Хлор

Најчешће и најуобичајеније једињење хлора, натријум хлорид, познато је још од античких времена. Археолози су нашли доказе да је камена со била кориштена још око 3000 п. н. е, док се вода из сланих бунара користила од 6000. п. н. е.^[6] Тек око 1630. године, хлор у гасовитом стању је открио фламански хемичар и физичар Јан Баптист ван Хелмонт.^[7]

Елементарни хлор први је добио и проучавао шведски хемичар Карл Вилхелм Шеле 1774. па се стога њему приписује откриће хлора.^[8] Он га је назвао дефлогистовани муријатни кисели ваздух, јер је био гасовит (стога назван ваздух), а добио га је из хлороводичне киселине (тада позната као муријатна киселина).^[8] Међутим, он није успео да „унапредити” откривени хлор у хемијски елемент, јер је погрешно мислио да је из хлороводичне киселине заправо добио оксид (погледаје теорију флогистона).^[8] Шеле је новом елементу у овом „оксиду” дао име муријатик (muriaticum).^[8] Иако је размишљао на тај начин, Шеле је изоловао хлор реакцијом MnO₂ (као минерала пиролузита) са HCl:^[7]

4 HCl + MnO₂ → MnCl₂ + 2 H₂O + Cl₂

Шеле је запазио неколико особина хлора: његов избељивачки ефект на лакмус тесту, смртоносно деловање на инсекте, његову жуто-зелену боју и мирис сличан cарскoј води.^[9]

У то време, прихваћена хемијска теорија била је: свака киселина је једињење које садржи кисеоник (и данас се на холандском и немачком језику кисеоник назива: sauerstoff или zuurstof, што би на српком било преведено као кисела супстанца), тако да су бројни хемичари, укључујући Клода Бертолеа, сматрали да је Шилеов дефлогистовани муријатни кисели ваздух комбинација кисеоника и још неоткривеног елемента, муријатика.^[10][11][12]

Године 1809. Жозеф Луј Ге-Лисак и Луј Жак Тернар покушали су да разложе дефлогистовани муријатски кисели ваздух путем његове реакције са угљем да би се тако отпустио елемент муријатик (и угљен диоксид).^[8] Међутим, нису успели те су објавили резултат тог експеримента у којем су разматрали могућност да је дефлогистиовани муријатски кисели ваздух заправо чисти елемент, али нису били убеђени у то.^[13]

Сер Хамфри Дејви је 1810. покушао поново да изведе исти експеримент те је закључио да се ради о хемијском елементу а не о једињењу.^[8] Нови елемент је назвао хлор, изведено из грчке речи χλωρος (хлōрос), што значи зелено-жути.<реф наме="оxyмуриатиц" /> Naziv halogen znači „onaj koji daje so” prvobitno je korišten kao naziv za hlor 1811. године u delu Јохана Саломо Кристофа Швајгера. Ипак, овај појам се касније користио као општији назив којим су се описивали сви елементе из породице хлора (флуор, бром и јод), а након сугестије Јакоба Берцелијуса 1842. године.^[14][15] Године 1823, Мајкл Фарадеј је био први научник који је утечнио хлор,^[16][17][18] те је демонстрирао оно што се тада звало „чврсти хлор” да заправо има структуру хлор хидрата (Cl₂·H₂O).^[7]

Гасовити хлор први је употребио француски хемичар Клод Луј Бертоле за избељивање текстила 1785. године.^[19][20] Модерна средства за избељивање су резултат Бертолових даљих радова, у којима је први произвео натријум хипохлорит 1789. у својој лабораторији у кварту Жавел (данас део Париза, Француска) тако што је пропуштао хлорни гас кроз раствор натријум карбоната. Настала течност, названа Eau de Javel („жавељска вода”), била је слаби раствор натријум хипохлорита. Међутим, овај процес није био ефикасан, те су се тражиле методе за алтернативну производњу. Шкотски хемичар и индустријалац Чарлс Тенант први је добио раствор калцијум хипохлорита („хлорирани кречњак”), а након тога и чврсти калцијум хипохлорит (прашкасти избељивач).^[19] Ова једињења су отпуштала врло мале количине елементарног хлора па су се могле многа лакше и ефикасније транспортовати за разлику од натријум хипохлорита, који је остајао као разблажени раствор јер када би се прочистио ради уклањања воде из њега, постао би врло опасно и нестабилно оксидативно средство. На крају 19. века, Е. С. Смит је патентирао метод производње натријум хипохлорита који укључује електролизу слане воде чиме се добија натријум хидроксид и гасовити хлор, који се затим меша дајући натријум хипохлорит.^[21] Овај процес је познат као хлоралкални процес, који је први пут 1892. начињен у индустријским количинама, а данас је извор готово целокупној количини произведеног елементарног хлора и производњи натријум хидроксида (док је повезана реакција електролизе на ниским температурама, Хукеров процес, данас „одговоран” за производњу избељивача и натријум хипохлорита).

Раствори елементарног хлора се растварају у хемијски алкалној води (натријум и калцијум хипохлорит) почели су се први пут користити као средства за дезинфекцију и за заштиту од труљења током 1820-их у Француској, много пре настанка герминативне теорије болести. За овај рад је највише заслужан Антоан-Гермејн Лабарак, који је прилагодио Бертолетову жавечску воду за избељивање и друге препарате од хлора у ову сврху. Од тада елементарни хлор без престанка служи у антисептичке сврхе (попут раствора за третирање рана и слично) као и у сврху јавне санитације (нарочито прочишћавање воде у купаћим базенима и воде за пиће).

Године 1826. сребро хлорид се кориштено за добијање прве фотографске слике.^[22] Хлороформ је 1847. био први анестетик.^[22] Поливинил хлорид (ПВЦ) је осмишљен 1912. године, а првобитно није имао никакву сврху нити употребу.^[22]

Гасовити хлор је први пут употребила немачка војска као оружје 22. апила 1915. године код Ипраа у Првом светском рату,^[23][24] а резултати употребе овог оружја били су ужасни, јер се тада гас-маске нису делиле војницима, а постојеће се се врло споро и незграпно стављале на главу.

Чист хлор се јавља у виду двоатомских молекула Cl₂. У једињењима се јавља са оксидационим бројем од -1 do +7.Хлор се добро раствара у води и гради хлорну воду(смеша хлороводоничне и хипохлорасте киселине), која због насцентног кисеоника(насталог распадањем нестабилне хипохлорасте киселине,HClO) има антибактерицидно дејство, а служи и за бељење органских боја.

Хлор је хемијски веома реактиван елемент. У присуству пригушене сунчеве светлости једини се са водоником градећи хлороводоник. Та реакција тече муњевитом брзином и спада у слободнорадикалске реакције. У пуној сунчевој светлости ова реакција се одиграва експлозивно. Хлор непосредно реагује са већином елемената и у тим реакцијама настају углавном хлориди. У једном литру воде температуре 10 °C раствара се 3,10 литара хлора док при температури од 30 °C само1,77 литара. Са водом реагује брзо градећи хлороводоник и перхлорну киселину (HClO). Са кисеоником гради 5 различитих оксида. Хлор гради неколико киселина и одговарајуће соли:

• хлороводоничну (сону) киселину и хлориде као соли
• хипохлорасту киселину и соли хипохлорите
• хлорасту киселину и соли хлорите
• хлорну киселину и соли хлорате
• перхлорну киселину и соли перхлорате

У лабораторијама хлор се може добити оксидовањем хлороводоничне киселине јаким оксидационим средствима MnO₂:MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O.Индустријски, хлор се производи електролизом раствора(ређе растопа) натријум-хлорида. При томе се користе инертне угљеничне електроде. После производње гасовити хлор подлеже процесу ликвеакције (утечњавања) јер је у том облику погодан за транспорт.Интересантно је то да „суви“ хлор (без присуства влаге) не реагује са гвожђем из челика те се због тога транспорт врши у челичним боцама.Хлор је изузетно отрован гас карактеристичног оштрог мириса.

Хлор се користи за дезинфекцију воде, за дезинфекцију и избељивање папира и тканина. Коришћен је као бојни отров за време Првог светског рата, али је замењен практичнијим средствима.

Хлор се доста користи за израду продуката који се користе у свакодневници — боје, намирнице, инсектициди, пластичних маса, нафтних продуката, лекова, растварача и бојних отрова.Хлор се користи и за добијање хлорног креча и брома.

Органска хемија је такође подручје на коме се примењује хлор. Користи се као оксиданс, а и као замена за атом водоника у органским једињењима.

Употреба хлора за бељење индустријске целулозе, лана, памука и дезинфекцију воде заснива се на његовом оксидационом дејству.

Хлор је откривен 1774. од Шелеа (Carl Wilhelm Scheele) реакцијом: MnO₂ + HCl за коју је погрешно мислио да је добио гас који садржи кисеоник. Име овом елементу је 1810. године дао Хамфри Дејви, који је утврдио да је супстанција коју је Шеле открио елемент а не неко једињење у гасовитом облику.Хлор су први пут употребили Немци 22. априла 1915. године као бојни отров против Француза. То је означило почетак хемијског рата.

У природи хлор је заступљен у облику јона Cl^-, који је главни анјон у океанима (јони хлора чине 1,9% масе свих океана). Још већа концентрација хлорових јона је у сланим језерима (уМртвом Мору око 21%).

Већина хлорида је растворљива у води зато веће количине се могу наћи само у сувим пределима или у подземним лежиштима соли.

Међу неорганским једињењима хлора налазе се хлориди и хлорити. У органска једињења спадају хлороаминати, хлориди хидроксида угљеника и тетрахлориди угљеника.

Гасовити хлор надражује систем за дисање и слузне жлезде, у већим количинама изазива смрт. У ваздуху се може осетити већ у количини од 3.5 ppm, али опасна концентрација је тек преко 1000 ppm. Због тих особина је коришћен као бојни отров у Првом светском рату. Да би се неутралисао удишу се паре етанола, или разблаженог раствора амонијака.

• Једињења хлора

Хлор на Викимедијиној остави.

• Chlorine at The Periodic Table of Videos (University of Nottingham)
• Agency for Toxic Substances and Disease Registry: Chlorine
• Electrolytic production
• Production and liquefaction of chlorine
• Chlorine Production Using Mercury, Environmental Considerations and Alternatives
• National Pollutant Inventory – Chlorine
• National Institute for Occupational Safety and Health – Chlorine Page
• Chlorine Institute Архивирано на сајту Wayback Machine (27. август 2012) – Trade association representing the chlorine industry
• Chlorine Online – the web portal of Eurochlor – the business association of the European chlor-alkali industry
• „Chlorine”. Encyclopædia Britannica (на језику: енглески). 6 (11 изд.). 1911. стр. 254—56.