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Chlor

Verbindungen

Chlor bildet Verbindungen in den Oxidationsstufen –1, +1, +3, +5 und +7. In der Oxidationsstufe –1 liegt es bevorzugt vor, hierzu gehören die Salzsäure und deren Salze (Chloride).

Mit Metallen bildet Chlor stets Salze, die in Kristallgittern kristallisieren. Die positiven Oxidationsstufen werden nur in Fluor- oder Sauerstoff-Verbindungen erreicht.

Mit Nichtmetallen entstehen molekulare Verbindungen, die Reaktion verläuft aufgrund der hohen Reaktivität des Chlors meist sehr heftig, bedarf allerdings in den meisten Fällen einer Aktivierungsenergie zur Spaltung der Cl-Cl-Bindung. Diese kann durch UV-Licht aufgebracht werden.

Natriumchlorid

Abb.1
Salzgewinnung

Natriumchlorid, NaCl, ist die technisch wichtigste Verbindung des Natriums und dient u.a. als Grundlage der Soda-, Chlor-, Ätznatron- und Salzsäureerzeugung. Die Gewinnung erfolgt über den bergmännischen Abbau von Steinsalz, durch Auflösen von Steinsalz unter oder über Tage und Eindampfen der so erhaltenen Sole oder durch Eindunsten von Meerwasser.

Für den Menschen hat Natriumchlorid seit über 100.000 Jahren große Bedeutung. Als Kochsalz, Speisesalz oder einfach "Salz" nimmt Natriumchlorid seit alters her einen wichtigen Platz in der Ernährung des Menschen ein. Es wird zum Würzen von Speisen verwendet, als Geschmacksverstärker und als Konservierungsmittel.

Eis-Kochsalz-Mischungen im Verhältnis 3,5:1 bilden ein bei -21 °C schmelzendes kryohydratisches Gemisch und können somit zur Kälteerzeugung verwendet werden. Natriumchlorid ist in reinem Zustand nicht hygroskopisch, das Feuchtwerden und Verklumpen von Speisesalz an der Luft ist auf Verunreinigungen, wie z.B. Magnesiumsalze zurückzuführen.

Chlorwasserstoff

Chlorwasserstoff bzw. Salzsäure, HCl, ist eine technisch sehr wichtige Säure. Die Weltproduktion von HCl lag 1991 bei 9 Megatonnen.

HCl fällt hauptsächlich als Abfallstoff bei der Chlorierung von organischen Verbindungen an. Alternativ wird Salzsäure durch das Einwirken von konzentrierter Schwefelsäure auf Steinsalz, NaCl, gewonnen. Hochreinen Chlorwasserstoff erhält man aus den Elementen. Die Bildung von HCl aus den Elementen verläuft nach Initiierung sehr heftig und wird auch Chlorknallgas-Reaktion genannt.

HCl ist aufgrund seines polaren Charakters sehr gut wasserlöslich (442 L Gas lösen sich in 1 L Wasser bei 20 °C). HCl liegt dann vollständig dissoziiert als solvatisiertes H+ und Cl vor.

36 %ige Salzsäure (Massenprozent) bezeichnet man als rauchende Salzsäure, ihre Konzentration beträgt 11,9 molL-1 . Konzentrierte Salzsäure (32 %) ist ungefähr 10 molar und hat einen pH-Wert von 1; verdünnte Salzsäure (7 %ig) ist 2 molar.

Salzsäure ist Hauptbestandteil der Magensäure.

Chlordioxid

Von technischer Bedeutung ist Chlordioxid, ClO2. Es wird verdünnt mit CO2 als Oxidationsmittel zum Bleichen (Papier, Cellulose, Mehl) und als geruchsfreies Desinfektionsmittel für Trinkwasser eingesetzt. Es entsteht aus Chlorat durch Reduktion mit SO2 oder HCl.

2NaClO3+ SO2+ H2SO4 2ClO2+ 2NaHSO4

Die Valenzelektronen des Radikals sind gemäß folgender Resonanzstrukturen gleichmäßig über alle drei Atome verteilt:

Abb.2
Chlordioxid

Sauerstoffsäuren

Von den Sauerstoffsäuren des Chlors sind die Hypochlorige Säure als Bleich- und Desinfektionsmittel und die Perchlorsäure von Bedeutung.

Tab.1
Sauerstoffsäuren des Chlors
OxidationszahlFormelNameSalzeRäumliche Struktur des Anions
+1 HClO Hypochlorige Säure Hypochloritelinear
+3 HClO2 Chlorige Säure Chloritegewinkelt
+5 HClO3 Chlorsäure Chloratepyramidal
+7 HClO4 Perchlorsäure Perchloratetetraedrisch

Organische Verbindungen

PVC, Chlorbenzol, Perchlorethylen, Trichlorethylen und Methylenchlorid sind einige der wichtigsten organischen Chlor-Verbindungen. Diese Produkte sind recyclingfähig.

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