Klor (Cl); periyodik tabloda 3. periyot 7A grubunda bulunur ve atom numarası 17 olup ametaldir. Boğucu kokulu, yeşilimsi sarı renkli gazdır. 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. Adı, Fransızca “chlore (açık yeşil renkli bir gaz)” sözcüğünden alıntıdır.

Doğada bulunuşu

Klor gazı dolu tankın patlaması

Klor halojenlerin doğada en çok bulunanıdır. İlk kez 1774 de Scheele tarafından klorür asidinin piroluzit ile yükseltgenmesiyle edilmiştir. O zaman klora flogistonsuz tuz asidi adı verildi. 1810’da Davy tarafından kimyasal bir element olduğu belirlendi ve sarı yeşil anlamına gelen klor adı verildi.

Klor doğada yalnız volkan gazlarında serbest hâlde bulunur. Bunun dışında klorürler hâlinde bulunur. Deniz suyu büyük ölçüde Cl- içerir. Okyanus susuynda bu oran %2 civarındadır. Jeolojik devirlerde denizlerin buharlaşması ile geriye NaCl, MgCl2 yatakları kalmıştır. Apatit belirli miktarda klor içerir.

Elde Edilme Yöntemleri

Tuz yatakları ve deniz suyunda NaCl, KCl, MgCl2 gibi tuzlar şeklinde bulunur. Klor endüstri ve labaratuarda ergimiş NaCl tuzunun sulu çözeltilerinin elektrolizi ile elde edilir. Elektroliz olayında anottan klor gazı açığa çıkar.

Ayrıca klor laboratuvarda, mangan IV oksit (piroluzit, MnO2) ile klorür asidinden sıcakta elde edilir.

Özellikleri

Sarı-yeşil renkli bir gazdır. Havadan 2,5 kat daha ağırdır. Klor gazı solunum organlarını çok kötü şekilde yaralar(Bu nedenle Birinci Dünya Savaşı’nda öldürücü gaz olarak kullanılmıştır.). Klor molekülü çok kararlıdır. E.n:-101,5 ºC ve K.n:-34,4 ºC olup kritik sıcaklığı (basınç ne denli artırılırsa artırılsın, bir gazın, bu noktadan daha yüksek sıcaklıklarda sıvılaştırılamadığı sıcaklık derecesi) 143,5ºC olduğundan kolayca yoğunlaştırılabilir. Sıvı klor kuru iken metallere etki etmediğinden çelik tüplerde saklanabilir.

Kullanıldığı alanlar

Klorürler insan vücudunda çok önemli biyolojik rol oynar çünkü hücre içi ve hücre dışı sıvılarda temel anyon klorür iyonudur. Klor suda çok kolay çözünür. Suda çözünmesiyle klorlu su elde edilir. Klorlu sudaki ClO- (hipoklorit) iyonları iyi bir mikrop ve bakteri öldürücü olduğundan içme suyu ve yüzme havuzlarında dezenfektan olarak kullanılır.

 

Ayrıca klor, kâğıt ve tekstil sanayinde ağartıcı olarak kullanılır. Evlerde, çamaşır temizleyicisi olarak kullanılan (kütlece %5’lik) sodyum hipoklorit çözeltisi Cl2 gazının soğuk NaOH ile tepkimesinden elde edilir. Elde edilen karışım javel suyu olarak bilinir.

Önemli Bileşikleri

En önemli bileşikleri NaCl ve HCl’dir. Bunların yanında klorun oksijen yaptığı bileşikler olarak bilinen kloratlar ile diğer bütün halojenler gibi metallerle bileşik oluşturduğunda oluşan tuzlarda klorun tanınmasını sağlayan bileşikler olduğundan önemlidir. Özellikle AgNO3 ile tepkimesi sonucu oluşan AgCl tuzu klorun tanınmasında kullanılan önemli bileşiklerdendir

NaCl

Yemek tuzu veya sofra tuzu olarak bilinen NaCl, iyonik bağlı bir bileşiktir. Na+ ve Cl– iyonlarının elektrostatik çekim kuvvetiyle birbirini çekmesinden oluşur. Doğada kaya tuzu olarak bulunduğu gibi deniz suyunda da % 3 oranında çözünmüş olarak bulunur.

Toz haline getirilmiş kaya tuzları

NaCl’nin suda çözünme olayı su dipollerinin iyonik kristal yüzeyindeki iyonları sarması ve onları dihidratlaştırması ile gerçekleşmektedir.

NaCl, karakteristik tuz tadındadır. Deniz suyundan %96 saflıkta elde edilmektedir. Bunun için, deniz suyu geniş yüzeyli büyük havuzlara alınır. Yavaş yavaş suyun buharlaştırılması sağlanır. Böylece sodyum klorür kristallendirilir. Sodyum klorür, 780°C’de erir, 1413 °C’de kaynar. Renksiz saydam küp şeklindeki kristallerden oluşur. Buharı büyük ölçüde Na+ Cl– iyon çiftlerinden ve kısmen de Na+ ve Cl– iyonlarından oluşur. Sudaki çözünürlüğü sıcaklıkla çok az değişir.

100 cm3 suda 0°C’de 35,7 gram çözünürken 100°C’de 39,1 gram çözünür. İçinde ağırlıkça %26,3 NaCl içeren bir çözelti –23°C’de donar. Bu nedenle tuz–buz karışımıyla elde edilebilecek en düşük sıcaklık –23°C’dir.Bu şekildeki donmuş kütle NaCl2H2O bileşimindedir. Kışın büyük şehirlerde donmuş cadde ve kaldırımlara, şehirlerarası yollara kaya tuzu atılarak buradaki buzların erimesi sağlanır. Yemek tuzu elektroliz edilerek NaOH imalinde kullanılabilir. Kullanılan yemek tuzları, yapılarında bulunan MgCl2’nin varlığından dolayı bir miktar nemçeker.

HCl

Halk arasında tuz ruhu olarak bilinir. Hidrojen klorür, güçlü bir asittir. Moleküler yapısı oldukça basit olan hidroklorik asit, bir klor atomu ile bir hidrojen atomundan meydana gelir ve formülü HCl’dir. Hidroklorik asit, oda sıcaklığında bir litre suda, yaklaşık 450 litre gibi çok yüksek oranda çözünür.