Chlor

Chlor, Cl, je toxický, žlutý plyn. Je to velmi reaktivní prvek, tvoří sloučeniny s většinou prvků. Má dva stabilní, NMR aktivní izotopy (35 a 37) a v laboratořích se setkáváme s dvěma nestabilními (36 a 38). Jde o dvacátý nejrozšířenější prvek na Zemi, vyskytuje se převážně ve formě chloridů. Ve sloučeninách se vyskytuje v oxidačních číslech -I, +I, +III, +V, +VII.

Atomové číslo17Počet stabilních izotopů2
Atomová hmotnost35,453Elektronová konfigurace[Ne] 3s2 3p5
Teplota tání [°C]-101,5Teplota varu [°C]-34,4
Elektronegativita3,16Hustota [kg.m-3]3,2

Izotopy

36Cl vzniká působením kosmického záření na jádro 40Ar, jeho poločas rozpadu je 3,0×105 roků. Laboratorně se připravuje ostřelováním chloridu draselného neutrony v reaktoru: 35Cl(n,γ)36Cl.

38Cl se připravuje ostřelováním 37Cl neutrony: 37Cl(n,γ)38Cl. Využívá se pro studium reakčních mechanismů.

Výskyt a výroba

Chlor je devatenáctý nejrozšířenější prvek v zemské kůře. Vyskytuje se pouze ve vázaném stavu, nejběžnější sloučeninou je chlorid sodný.

Laboratorně se připravuje reakcí kyseliny chlorovodíkové s manganistanem draselným nebo oxidem manganičitým.

16 HCl + 2 KMnO4 → 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O + 5 Cl2

Průmyslová výroba je založena na elektrolýze vodných roztoků NaCl, případně jeho taveniny.

Chemické vlastnosti

Při rozpouštění plynného chloru ve vodě dochází k disproporcionaci za vzniku kyseliny chlorovodíkové a chlorné. Kyselina chlorovodíková je jednou ze složek lučavky královské.

Cl2 + H2O → HCl-I + HClIO

Průmyslově se vyrábí elektrolýzou roztoku chloridu sodného, společně s hydroxidem sodným.

Oxidační stav chloruNázevVzorecPříklad
-IChloridyClNaCl, organické chloridy
+IChlornanyClONaClO, Ca(ClO)2
+IIIChloritanyClO2NaClO2
+IVClO2ClO2 oxid chloričitý
+VChlorečnanyClO3NaClO3
 ChlorylyClO2+[ClO2]2[S3O10] trisíran chlorylu
+VIClO3ClO3 oxid chlorový
+VIIChloristanyClO3NaClO3

Oxokyseliny chloru

Chlor vytváří čtyři jednosytné oxokyseliny: chlornou (HClO, hypochlorous acid), chloritou (HClO2, chlorous acid), chlorečnou (HClO3, chloric acid) a chloristou (HClO4, perchloric acid). Od nich známe čtyři řady solí: chlornany, chloritany, chlorečnany a chloristany.

Oxokyseliny chloru

Kyselina chlorná vzniká zaváděním plynného chloru do vody, dochází k disproporcionaci chloru na kyselinu chlornou a chlorovodíkovou.

Cl2 + H2O → HClO + HCl

Pokud chceme připravit kyselinu chlornou bez chloridů, lze využít zavádění oxidu chlorného (Cl2O) do vody za teploty 0 °C. Kyselina chlorná je stabilnější než kyselina bromná nebo jodná.

Kyselina chloritá je nejméně stabilní kyselinou chloru. Stabilní je pouze ve zředěném roztoku. Lze ji připravit vytěsněním ze suspenze chloritanu barnatého.

Ba(OH)2 + H2O2 + Cl2O → Ba(ClO2)2 + 2 H2O + O2
Ba(ClO2)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HClO2

Kyselina chlorečná se je silná kyselina, která je ve vodném roztoku stabilní do koncentrace asi 30 %. Připravuje se vytěsňováním kyselinou sírovou z chlorečnanů.

Ba(ClO3)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HClO3

Kyselina chloristá je silná kyselina, je nejstabilnější z oxokyselin chloru. V čistém stavu vybuchuje při nárazu.

Chloristan sodný se využívá výchozí látka pro syntézu chloristanu amonného, který je součástí raketových paliv.

NaClO4 + NH4Cl → NH4ClO4 + NaCl

Chloristan sodný se připravuje elektrolytickou oxidací chlorečnanu sodného.

NMR

35Cl NMR

Jádro je kvadrupolární, takže i NMR signály jsou široké. 35Cl NMR je citlivější než 37Cl. Je velmi užitečné pro studium anorganických iontových sloučenin. Jako standard se používá NaCl. Organické sloučeniny poskytují velmi široké signály, proto je NMR použitelné pouze pro menší molekuly.

Spin3/2
Zastoupení v přírodě75,78 %
Jaderný magnetický moment+0.8218743
Rozsah chemických posunů-50 až 1050 ppm
Relativní citlivost k 1H3,58×10-3
Relativní citlivost k 13C21,0

37Cl NMR

Méně citlivé než 35Cl, ale poskytuje užší signály.

Spin3/2
Zastoupení v přírodě24,22 %
Jaderný magnetický moment+0.6841236
Rozsah chemických posunů-50 až 1050 ppm
Relativní citlivost k 1H6,59×10-4
Relativní citlivost k 13C3,87
35Cl NMR spektrum 20 % roztoku NaCl v D2O
35Cl NMR spektrum 20 % roztoku NaCl v D2O
35Cl NMR roztoku EtAlCl2
35Cl NMR roztoku EtAlCl2

Odkazy

Navigace

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

2 Replies to “Chlor”

Leave a Reply

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..