Klor (Cl) – egenskaper, användningsområden och säkerhet

Klor (kemisk symbol Cl) är ett kemiskt grundämne. Dess atomnummer (dvs. antalet protoner) är 17 och dess atommassa är 35,45. Det ingår i den sjunde kolumnen (halogener) i det periodiska systemet för grundämnen.

Egenskaper

• Fysisk form: Vid standardförhållanden är klor ett gulgrönt, giftigt och kraftigt irriterande diatomiskt gasmolekyl (Cl2). Gasen har en skarp, stickande lukt.
• Smält- och kokpunkt: Smältpunkt ≈ −101,5 °C, kokpunkt ≈ −34,04 °C (för Cl2).
• Molekylmassa: Cl2 har molmassen ≈ 70,906 g/mol; atomvikten för grundämnet är ≈ 35,45 u.
• Elektronkonfiguration: [Ne] 3s2 3p5.
• Elektronegativitet: På Paulingskalan ≈ 3,16.
• Oxidationstillstånd: Vanligast är −1 (i klorider), men klor förekommer också i positiva oxideringstillstånd (+1, +3, +5, +7) i olika oxosyror och salter (t.ex. hypokloriter, kloriter, klorater, perklorater).
• Isotoper: Naturligt klor består huvudsakligen av 35Cl (~75,8 %) och 37Cl (~24,2 %).

Kemiska egenskaper och reaktioner

Klor är ett kraftfullt oxiderande ämne och reagerar lätt med många metaller, icke-metaller och organiska föreningar. I vatten delvis hydrolyserar klorgas enligt: Cl2 + H2O ⇌ HOCl + HCl, där hypoklorsyra (HOCl) och saltsyra (HCl) bildas — detta är grunden för desinfektionseffekten. Klor kan också bilda en rad organiska klorerade föreningar vid kontakt med kolväten.

Förekomst och framställning

• Klor finns inte fritt i naturen utan förekommer främst som kloridjoner (Cl−) i havsvatten och mineraler, till exempel natriumklorid (koksalt).
• Industriellt framställs klor nästan uteslutande genom elektrolys av koksaltlösning (saltvatten) i den så kallade kloralkali-processen, samtidigt som natriumhydroxid (NaOH) och vätgas (H2) produceras.

Användningsområden

• Vattenrening och desinfektion (dricksvatten, simbassänger) — klor och klorföreningar dödar bakterier, virus och andra patogener.
• Blekmedel och rengöringskemikalier — t.ex. natriumhypoklorit (husblekmedel).
• Kemiindustri — råvara i produktion av plaster (t.ex. PVC), lösningsmedel, färgämnen och läkemedel.
• Agrikultur och industrikemikalier — används i vissa bekämpningsmedel och mellanprodukter (tidigare har många persistenta organiska klorerade föreningar använts, vilket lett till miljöproblem).
• Laboratorier och industriella processer — klor används för klorering av organiska molekyler samt i synteser där ett kraftfullt oxidationsmedel behövs.

Säkerhet och hantering

• Toxicitet: Klor är kraftigt giftigt vid inandning; höga koncentrationer kan ge allvarliga och livshotande skador på andningsorganen (pulmonalt ödem), ögon och hud. Långvarig eller upprepad exponering kan orsaka kronisk irritation.
• Försiktighetsåtgärder: Hanteras i väl ventilerade utrymmen. Använd lämplig skyddsutrustning: andningsskydd/helmask med lämpligt filter vid risk för gas, ögonskydd och kemikalieresistenta handskar och skyddskläder.
• Lagring: Förvaras i täta, korrosionsbeständiga behållare under kontrollerade förhållanden, skyddat från fukt och organiska material. Cylinderlagring i väl ventilerade, svala utrymmen.
• Kontakt med andra ämnen: Klor reagerar farligt med ammoniak (bildar kloramin), organiska material (kan ge spontana & våldsamma reaktioner) och vissa metaller. Blandning med syror eller baser utan kontroll kan ge farliga produkter.
• Första hjälpen: Vid inandning: flytta personen till friskluft, håll personen varm och lugn; sök medicinsk hjälp och ge syrgas vid behov. Vid ögonkontakt: skölj med vatten i minst 15 minuter och sök ögonläkare. Vid hudkontakt: ta av förorenade kläder och skölj huden noggrant med vatten.

Miljö- och hälsoaspekter

Användningen av klor i vattenrening ger stora fördelar genom att förebygga vattenburna sjukdomar, men kan också leda till bildning av oönskade desinfektionsprodukter (t.ex. trihalometaner och haloättiksyror) när klor reagerar med organiskt material i vattnet. Vissa klorerade organiska föreningar är mycket persistenta i miljön och kan bioackumuleras, vilket historiskt orsakat problem (t.ex. DDT, PCB).

Vanliga klorföreningar

• Natriumklorid (NaCl) — vanligt bordssalt.
• Saltsyra (HCl) — stark syra som bildas när HCl-gas löses i vatten.
• Natriumhypoklorit (NaOCl) — aktiv ingrediens i många blekmedel.
• Perklorsyra, klorsyror och andra oxoklorföreningar — används inom industri och laboratorier.
• Polyvinylklorid (PVC) — en viktig plast där klorat kol används i kedjan.

Sammanfattningsvis är klor ett mycket användbart och industriellt viktigt grundämne med stark desinfektionseffekt och stora tillämpningar, men det kräver försiktig hantering på grund av sin giftighet, höga reaktivitet och de miljöproblem som vissa klorerade föreningar kan orsaka.

Sök med bokstav