Klor je predstavnik halogenih elemenata i u prirodi, zbog svoje reaktivnosti, dolazi isključivo u spojevima. Najrasprostranjeniji je element 17. skupine u prirodi. Otkrio ga je C. W. Scheele, 1774. g. Nalazi se najčešće u kloridima alkalijskih i zemnoalkalijskih metala kojih ima u morskoj vodi, isušenim slanim jezerima i podzemnim nalazištima. Najpoznatiji mineral klora je halit (NaCl).
Elektronska konfiguracija klora je [Ne] 3s2 3p5. U spojevima s metalima oksidacijski broj klora je –I. Smjesa klora i vodika je eksplozivna (klorni praskavac) i stvara klorovodik.
Pozorno proučite model molekule klora i zaključite o građi i označivanju ove elementarne tvari.
Pozorno pogledajte videozapis Klor i saznajte više o svojstvima i uporabi ovoga elementa.
Klor
Svojstva klora
- tt = –101,50 °C; tv = –34,04 °C
- zelenožuti plin
- oštrog bockajućeg mirisa, nagriza sluznice očiju i dišnih putova
- 2,5 puta teži od zraka
- vrlo otrovan
- sredstvo za izbjeljivanje i dezinfekciju
Dobivanje klora
1. Reakcijom kalijeva permanganata i koncentrirane klorovodične kiseline:
[latex]2KMnO_4(s)+16HCl(konc.)\longrightarrow5Cl_2(g)+2MnCl_2(aq)+2KCl(aq)+8H_2O(l)[/latex]
2. Elektrolizom taline (a) ili vodene otopine (b) natrijeva klorida:
a) 2NaCl(s)[latex]\stackrel{\triangle}{\longrightarrow}[/latex]2Na+(l) + 2Cl–(l)
K(–): 2Na+ + 2e–[latex]\longrightarrow[/latex] 2Na
A(+): 2Cl–[latex]\longrightarrow[/latex] Cl2 + 2e–
_________________________________________
2Na+ + 2Cl–[latex]\longrightarrow[/latex] 2Na + Cl2
b) 2NaCl(s) [latex]\stackrel{H_2O}{\longrightarrow}[/latex] 2Na+(aq) + 2Cl–(aq)
K(–) 2H2O + 2e– [latex]\longrightarrow[/latex] H2 + 2OH–
A(+): 2Cl– [latex]\longrightarrow[/latex] Cl2 + 2e–
_________________________________________
2H2O + 2Cl– [latex]\longrightarrow[/latex] H2 + Cl2 + 2OH–
2Na+ + 2Cl– + 2H2O [latex]\longrightarrow[/latex] H2 + Cl2 + 2Na+ + 2OH–
Klorovodik
Klorovodik, HCl (g), je bezbojan plin oštroga mirisa, otrovan i lako zapaljiv, u dodiru s vlažnim zrakom se dimi.
Dobivanje klorovodika
1) sintezom iz elemenata:
[latex]H_2\left(g\right)+Cl_2\left(g\right)\longrightarrow 2HCl\left(g\right)[/latex]
2) reakcijom natrijeva klorida i koncentrirane sumporne kiseline:
[latex]NaCl(s)+H_2SO_4(konc.)\longrightarrow HCl(g)+NaHCO_3[/latex]
Dokazivanje klorovodika: navlaženi plavi lakmus papir pocrveni.
Klorovodik reagira s vodom pri čemu nastaje jaka klorovodična kiselina, HCl (aq). U koncentriranoj klorovodičnoj kiselini maseni udio klorovodika je 36 %.
[latex]HCl\left(g\right)+H_2O\left(l\right)\longrightarrow H_3O^+\left(aq\right)+Cl^–\left(aq\right)[/latex]
U želučanom soku zdravog čovjeka maseni udio klorovodične kiseline je od 0,3 do 0,4 %. Ona ima važnu ulogu u razgradnji hrane. Soli klorovodične kiseline nazivaju se kloridi. Kloridne ione dokazujemo s vodenom otopinom srebrova nitrata. Bijeli sirasti talog srebrova klorida je dokaz njihove prisutnosti.
[latex]Ag^+(aq)+Cl^-(aq)\longrightarrow AgCl(s)[/latex]
Klorna voda
Klorna voda nastaje otapanjem klora u vodi i djelomičnom reakcijom s vodom, pri čemu se klor disproporcionira i tvori klorovodičnu HCl i hipoklorastu kiselinu HClO.
Hipoklorasta kiselina je slaba i nestabilna stoga se brzo razlaže na klorovodičnu kiselinu i nascentni (atomarni) kisik. Klor iz klorne vode može oksidirati bromidne i jodidne ione, dok brom može oksidirati samo jodidne ione.
[latex]Cl_2(g)+H_2O(l)\longrightarrow HCl(aq)+HClO(aq)[/latex]
[latex]HClO(aq)\longrightarrow HCl(aq)+O(g)[/latex] nascentni kisik
[latex]Cl_2(aq)+2KBr(aq)\longrightarrow Br_2(aq)+2KCl(aq)[/latex]
Oksokiseline
Oksokiseline u svom sastavu osim vodika i klora sadrže i kisik. Perklorna kiselina je najjača poznata kisleina.