1.

Einleitung

Chlor, Symbol Cl, gelbgrün gefärbtes, gasförmiges Element mit der Ordnungszahl 17. Chlor gehört zusammen mit Fluor, Brom, Iod und Astat zur Gruppe der Halogene.

Elementares Chlor wurde erstmals 1774 von dem schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele isoliert. Scheele gewann es durch die Umsetzung von Salzsäure mit Braunstein (MnO₂). Jedoch hielt er das bei der Oxidation entstehende Gas nicht für ein Element, sondern für eine Verbindung. Erst nachdem sowohl Joseph Louis Gay-Lussac als auch Louis-Jacques Thénard und Sir Humphry Davy vergeblich versucht hatten, aus der neuen „Verbindung” Sauerstoff zu isolieren, mutmaßte man die Elementnatur des Chlors. So war es 1810 der englische Chemiker Davy, der Chlor als Element bezeichnete und ihm auch seinen heutigen Namen gab (englisch: Chlorine; aus dem griechischen chloros: gelbgrün).

2.

Eigenschaften und Vorkommen

Chlor ist bei Zimmertemperatur gasförmig, kann jedoch durch Druckerhöhung (bei 20 °C auf mindestens 6,8 technische Atmosphären bzw. 667 Kilopascal) leicht verflüssigt werden. Das Gas hat einen stechenden Geruch und ist in höheren Konzentrationen sehr giftig: Luft mit einem Chlorgehalt von 0,5 bis 1 Prozent führt bei Säugetieren und beim Menschen rasch zum Tod, weil die Atemwege und Lungenbläschen verätzt werden. Im 1. Weltkrieg war Chlor die erste Substanz, die man als Kampfgas einsetzte (siehe chemische und biologische Kriegsführung).

Aufgrund seiner Reaktionsfreudigkeit kommt Chlor nicht elementar sondern nur in Form von Verbindungen in der Natur vor. Häufig anzutreffen sind hierbei Mineralien, wie z. B. die Chloride. In der Atmosphäre gibt es leicht flüchtige Chlorverbindungen, wie etwa die Fluorchlorkohlenwasserstoffe, die maßgeblich an der Bildung des Ozonloches in der Stratosphäre beteiligt sind. Im Mittelpunkt stehen hierbei Chloratome bzw. -radikale, die aus den flüchtigen Chlorverbindungen hervorgehen. Paradoxerweise sollen Chlorradikale nach jüngsten Forschungsergebnissen in den untersten Schichten der Atmosphäre die Bildung von Ozon begünstigen.

Chlor steht in der Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste an 20. Stelle, schmilzt bei -101 °C und siedet unter Atmosphärendruck bei -34,05 °C. Bei -35 °C liegt seine relative Dichte bei 1,41. Seine Atommasse beträgt 35,453 u.

Chlor reagiert leicht mit vielen Substanzen, beispielsweise mit Wasser, organischen Verbindungen und zahlreichen Metallen. Das Element ist nach Fluor das zweitreaktivste Nichtmetall im Periodensystem. Man konnte bisher vier Oxide des Chlors herstellen: Cl₂O (Dichloroxid), ClO₂ (Chlordioxid), Cl₂O₄ (Dichlortetroxid) und Cl₂O₆ (Dichlorhexoxid). Diese Verbindungen sind hochreaktiv, wenig beständig und können daher leicht explosiv zerfallen. Chlorgas brennt an der Luft nicht, unterstützt aber die Verbrennung vieler anderer Substanzen. Eine normale Paraffinkerze brennt in Chlor mit rußender Flamme. Chlor kann mit Wasserstoff gemischt unter Lichtausschluss aufbewahrt werden. Jedoch reagieren beide Elemente bei Licht explosionsartig miteinander. Wässrige Chlorlösungen werden u. a. auch zum Bleichen von Textilien verwendet.

3.

Herstellung und Verwendung

Chlor gewinnt man technisch vor allem durch Elektrolyse wässriger Salzlösungen (Natriumchlorid und auch Kaliumchlorid). Bei der so genannten Chloralkalielektrolyse fällt Alkalilauge (z. B. Natriumhydroxid) als Nebenprodukt an. Bei zahlreichen Produktionen in der organischen Chemie entsteht Chlorwasserstoff, aus dem sich mit Hilfe der Salzsäure-Elektrolyse Chlor gewinnen lässt. Chlor kommt in Stahlflaschen in den Handel, in denen es unter Druck abgefüllt wurde. Es dient u. a. zum Bleichen von Papierzellstoff und von anderen organischen Materialien. Weil es keimtötend wirkt, verwendet man es auch zum Desinfizieren von Wasser (Trinkwasser; Schwimmbäder). Schließlich werden Polyvinylchlorid (abgekürzt: PVC; Vinylchlorid) und zahlreiche organische Chlorverbindungen (z. B. Chloroform, Methylenchlorid, chlorierte Aromaten) unter Einsatz von Chlor produziert. Außerdem dient Chlor zur Herstellung verschiedener anorganischer Chlorverbindungen (z. B. Phosphor- und Schwefelchloride, Siliciumtetrachlorid, Hydrazin) und beispielsweise zur Sulfochlorierung (z. B. in der Waschmittel- und Synthesekautschukproduktion).