Klor, VIIA grubunda bulunan hafif, keskin kokulu, yeşilimsi sarı renkli, tahriş edici ve zehirleyici bir gaz. Havadan 2,5 kat ağır olan klor ilk zamanlar bir bileşik olarak kabul ediliyordu. Klor ilk olarak 1774 yılında Carl Wilhelm Scheele tarafından keşfedildi. 1810 yılında ise bugünkü ismi Humphry Davy tarafından verildi.
Özellikleri
Boğucu kokulu, yeşilimsi sarı renkli gazdır. Periyodik çizelgenin 17. grubunda kendisi gibi halojenlerle birlikte yer alan klorun simgesi Cl, atom numarası 17, atom ağırlığı 35,453'tür. Havadan yaklaşık 2,5 kat ağırdır; suda az çözünür (bir litre suda 2-3 litre klor); "Klor suyu" adı verilen bu çözelti, altını bile etkileyecek güçte bir yükseltgeyicidir.
-34 °C sıcaklığa kadar soğutulduğu ya da sıkıştırıldığı zaman kolayca sıvılaşan klor, flor, brom, iyot ve astatinle halojenler grubunu oluşturur; halojenlerin son yörüngelerinde yedi elektron vardır ve öbür maddelerden sekizinci bir elektron alma eğilimi gösterirler.
Mangandioksit, sodyum klorür ve sülfürik asitin tepkimeye girmesi sonucu klor açığa çıkar ve bu tepkime laboratuvarda klor elde etmek için kullanılabilir. Sanayi de ise klor, mutfak tuzunun (sodyum klorür) elektrolizi yoluyla üretilir ve yan ürün olarak hidrojen gazı ve sodyum hidroksit açığa çıkar.
Klor, aşağı yukarı bütün metalleri etkiler. İnce bir demir çubuk ısıtılıp, içinde az miktarda su olan bir klor tüpüne daldırıldığında, akkor hale gelerek, kahverengi demir klorür dumanları yayar. Tepkime sırasında sıcaklık aşırı yükseldiğinden, demir eriyerek akar; ama tüpün dibindeki su, erimiş demirin cama değerek kırmasını önler. Bakır, alüminyum, kalay, kurşun ve gümüş de klorla tepkimeye girer. Bir klor tüpüne bir miktar cıva dökülürse, hemen cıva klorür oluşarak billurlaşır ve tüp çeperine yapışır. Altın ve platine sıcakta klor gazı, soğuktaysa klor suyu etki ederek, çözünmelerine yol açar.
Klor, ametallerle de etkileşir. Söz gelimi, beyaz fosfor klora dokunduğunda erimeye başlar ve tutuşarak beyaz renkte fosfor klorür dumanları verir. Kırmızı fosforsa, klorla sıcakta tepkimeye girer. Hidrojen ve klor karışımı güneşe tutulursa, patlayarak hidroklorik aside dönüşür. Klor, kükürt iyot ve broma etki edebilir; ama bütün ametallerle, söz gelimi karbonla etkileşmez. Bu yüzden karbon, sodyum klorürün hidrolizinde anot olarak kullanılır.
Klorun bileşiklere etkisi
Brom ve iyottan daha güçlü bir yükseltgeyici olması nedeniyle klor, bu maddelerin bileşikleriyle karşılaştığında onların yerini alır: Söz gelimi bromhidrik ya da hidroiyodik asit şişesi üstüne klor şişesi kapatılırsa, kırmızı renkte brom buharları ya da mor iyot buharları açığa çıkar; bu durumda klor, brom ve iyodun yerini almıştır. Klor suya etki ederek yükseltgeyici özellikleri bulunan klor suyunu oluşturur. Sodyum karbonatla etkileştiğinde, sodyum hipoklorit ortaya çıkar.
Hidrokarbonlar, klor ile tepkimeye sokulursa bir yer değiştirme tepkimesi gerçekleşir ve her adımda bir mol HCl vermek üzere hidrokarbondaki hidrojenler klor ile yer değiştirir. Bu oluşan bileşikler, klor miktarı arttıkça daha az yanıcı ve daha fazla yoğun olur.
Üretimi ve Kullanımı
Klor sanayide çoğunlukla doymuş tuz çözeltisinin elektrolizi yoluyla üretilir. Kimi zaman da erimiş sodyum klorürden elde edilir. Klor ve bileşikleri kâğıt ve dokuma sanayinde ağartma işlemlerinde ve kent içme sularının dezenfekte edilmesinde kullanılır. Ayrıca evlerde kullanılan ağartıcıların, mikrop öldürücülerin, çok sayıda organik ve inorganik maddelerin üretilmesinde yararlanılır. Klorlu eriticilerden, plastik maddelerin, eiastomerlerin (yapay kauçuk) üretiminde yararlanılır.
Doğada klor
Doğada klor serbest halde bulunmaz ama bol miktarda HCl (hidroklorik asit) içeren volkanik gazlarda serbest klora rastlanmıştır. Klorür iyonu Hazar denizi, Lut gölü, Utah'daki Büyük tuz gölü gibi iç denizlerin ve okyanus sularının başlıca eksi yüklü iyonudur. Ayrıca örneğin sodyumla birleşmiş halde halit (kayatuzu) biçimde evaporit minerallerinde yer alır. Klor üstün yapılı hayvanların vücut sıvılarında iyon halde, mide sindirim sıvılarında ise hidroklorik asit yer alır.
Etkileri
Klor, ilk defa I. Dünya Savaşı'nda Almanya tarafından kimyasal silah olarak kullanılmıştır. Berlin'de açılan bir kimya enstitüsünde üretilmiştir. Klor gazı suyla temas ettiğinde hidroklorik asit ve hipoklorik asit oluşturan bir tepkime gerçekleşir. Bu nedenle göz ve akciğerler gibi vücudun nemli bölgelerini tahriş eder, solunum güçlüğüne, boğazda daralmaya ve akciğer ödemine sebep olur. Litre başına 2,5 miligram klor içeren hava birkaç dakika solunursa ölüme neden olabilir.
Yükseltgenme durumu
| Yükseltgenme durumu |
İsim | Formül | Bileşikler |
|---|---|---|---|
| −1 | klorür | Cl− | iyonik klor, organik klor, |
| 0 | klor | Cl2 | |
| +1 | hipoklorit | ClO− | sodyum hipoklorit, kalsiyum hipoklorit |
| +3 | klorit | ClO2− | sodyum klorit |
| +5 | klorat | ClO3− | sodyum klorat, potasyum klorat, klorik asit |
| +7 | perklorat | ClO4− | potasyum perklorat, perklorik asit, organik perklorat, amonyum perklorat, magnezyum perklorat |
Bunun yanında doğrudan olmayan yollarla birleşimden:
- Cl2O Diklor monoksit
- ClO2 Klor dioksit
- Cl2O6 Diklor heksoksit
- Cl2O7 Diklor heptoksit
Klor oksitlerin hepsi çok kararsız ve tepkileri çok yüksektir.
