Chlor – Cl

Chlor (Cl) jest reaktywnym fluorowcem, występującym zwykle w związkach takich jak chlorek sodu. Gazowy chlor pierwiastkowy, jony chlorkowe i dezynfekujące formy chloru w wodzie to odrębne formy chemiczne.

Właściwości chemiczne · Zastosowania i występowanie · Wpływ na zdrowie · Wpływ na środowisko · Woda i jej uzdatnianie

Właściwości chemiczne chloru

Wybrane właściwości chloru
Symbol / liczba atomowa	Cl / 17
Grupa / okres / blok	17 / 3 / p
Przedział standardowej masy atomowej	[35.446, 35.457]
Konfiguracja elektronowa	[Ne] 3s² 3p⁵
Typowa postać pierwiastkowa	Cl₂, żółtozielony gaz
Gęstość gazu (20 °C, 1 bar; obliczona)	2,91 g L⁻¹
Temperatura topnienia	−101,5 °C
Temperatura wrzenia	−34,04 °C
Elektroujemność (skala Paulinga)	3.16
Promień atomowy atomu niezwiązanego	0,175 nm
Pierwsza energia jonizacji	1251,2 kJ mol⁻¹
Izotopy trwałe	³⁵Cl i ³⁷Cl
Pierwsze wyizolowanie	Carl Wilhelm Scheele, 1774
Numer rejestracyjny CAS (Cl₂)	7782-50-5

Masa atomowa jest zgodna z danymi CIAAW. Przedziały odzwierciedlają naturalną zmienność składu izotopowego; nawiasy oznaczają niepewność ostatnich cyfr. Pozostałe właściwości podano według RSC, o ile nie zaznaczono inaczej. Promienie atomowe zależą od przyjętej definicji. Gęstość gazu jest oszacowaniem dla gazu doskonałego w temperaturze 20 °C i przy ciśnieniu 1 bar, obliczonym ze wzoru ρ = pM/RT z użyciem konwencjonalnych mas atomowych; nie jest to gęstość cieczy.

Symbol ostrzegawczy dotyczący gazowego chloru oraz ilustracja żółtozielonego gazu — Ilustracja gazowego chloru; chlor pierwiastkowy jest niebezpieczny.

Właściwości, zastosowania i występowanie

Chlor pierwiastkowy jest żółtozielonym, reaktywnym gazem. Otrzymuje się go głównie z solanki i wykorzystuje do produkcji wielu związków i materiałów, w tym środków dezynfekcyjnych i tworzyw sztucznych. W przyrodzie chlor występuje w związkach takich jak chlorek sodu, a nie jako wolny gaz.

Chlor należy do grupy fluorowców, podobnie jak fluor, brom i jod. Nazwa „chlorek” odnosi się do jonu Cl⁻ oraz jego soli.

Wpływ na zdrowie i bezpieczne obchodzenie się z chlorem

Gazowy chlor ma właściwości żrące i może poważnie uszkodzić płuca, oczy oraz skórę. Stężone preparaty podchlorynowe również są niebezpieczne i należy obchodzić się z nimi zgodnie z zaleceniami na etykietach. Nigdy nie mieszaj wybielacza z kwasami ani produktami zawierającymi amoniak; może dojść do uwolnienia niebezpiecznych gazów.

Jon chlorkowy w wodzie różni się chemicznie od gazowego chloru. W ocenie wpływu na zdrowie i środowisko trzeba określić konkretny związek oraz rodzaj narażenia, zamiast traktować wszystkie substancje zawierające chlor jednakowo.

Chlor w środowisku

Gdy gazowy chlor lub kwas podchlorawy dostaje się do wody, reaguje z innymi substancjami i może przekształcać się w chlorki oraz inne produkty. Jony chlorkowe utrzymują się w wielu wodach naturalnych, a ich wysokie stężenia mogą wpływać na smak, zasolenie i organizmy słodkowodne. Chlorowane związki organiczne mogą powstawać, gdy środki dezynfekcyjne reagują z naturalną materią organiczną; ich powstawanie zależy od jakości wody i warunków uzdatniania.

Chlor w uzdatnianiu wody

Dodanie gazowego chloru lub podchlorynu do wody powoduje powstanie wolnego chloru, głównie w postaci kwasu podchlorawego (HOCl) i jonu podchlorynowego (OCl⁻). Ich wzajemne proporcje zależą od pH. Wolny chlor służy do inaktywacji wielu chorobotwórczych mikroorganizmów i może utrzymywać się jako pozostałość środka dezynfekcyjnego w systemach dystrybucji.

Chloramina jest innym środkiem dezynfekcyjnym, powstającym z chloru i amoniaku. Wybór środka dezynfekcyjnego i sposób prowadzenia procesu zależą od jakości wody surowej, zapotrzebowania na środek dezynfekcyjny, warunków kontaktu, potrzeb systemu dystrybucji oraz wymagań dotyczących produktów ubocznych dezynfekcji. Operatorzy monitorują pozostałość środka dezynfekcyjnego i odpowiednie produkty uboczne zgodnie z obowiązującymi normami; nie istnieje uniwersalna dawka ani wartość docelowa odpowiednia dla każdego systemu.

Po dezynfekcji w niektórych procesach stosuje się węgiel aktywny lub środek redukujący, aby w razie potrzeby usunąć pozostały chlor. Jony chlorkowe nie są usuwane przez dezynfekcję. Więcej informacji na temat dezynfekcji wody można znaleźć na stronie Lenntech.