30 درجه تنها 77/1 لیتر کلر حل می شود.

کاربردها

کلر ، عنصر شیمیایی مهمی در تصفیه آب ، مواد گندزدا در سفید کننده و نیز در گاز خردل به‌شمار می‌رود. همچنین کلر در ساخت طیف وسیعی از اقلام روزمره کاربرد دارد.

• برای از بین بردن باکتری و سایر میکروبهای موجود در ذخائر آب آشامیدنی بکار می‌رود. امروزه حتی به ذخائر کوچک آب همواره کلر افزوده می‌گردد.
  
  
• در تولید محصولات کاغذی ، مواد ضدعفونی کننده ، رنگدانه‌ها ، مواد غذائی ، حشره کشها ، رنگها ، فرآورده‌های نفتی ، پلاستیک ، دارو ، منسوجات ، حلالها و محصولات مصرفی بسیار زیاد دیگری کاربرد دارد. در ترکیبات آلی در صورتی‌که کلر جایگزین هیدروژن شود، (لاستیک مصنوعی) ، اغلب باعث ایجاد خصوصیات مورد نیاز در این ترکیبات می‌گردد، لذا در ترکیب آلی از این عنصر بعنوان عامل اکسید کننده و جانشین ، بطور گسترده استفاده می‌گردد.
  
  سایر موارد کاربرد کلر در تولید کلراتها ، کلروفرم ، تترا کلرید کربن و در استخراج برم می‌باشد.

ترکیبات

کلریدها ، کلریتها ، کلراتها ، پرکلراتها و کلرامینها ، از جمله ترکیبات کلر هستند.

ایزوتوپها

دو ایزوتوپ پایدار اصلی برای کلر با جرم 35 و 37 وجود دارد که به نسبتهای به ترتیب 3:1 یافت شده ، وزن اتمی مقادیر عمده و مشهود 35,5 را در اتمهای کلر ایجاد می‌کنند. کلر دارای 9 ایزوتوپ با Mass number ( عدد جرمی ) بین 32 و 40 می‌باشد که تنها سه عدد از این ایزوتوپها بصورت طبیعی یافت می‌شوند. کلر پایدار 35 (75,77%) ، کلر 37(24,23%) و کلر رادیواکتیو 36 .

نسبت کلر 36 به کلر پایدار در محیط زیست تقریبا" E -15 : 1 700 است. Cl-36 در جو بوسیله پراشیدن Ar-36 بر اثر فعل و انفعالات پروتونهای اشعه کیهانی حاصل می‌گردد. در زیر سطح زمین Cl-36 عمدتا" در نتیجه جذب نوترون توسط Cl-35 یا جذب موآن بوسیله Ca-40 تولید می‌گردد. Cl-36 به‌صورت S-36 و Ar-36 با نیمه عمر درهم 308000 سال متلاشی می‌شود. نیمه عمر این ایزوتوپ آبدوست و غیر واکنشی ، آنرا مناسب تاریخ‌گذاری زمین شناسی با دامنه ای از 60000 تا 1 میلیون سال می‌نماید.

بعلاوه ، مقادیر زیادی Cl-36 بوسیله پرتوافشانی بر آب دریا ، در خلال انفجارات جوی سلاحهای اتمی بین سالهای 1958 و 1952تولید شد. مدت زمان حضور Cl-36 در جو ، تقریبا" یک هفته است، بنابراین Cl-36 بعنوان رویداد شمار آبهای داخل خاک و زیرزمینی دهه 50 برای تاریخ‌گذاری آبهای کمتر از 50 سال پیش نیز سودمند است. Cl-36 در مراحل دیگری از علم زمین شناسی از جمله تاریخ‌گذاری یخها و رسوبات بکار می‌رود.

هشدارها

کلر ، موجب تحریک دستگاه تنفسی بخصوص در کودکان و کهنسالان می‌شود. کلر در حالت گازی ، باعث تورم غشای مخاطی شده ، درحالت مایع موجب سوختگی پوست می‌شود. مقدار 3.5ppm آن لازم است تا بعنوان بویی متمایز شناخته شود و مقدار ppm 1000 آن کشنده است. به همین علت ، در طول جنگ جهانی اول ، کلر یکی از گازهایی بود که بعنوان گاز جنگی مورد استفاده قرار گرفت.

مواجهه با این گاز نباید از 0.5 ppmفراتر رود ( با میانگین وزنی زمان 8 –40 ساعت در هفته ). مواجهه شدید با مقدار زیاد کلر غلیظ ( اما نه مقدار کشنده) می‌تواند باعث ادم ریه یا آب آوردن آن که وضعیتی بسیار ناگوار است، گردد. تماس دائم با مقادیر کم آن ریه‌ها را ضعیف کرده ، آسیب پذیری ریه‌ها را در برابر بیماری‌های دیگر افزایش می‌دهد. در صورت مخلوط شدن مواد سفید کننده با آمونیاک ، اوره و سایر محصولات شوینده ، احتمال تولید گازهای سمی وجود دارد. این گازها حاوی مخلوطی از گاز کلر و تری‌کلرید نیتروژن هستند؛ بنابراین باید از چنین ترکیبی اجتناب کرد.

روند شیمیائی تولید گاز کلر

کلر را می‌توان از الکترولیز محلول سدیم کلراید ، مانند بورین ، بدست آورد.

الکترولیز سلول جیوه

الکترولیز سلول جیوه ، اولین روش تولید کلر در مقیاس صنعتی بود. آندهای تیتانیوم بالای یک کاتد جیوه مایع قرار می‌گیرد. محلولی از کلرید سدیم بین دو الکترود قرار داده می‌شود. وقتی جریان الکتریکی برقرار می‌شود، کلراید در سمت آندهای تیتانیم آزاد شده ، در همین حال ، سدیم بصورت ملغمه ای در جیوه رسوب می‌کند.

ملغمه را می‌شود با فعال کردن مجددش توسط آب ، به جیوه تبدیل کرد که ایجاد هیدروژن و هیدروکسید سدیم می‌کند. اینها خود ، محصولات جنبی مفیدی هستند. این روش ، مقادیر زیاد انرژی را مصرف می‌کند و در عین حال ، نگرانی‌هایی درباره خروج جیوه به محیط نیز وجود دارد.

الکترولیز سلول دیافراگم

یک صفحه آزبست ، روی شبکه آهنی کاتد قرار می‌گیرد تا از اخلاط مجدد کلرین تشکیل شده در آند و هیدروکسید سدیم تشکیل شده در کاتد جلوگیری نماید. این روش ، از روش سلول جیوه کمتر انرژی مصرف می‌کند، اما هیدروکسید سدیم را به‌سختی می‌توان جمع‌آوری و به ماده ای مفید تبدیل کرد.

الکترولیز سلول پوسته

سلول الکترولیز توسط یک پوسته که به‌عنوان یک تبادل کننده یون عمل می‌کند، به دو قسمت تقسیم می‌شود. محلول کلرید سدیم خیس در سمت آند قرار گرفته ، آب مقطر در سمت کاتد قرار داده می‌شود. این روش ، تقریبا به اندازه سلول دیافراگم به‌صرفه بوده ، باز هم تولید هیدروکسید سدیم بسیار خالص می‌کند.

شناخت محیط رشد:کلر

لزوم کلر برای گیاهان‏ به تازگی مورد تایید قرار گرفته است. اما از آنجا که این عنصر‏ هم در هوا و هم در محلول خاک (Soil solution) وجود دارد به ندرت کمبود آن گزارش می شود کلر برای آزاد کردن اکسیژن به هنگام فتوسنتز لازم است و کمبود کلر باعث پژمردگی گیاه می گردد. در خاک ، یون آن بصورت Clx موجود است که به راحتی قابل استفاده گیاه می باشد. در صورت کمبود می توان از کلرورپتاسیم استفاده کرد.

منبع

• Los

اتصالات خارجی

• http://www.webelements.com/webelements/elements/text/Cl/index.html WebElements.com - Chlorine
• http://environmentalchemistry.com/yogi/periodic/Cl.html EnvironmentalChemistry.com - Chlorine