كلور

يجب ألا يـُخلـَط بينها وبين كلوريد, كولين, or كلورين.

هذا المقال هو عن العنصر الكيميائي. إذا كنت تريد الاستخدامات الأخرى، انظر كلور (توضيح).

"Cl" و "Cl2" يـُحوّلا إلى هنا. للاستخدامات الأخرى, انظر (توضيح).

الكبريت → chlorine ← أرگون ف ↑ Cl ↓ بر 17Cl الجدول الدوري
المظهر
غاز أصفر شاحب مائل للإخضرار
الخصائص العامة
الاسم، الرمز، الرقم	chlorine, Cl, 17
النطق	/ˈklɔːriːn/ KLOR-een
تصنيف العنصر	الهالوجين
المجموعة، الدورة، المستوى الفرعي	17, 3, p
الوزن الذري القياسي	35.453(2)
التوزيع الإلكتروني	[Ne] 3s2 3p5 2, 8, 7
الخصائص الطبيعية
الطور	gas
الكثافة	(0 °س، 101.325 ك‌پا) 3.2 g/L
الكثافة السائلة عند ن.غ.	1.5625 گ·سم−3
نقطة الانصهار	171.6 ك, -101.5 °C, -150.7 °F
نقطة الغليان	239.11 ك, -34.04 °س, -29.27 °ف
النقطة الحرجة	416.9 ك، 7.991 م‌پا
حرارة الانصهار	(Cl2) 6.406 ك‌ج·مول−1
حرارة التبخر	(Cl2) 20.41 ك‌ج·مول−1
السعة الحرارية المولية	(Cl2) 33.949 ج·مول−1·ك−1
ضغط البخار
پ (پا) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 128 139 153 170 197 239
الخصائص الذرية
حالات الأكسدة	7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1 (strongly acidic oxide)
سالبية كهربية	3.16 (مقياس پولنگ)
طاقات التأين (المزيد)	الأولى: 1251.2 ك‌ج·مول−1
	الثانية: 2298 ك‌ج·مول−1
	الثالثة: 3822 ك‌ج·مول−1
نصف قطر تساهمي	102±4 pm
نصف قطر ڤان در ڤالز	175 pm
متفرقات
البنية البلورية	orthorhombic
الترتيب المغناطيسي	diamagnetic
المقاومية الكهربائية	(20 °C) > 10 Ω·m
ناقلية حرارية	8.9×10-3  W·m−1·K−1
سرعة الصوت	(gas, 0 °C) 206 م·ث−1
رقم تسجيل كاس	7782-50-5
أكثر النظائر استقراراً
المقالة الرئيسية: نظائر chlorine
نظ ت.ط. عمر النصف DM DE (م‌إڤ) DP 35Cl 75.77% Cl يكون ثابت وله 18 نيوترون 36Cl trace 3.01×105 y β− 0.709 36Ar ε - 36S 37Cl 24.23% Cl يكون ثابت وله 20 نيوترون

الكلور Chlorine (من الأصل اليوناني "كلاروس" Χλώριο والذي يعني الأخضر الشاحب)، هو عنصر كيميائي له العدد الذري 17، والرمز Cl. وهو من الهالوجينات ويوجد في المجموعة 17 في الجدول الدوري للعناصر. ونظرا لأنه جزء من ملح الطعام ومركبات أخرى، فإنه متوفر طبيعيا، وهام لمعظم أشكال الحياة، بما فيها الجسم البشري. وغاز الكلور أصفر مخضر، وهو ذو خواص لا معدنية، وهو أقل كثافة من الهواء بمرة ونصف، وله رائحة كريهة، كما أنه سام للغاية. وهو عامل مؤكسد قوي، مبيض (للأقمشة وما إلى ذلك)، كما أنه عامل مطهر.

Chlorine played an important role in the experiments conducted by medieval alchemists, which commonly involved the heating of chloride salts like ammonium chloride (sal ammoniac) and sodium chloride (table salt), producing various chemical substances containing chlorine such as hydrogen chloride, mercury(II) chloride (corrosive sublimate), and aqua regia. However, the nature of free chlorine gas as a separate substance was only recognised around 1630 by Jan Baptist van Helmont. Carl Wilhelm Scheele wrote a description of chlorine gas in 1774, supposing it to be an oxide of a new element. In 1809, chemists suggested that the gas might be a pure element, and this was confirmed by Sir Humphry Davy in 1810, who named it after the Ancient Greek χλωρός (khlōrós, "pale green") because of its colour.

Because of its great reactivity, all chlorine in the Earth's crust is in the form of ionic chloride compounds, which includes table salt. It is the second-most abundant halogen (after fluorine) and 20th most abundant element in Earth's crust. These crystal deposits are nevertheless dwarfed by the huge reserves of chloride in seawater.

Elemental chlorine is commercially produced from brine by electrolysis, predominantly in the chloralkali process. The high oxidising potential of elemental chlorine led to the development of commercial bleaches and disinfectants, and a reagent for many processes in the chemical industry. Chlorine is used in the manufacture of a wide range of consumer products, about two-thirds of them organic chemicals such as polyvinyl chloride (PVC), many intermediates for the production of plastics, and other end products which do not contain the element. As a common disinfectant, elemental chlorine and chlorine-generating compounds are used more directly in swimming pools to keep them sanitary. Elemental chlorine at high concentration is extremely dangerous, and poisonous to most living organisms. As a chemical warfare agent, chlorine was first used in World War I as a poison gas weapon.

In the form of chloride ions, chlorine is necessary to all known species of life. Other types of chlorine compounds are rare in living organisms, and artificially produced chlorinated organics range from inert to toxic. In the upper atmosphere, chlorine-containing organic molecules such as chlorofluorocarbons have been implicated in ozone depletion. Small quantities of elemental chlorine are generated by oxidation of chloride ions in neutrophils as part of an immune system response against bacteria.

 التاريخ

The most common compound of chlorine, sodium chloride, has been known since ancient times; archaeologists have found evidence that rock salt was used as early as 3000 BC and brine as early as 6000 BC.

 الاكتشافات المبكرة

Around 900, the authors of the Arabic writings attributed to Jabir ibn Hayyan (Latin: Geber) and the Persian physician and alchemist Abu Bakr al-Razi (ح. 865–925, Latin: Rhazes) were experimenting with sal ammoniac (ammonium chloride), which when it was distilled together with vitriol (hydrated sulfates of various metals) produced hydrogen chloride. However, it appears that in these early experiments with chloride salts, the gaseous products were discarded, and hydrogen chloride may have been produced many times before it was discovered that it can be put to chemical use. One of the first such uses was the synthesis of mercury(II) chloride (corrosive sublimate), whose production from the heating of mercury either with alum and ammonium chloride or with vitriol and sodium chloride was first described in the De aluminibus et salibus ("On Alums and Salts", an eleventh- or twelfth century Arabic text falsely attributed to Abu Bakr al-Razi and translated into Latin in the second half of the twelfth century by Gerard of Cremona, 1144–1187). Another important development was the discovery by pseudo-Geber (in the De inventione veritatis, "On the Discovery of Truth", after c. 1300) that by adding ammonium chloride to nitric acid, a strong solvent capable of dissolving gold (i.e., aqua regia) could be produced. Although aqua regia is an unstable mixture that continually gives off fumes containing free chlorine gas, this chlorine gas appears to have been ignored until c. 1630, when its nature as a separate gaseous substance was recognised by the Brabantian chemist and physician Jan Baptist van Helmont.

 العزل

Carl Wilhelm Scheele, discoverer of chlorine

The element was first studied in detail in 1774 by Swedish chemist Carl Wilhelm Scheele, and he is credited with the discovery. Scheele produced chlorine by reacting MnO
2 (as the mineral pyrolusite) with HCl:

4 HCl + MnO
2 → MnCl
2 + 2 H
2O + Cl
2

Scheele observed several of the properties of chlorine: the bleaching effect on litmus, the deadly effect on insects, the yellow-green colour, and the smell similar to aqua regia. He called it "dephlogisticated muriatic acid air" since it is a gas (then called "airs") and it came from hydrochloric acid (then known as "muriatic acid"). He failed to establish chlorine as an element.

Common chemical theory at that time held that an acid is a compound that contains oxygen (the element's name is from the Greek roots oxys ("acid") and -genēs ("producer", literally 'begetter'), so a number of chemists, including Claude Berthollet, suggested that Scheele's dephlogisticated muriatic acid air must be a combination of oxygen and the yet undiscovered element, muriaticum.

In 1809, Joseph Louis Gay-Lussac and Louis-Jacques Thénard tried to decompose dephlogisticated muriatic acid air by reacting it with charcoal to release the free element muriaticum (and carbon dioxide). They did not succeed and published a report in which they considered the possibility that dephlogisticated muriatic acid air is an element, but were not convinced.

In 1810, Sir Humphry Davy tried the same experiment again, and concluded that the substance was an element, and not a compound. He announced his results to the Royal Society on 15 November that year. At that time, he named this new element "chlorine", from the Greek word χλωρος (chlōros, "green-yellow"), in reference to its colour. The name "halogen", meaning "salt producer", was originally used for chlorine in 1811 by Johann Salomo Christoph Schweigger. This term was later used as a generic term to describe all the elements in the chlorine family (fluorine, bromine, iodine), after a suggestion by Jöns Jakob Berzelius in 1826. In 1823, Michael Faraday liquefied chlorine for the first time, and demonstrated that what was then known as "solid chlorine" had a structure of chlorine hydrate (Cl
2·H
2O).

 الاستخدامات اللاحقة

Chlorine gas was first used by French chemist Claude Berthollet to bleach textiles in 1785. Modern bleaches resulted from further work by Berthollet, who first produced sodium hypochlorite in 1789 in his laboratory in the town of Javel (now part of Paris, France), by passing chlorine gas through a solution of sodium carbonate. The resulting liquid, known as "Eau de Javel" ("Javel water"), was a weak solution of sodium hypochlorite. This process was not very efficient, and alternative production methods were sought. Scottish chemist and industrialist Charles Tennant first produced a solution of calcium hypochlorite ("chlorinated lime"), then solid calcium hypochlorite (bleaching powder). These compounds produced low levels of elemental chlorine and could be more efficiently transported than sodium hypochlorite, which remained as dilute solutions because when purified to eliminate water, it became a dangerously powerful and unstable oxidiser. Near the end of the nineteenth century, E. S. Smith patented a method of sodium hypochlorite production involving electrolysis of brine to produce sodium hydroxide and chlorine gas, which then mixed to form sodium hypochlorite. This is known as the chloralkali process, first introduced on an industrial scale in 1892, and now the source of most elemental chlorine and sodium hydroxide. In 1884, the Chemische Fabrik Griesheim in Germany developed another chloralkali process which entered commercial production in 1888.

Elemental chlorine solutions dissolved in chemically basic water (sodium and calcium hypochlorite) were first used as anti-putrefaction agents and disinfectants in the 1820s, in France, long before the establishment of the germ theory of disease. This practice was pioneered by Antoine-Germain Labarraque, who adapted Berthollet's "Javel water" bleach and other chlorine preparations. Elemental chlorine has since served a continuous function in topical antisepsis (wound irrigation solutions and the like) and public sanitation, particularly in swimming and drinking water.

Chlorine gas was first used as a weapon on 22 April 1915 at the Second Battle of Ypres by the German Army. The effect on the Allied forces was devastating because the existing gas masks were difficult to deploy and had not been broadly distributed.

 الخصائص

Solid chlorine at −150 °C

Chlorine, liquefied under a pressure of 7.4 bar at room temperature, displayed in a quartz ampule embedded in acrylic glass

Gaseous chlorine stored inside a spherical container.

 الخصائص الفيزيائية

الكلور المسار تحت ضغط 7.4 في درجة حرارة الغرفة، displayed in a quartz ampule embedded in acrylic glass.

الكلور في حالته العنصرية النقية، غاز أصفر مخضر ثنائي الذرة Cl₂.

للكلور البنية الإلكترونية الآتية [Ne] 3S23P5، وتدل [Ne] على البنية الإلكترونية للغاز الخامل النيون، كهرسلبية الكلور (وفق مقياس بولينغ) 3، نقطة انصهاره - 101 ْس، درجة غليانه - 43 ْس، طاقة تأينه 1251 كيلوجول/مول، الإلفة الإلكترونية 388 كيلوجول/مول، نصف القطر الذري (بيكومتر) 99، كمونه النظامي (x2/x) يساوي 1.36 فلط.

يستعمل في كيمياويات عضوية كثيرة، مثال ذلك كلوريد البولي فينيل، بولي كلوريثين. ولمحاليل الكلور أو المسحوق القاصر استعمالات منـزلية عديدة كما تستعمل في صنع المواد القاصرة التجارية. وتعالج مياه الشرب بالكلور لقتل البكتيريا]]. وهو أول غاز سام استعمل في الحرب العالمية الأولى]]، كما اصطنع منه غاز الخردل السام ClCH2CH2SCH2CH2Cl الذي استعمل للغرض نفسه. ويستعمل في تحضير مبيدات الحشرات مثل D.D.T، كما يدخل في تركيب كثير من المركبات الطبية مثل الكلورال CCl3CHO والكلوروفورم CH3Cl.

 الخصائص الكيميائية

وهذا العنصر من سلسلة الهالوجينات المكونة للأملاح، ويتم استخلاص الكلور عن طريق الأكسدة وأيضا بطريقة التحليل الكهربي الشائعة. ويتفاعل الكلور بسرعة تقريبا مع كل العناصر الأخرى. وفي درجة 10° C فإن لتر من الماء يمكن أن يذاب فيه 3.1 لتر من الكلور وفي درجة 30° C يمكن إذابة 1.77 لتر فقط.

حمض الكلور (I) ذو خواص حمضية ضعيفة ولا يوجد إلا في محلوله المائي ويتفكك ببطء مطلقاً الأكسجين. وهو مؤكسد قوي. أما محلول الكلور في محلول قلوي - مثل ماءات الصوديوم أو ماءات البوتاسيوم - فيحوي هيبوكلوريت الصوديوم NaOCl.

يؤكسد محلول الهيبوكلوريت الصباغات العضوية ويزيل ألوانها، ويؤكسد المواد العضوية التي تلون عجينة الورق والخيوط النباتية، فيستعمل لقصر هذه المواد وجعلها بيضاء ناصعة. ولا يمكن استعماله في قصر الأنسجة الصوفية والحريرية لأنه يخربها.

يستعمل المسحوق القاصر bleaching powder صناعياً لتحضير محلول هيبوكلوريت للقصر، ويحضر هذا المسحوق وصيغته Ca(OCl)Cl بتفاعل الكلور مع الكلس المطفأ Ca(OH)2. ويعطي عند حله بالماء تحت كلوريت (هيبو كلوريت) الكالسيوم وكلوريد الكالسيوم.

يشتعل الهدروجين في جو من الكلور وينتج من ذلك كلوريد الهدروجين HCl. ويؤدي شره الكلور إلى الهدروجين إلى تخليص مركباته مثل التربنتين C10H18 ليكوّن HCl وكربون.

لا ينقل كلوريد الهدروجين التيار الكهربائي سواء كان في حالته الغازية أم السائلة، ويعود ذلك إلى أن الرابطة H−Cl مشتركة أكثر منها أيونية. محلوله في الماء ذو خواص حمضية واضحة ويتأين في المحلول حسب المعادلة الآتية:

 الحلمأة

ينحل الكلور في الماء ويتفاعل معه مكوناً حمض كلور الماء HCl وحمض الكلور HOCl (I) الذي كان يسمى حمض تحت الكلوري:

 مركبات الكلور

See also: تصنيف:مركبات الكلورد.

مركبات الكلور تتضمن الكلوريد، الهيبوكلوريتات، الكلوريتات، البيركلورات، كلورامينات.

الأكسدة الحالة	الاسم	المعادلة	المركبات
−1	chlorides	Cl−	ionic chlorides, organic chlorides, hydrochloric acid
0	chlorine	Cl2	elemental chlorine
+1	hypochlorites	ClO−	sodium hypochlorite, calcium hypochlorite
+3	chlorites	ClO−2	sodium chlorite
+4	chlorine(IV)	ClO 2	chlorine dioxide
+5	chlorates	ClO−3	sodium chlorate, potassium chlorate, chloric acid
+7	perchlorates	ClO−4	perchloric acid, perchlorate salts such as magnesium perchlorate, dichlorine heptoxide

بتسخين محلول هيبو كلوريت الصوديوم يحصل أكسدة وإرجاع ذاتيان ويتكوَّن أيون الكلورات فيه الكلور بدرجة أكسدة +5، وأيون كلوريد بدرجة أكسدة -1.

وأيون الكلورات مؤكسد قوي مثل الهيبوكلوريت، والحمض الذي ينتج منه حمض الكلور (V)، حمض قوي ولا يوجد إلا في المحلول ولا يمكن عزله، وتؤدي محاولة تكثيف محلوله إلى انفجار شديد وتكوّن غاز ثنائي أكسيد الكلور ClO2. ويتفكك ClO2 الناتج بانفجار متحولاً إلى كلور وأكسجين.

كلورات البوتاسيوم KClO3 من أهم أملاح حمض الكلور، وهي تنحل جيداً بالماء الساخن، لكن انحلالها بالماء البارد محدود. وهي تتفكك بدرجة معتدلة من الحرارة:

ويقوم ثنائي أكسيد المنجنيز MnO2 بدور وسيط (حفّاز) لتسريع هذا التفاعل. كما يمكن أن يتفكك بالحرارة ومن دون وسيط معطياً فوق الكلورات:

فوق الكلورات مؤكسد قوي تبلغ درجة أكسدة الكلور فيه +7.

أما مع المركبات العضوية، فيتفاعل الكلور بطريقتين. الأولى الإبدال إذ تحل ذرة الكلور مكان ذرة هدروجين مثال ذلك تفاعل الكلور مع الميتان:

والثانية الإضافة، مثل تفاعل الكلور مع الإتلين:

 أكاسيد الكلور

التفاعل	Electrode potential
Cl− + 2 OH− → ClO− + H2O + 2 e−	+0.89 volts
ClO− + 2 OH− → ClO−2 + H2O + 2 e−	+0.67 volts
ClO−2 + 2 OH− → ClO−3 + H2O + 2 e−	+0.33 volts
ClO−3 + 2 OH− → ClO−4 + H2O + 2 e−	+0.35 volts

الكلور مؤكسد قوي فهو يؤثر في المعادن، باستثناء الذهب والبلاتين، ولابد من وجود قليل من الماء ليجري التفاعل بشدة. أما إذا كان الكلور جافاً تماماً فيصبح التفاعل بطيئاً جداً، ولهذا فإن الكلور الجاف ينقل في أسطوانات من الفولاذ. فالصوديوم، على سبيل المثال، يحترق مكوناً سحباً من أبخرة بيضاء هي دقائق من كلوريد الصوديوم (ملح الطعام) والتفاعل الحاصل:

فذرة الصوديوم تخسر إلكتروناً وذرة الكلور تضم إلكتروناً، أي إن الكلور قد أكسد الصوديوم. وكلوريد الصوديوم أحد الأمثلة النموذجية على الأجسام الصلبة الأيونية (الشاردية).

 المركبات الكلورية العضوية

•  مقالة مفصلة: الكلوريدية العضوية

 الكلوريدات

•  مقالة مفصلة: كلوريد

تدعى المركبات التي يتحد فيها الكلور مع عنصر آخر ذي كهرجابية عالية مركبات الكلوريد مثل ضروب كلوريد المعادن القلوية، وضروب كلوريد المعادن القلوية الترابية، وكلوريد اللانتانيدات، تكون الرابطة فيها أيونية، وتكون على شكل بلورات. وهي غير ناقلة للكهرباء في الحالة الصلبة ولكنها جيدة النقل في الحالة المصهورة، كما أن لها نقاط غليان ونقاط انصهار مرتفعة، وهي تذوب جيداً في الماء مما يؤدي إلى تفككها التام.

وهناك كلوريدات تكون الرابطة فيها مشتركة (تساهمية) مثل مركبات كلوريد بعض المعادن الثقيلة، وكذلك كلوريدات أشباه المعادن مثل السيليسيوم والتلور.

مع اللامعادن، بالرغم من كونه لا معدنًا، يتحد الكلور معها، ولا يستثنى من ذلك إلا الكربون والآزوت (النتروجين) والأكسجين والغازات النادرة إذ لايتحد معها مباشرة، إلا أنه يمكن بصورة غير مباشرة تحضير كلوريدات العناصر الثلاثة الأولى. يتحد على سبيل المثال مع الفسفور مكوّناً ثلاثي كلوريد الفسفور PCl3، وبوجود كمية كافية من الكلور يكوّن PCl5. والرابطة في هذه المركبات مشتركة وليست أيونية. ولا تنحل هذه المركبات في الماء وإنما في المحلات غير القطبية مثل CCl4، أو تتفكك بالماء مثل ثلاثي كلوريد الفسفور، أو تكون غير ثابتة مثل NCl3 سريع الانفجار.

يؤكسد الكلور الأيونات اللامعدنية التي هي مؤكسدات أضعف منه:

 تواجد الكلور

See also: تصنيف:Halide minerals.

يتواجد الكلور في الطبيعة فقط على هيئة أيون كلوريد. وتمثل الكلوريدات حجم كبير من الأملاح الذائبة في المحيطات، تقريبا 1.9 % من كتلة ماء البحر عبارة عن أيونات كلوريد. كما أنه توجد نسب أعلى من أيونات الكلوريد ذائبة في البحر الميت وفي ترسبات الماء شديد الملوحة.

معظم الكلوريدات ذائبة في الماء، ولذلك فإن الكلوريدات الصلبة تتواجد في الأماكن ذات المناخ الجاف، أو في عمق الأرض. ومن الأملاح المعروفة للكلور "الهالايت" (كلوريد الصوديوم)، "سيلفايت" (كلوريد البوتاسيوم) ، "كارنالايت" كلوريد بوتاسيوم منجنيز سداسي الهيدرات.

وفي الصناعة يتم إنتاج الكلور غالبا بالتحليل الكهربي لكلوريد الصوديوم الذائب في الماء. وينتج مع الكلور في عملية ألكلة الكلور غاز الهيدروجين، هيدروكسيد الصوديوم، طبق للمعادلة الآتية:

2NaCl + 2 H₂O → Cl₂ + H₂ + 2 NaOH

 نظائر الكلور

•  مقالة مفصلة: نظائر الكلور

يوجد نظيران أساسيان وثابت للكلور، ولهما كتلة 35، 37، ويوجدا بنسبة 1:3 على الترتيب، مما يعطى ذرة الكلور في الإجمالي الكتلة 35.5. وللكلور 9 نظائر بكتل تتراوح من 32 إلى 40. ويتواجد 3 فقط من هذه النظائر بصورة طبيعية: النظير Cl-35 (75.77%)، Cl-37 (24.23%)، النظير نشيط إشعاعي Cl-36. نسبة Cl-36 للكلور الثابت في الطبيعة تقريبا تساوي 700*10^-15 إلى 1. ويتم إنتاج Cl-36 في الغلاف الجوي عن طريق تشظي الأرجون-36 بالتفاعل مع بروتونات الأشعة الكونية. وفي الطبقات السفلى للغلاف الجوي يتكون Cl-36 في المقام الأول كنتيجة لأسر النيوترون بواسطة Cl-35 أو عن طريق أسر الميون بواسطة الكالسيوم-40. ويضمحل Cl-36 إلى الكبريت-36 والأرجون-36، وبعمر نصف مشترك يبلغ 308،000 عام. وعمر النصف لهذه النظائر المحبة للماء وغير النشيطة يجعلها مناسبة تحديد زمن جيولوجي في المدى من 60،000 إلى مليون سنة. كما أن الكميات الكبيرة من Cl-36 أنتجت عن طريق تعرض ماء البحر للإشعاع الناتج من الأسلحة النووية التي تم استخدامها في الفترة من 1952 إلى 1958. وزمن تواجد Cl-36 في الغلاف الجوي تقريبا أسبوع واحد. وعلى هذا، فإنه يستخدم لتحديد الماء الموجود في التربة والماء الجوفي في فترة الخمسينات من القرن العشرين. وعلى هذا فإن Cl-36 يستخدم للتعرف على الماء الأحدث من هذا التاريخ. ويستخدم الجيولوجين Cl-36 للتعرف على زمن الثلوج والرسوبيات.

 تاريخ الكلور

الكلور (كلمة إغريقية χλωρος، ، تعني أصفر مخضر) تم اكتشافه عام 1774 م عن طريق كارل وليهلم شيلي، الذي ظن بطريق الخطأ أنه يحتوى على الأكسجين. وتم تسمية الكلور عام 1810 بواسطة همفرى دايفي، الذي أصر في ذلك الوقت أنه عنصر كيميائي.

 الإنتاج

•  مقالات مفصلة: انتاج الكلور
• الكلور القلوي

Liquid chlorine analysis

Membrane cell process for chloralkali production

 العمليات الكيميائية لاستخلاص غاز الكلور

يمكن استخلاص غاز الكلور عن طريق التحليل الكهربي لمحلول كلوريد الصوديوم، مثلا من الماء شديد الملوحة. وهناك 3 طرق لاستخلاص الكلور بالتحليل الكهربي في الصناعة.

يحضر الكلور بتحليل مزيج من مصهور كلوريد الصوديوم وكلوريد الكالسيوم عند الدرجة 600 س، إذ يضاف كلوريد الكالسيوم لخفض درجة انصهار المزيج. ينطلق الصوديوم عند القطب السالب المصنوع من الحديد أو النحاس، وينطلق الكلور عند القطب الموجب المصنوع من الجرافيت، وتصنع خلية cell التحليل بشكل يمنع التقاء الصوديوم مع الكلور. وخلية من هذا الشكل تدعى خلية داونز Downs.

خلية داونز لتحليل مصهور كلوريد الصوديوم

خلية كاستنر - كلنر لتحليل محول NaCl

تتألف خلية كاستنر - كلنر Kastner-Kellner المستعملة لتحليل محلول كلوريد الصوديوم من ثلاث غرف منفصلة عن بعضها من الأعلى ولكن تتصل ببعضها من الأسفل بوساطة الزئبق الذي يقوم بدور المهبط (كاثود) cathode. يوضع في الغرفتين الأولى والثالثة محلول كلوريد الصوديوم، أما الغرفة الثالثة فتحوي ماء نقياً، وأما المصعد (أنود) anode فمصنوع من الجرافيت. يحصل على المهبط التفاعل الآتي:

تُهَز هذه الخلية ميكانيكياً فتأتي ملغمة الصوديوم بتماس مع الماء الموجود في الغرفة المتوسطة ويحصل التفاعل الآتي:

ويتم في هذه الخلية الحصول على صود كاو غير مشوب بكلوريد الصوديوم، وينطلق الكلور على المصعد لحصول التفاعل الآتي:

ويحضر الكلور مخبرياً بأكسدة الكلوريد بمادة مؤكسِدة مثل ثنائي أكسيد المنجنيز MnO2:

 التحليل الكهربي عن طريق خلية الزئبق

التحليل الكهربي عن طريق خلية الزئبق كانت أول الطرق المستخدمة لإنتاج الكلور في الصناعة. ويتم وضع أنود تيتانيوم فوق كاثود زئبق، ووضع محلول كلوريد الصوديوم بينهما. وعند تمرير التيار الكهربي، ينطلق الكلور عند أنود التيتانيوم، بينما يذوب الصوديوم في كاثود الزئبق مكونا ملغم.

ويمكن تحويل الملغم إلى زئبق مرة أخري بتفاعله مع الماء، مما ينتج الهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم. وهما منتجان ثاونيان نافعان.

وهذه الطريقة تتطلب طاقة كبيرة، كما توجد محاذير بخصوص انبعاثات الزئبق.

 التحليل الكهربي الحجابي

يتم استخدام حجاب من الحرير الصخري كراسب على كاثود من الحديد ليمنع الكلور المتكون على الأنود وهيدروكسيد الصوديوم المتكون على الكاثود من الاتحاد مرة أخرى.

وتستهلك هذه الطريقة طاقة أقل من خلية الزئبق، ولكن تركيز هيدروكسيد الصوديوم لا يكون كاف للاستفادة به.

 التحليل الكهربي الغشائي

يتم تقسيم خلية التحليل الكهربي إلى قسمين عن طريق غشاء يعمل كمبادل أيوبي. يتم وضع محلول كلوريد الصوديوم المشبع في قسم الأنود، بينما الماء المقطر يوضع في قسم الكاثود.

وهذه الطريقة فعالة تقريبا مثل التحليل الكهربي الحجابي، ولكنها تنتج هيدروكسيد صوديوم نقي للغاية.

 الاستخدامات

 المنتجات الصناعية والمنتجات الاستهلاكية

يتم استخدام الكلور بكثرة في الكيمياء العضوية كعامل مؤكسد وكمجموعة استبدال لأن الكلور غالبا ما ينتج عنه الخصائص المطلوبة للمركبات العضوية عند استبداله للهيدروجين (كما في إنتاج المطاط الصناعي).

 الصرف الصحي العامة، والتطهير، والتعقيم

•  مقالات مفصلة: Chlorination
• Bleach
• Antoine Labarraque

الكلور من الكيماويات المهمة في تنقية الماء، مبيد جراثيم، مبيض (للأقمشة وما إلى ذلك)، غاز الخردل.

يستخدم الكلور في تصنيع كثير من المنتجات التي تستخدم بصفة يومية.

• يستخدم (في شكل حمض تحت الكلور) لقتل البكتريا والأشكال الأخرى من الجراثيم في ماء الشرب وأحواض الاستحمام. وحتى مصادر الماء الصغيرة يتم كلورتها بصفة دورية.
• يستخدم بكثرة في المنتجات الورقية، المواد المطهرة، الصبغات، الطعام، مبيد حشرات، الدهانات، منتجات النفط، اللدائن، الطب، الأقمشة، المذيبات، وعديد من المنتجات الاستهلاكية.

الاستخدامات الأخرى تتضمن إنتاج الكلورات الكلوروفورم، رباعي كلوريد الكربون، كما يستخدم في إنتاج البروم.

 التعفن

Portrait of Labarraque

 سيملويس والتجارب التعقيم

Portrait of Semmelweis

 استخدم الكلور كسلاح

 استخدم الكلور في الحرب العالمية الأولى

•  مقالة مفصلة: الغاز السام في الحرب العالمية الأولى

 حرب العراق

•  مقالة مفصلة: تفجيرات الكلور 2007 في العراق

 تكسير الكلور

Chlorine "attack" on an acetal resin plumbing joint.

 الاحتياطات

NFPA 704
0 3 0 OX

يسبب الكلور تهيج في الجهاز التنفسي وخاصة للأطفال وكبار السن. وفي حالته الغازية فإنه يسبب تهيج الغشاء المخاطي وفي حالته السائلة يسبب حروق للجلد. ويتطلب وجود 3.5 جزء في المليون منه للتعرف على رائحته، ولكنه يتطلب وجود 1000 جزء في المليون أو أكثر ليصبح خطر. ولذلك تم استخدام الكلور في حالته الغزية في الحرب العالمية الثانية كسلاح كيميائي. شاهد استخدام غاز سام في الحرب العالمية الأولي.

ولذلك لا يجب أن لا تتعدى نسبة الكلور 0.5 جزء في المليون (للشخص البالغ لفترة عمل تبلغ 8 ساعات – 40 ساعة عمل في الأسبوع تقريبا).

التعرض الكثير للتركيز العالي (ليس مميتا) من الكلور يسبب وجود مياه في الرئة. والتعرض للتركيزات المنخفضة لفترات طويلة لغاز الكلور يؤدى لضعف الرئة، ويجعلها أسهل تأثرا بأمراض الرئة الأخرى.

ويمكن تكون غازات سامة عند خلط المبيضات مع البول، الأمونيا أو أي منتجات تنظيف أخرى. وتتكون هذه الغازات من خليط من غازات الكلور، الكلورامين، ثلاثي كلوريد النيتروجين: وعلى هذا يجب الاحتياط لعدم حدوث مثل هذه التركيبات.

 انظر أيضاً

• كلوريد
• Polymer degradation
• [[كلورو فلورو كربون]]

 المراجع

• معمل لوس ألاموس القمومي- فلور
• Greenwood, Norman N (1997). Chemistry of the Elements (2 ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9. {{cite book}}: Invalid |ref=harv (help); Unknown parameter |coauthor= ignored (|author= suggested) (help)
• Wiberg, Egon (2001). Inorganic Chemistry. Academic Press. ISBN 0-12-352651-5. {{cite book}}: Invalid |ref=harv (help); Unknown parameter |coauthor= ignored (|author= suggested) (help)

 وصلات خارجية

• العناصر على شبكة المعلومات –كلور
• 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 – Trade association representing the chlorine industry
• Chlorine Online – the web portal of Eurochlor – the business association of the European chlor-alkali industry