الكلور و استخداماته المتنوعة

الكلور و استخداماته المتنوعة

الكلور هو عنصر كيميائي ينتمي إلى مجموعة الهالوجينات ويحمل الرمز Cl في الجدول الدوري. يعتبر الكلور من المواد الكيميائية الشائعة والمستخدمة على نطاق واسع في العديد من الصناعات والتطبيقات المختلفة.

الكلور هو الهالوجين الثاني في الجدول الدوري ، كونه لا فلزي في المجموعة 17. وبالتالي ، فإن خواصه مشابهة للفلور والبروم واليود ، وعادة ما تكون وسيطة بين خواص الفلور و البروم

يتميز الكلور بخواصه الفريدة والقابلية للتفاعل مع عناصر أخرى، مما يجعله مادة جاذبة للكثير من الاستخدامات.ولكنه أيضا غاز سام ، أكّال ، ومهيج للعينين والجهاز التنفسي .

معلومات مهمة عن الكلور:

1-الكلور غاز أصفر مخضر في درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي .

2-إنه أثقل مرتين ونصف من الهواء. يصبح سائلاً عند -34 درجة مئوية (-29 درجة فهرنهايت). له رائحة خنق ، والاستنشاق يسبب الاختناق ، وانقباض في الصدر ، وضيق في الحلق ، و قد يسبب الوفاة.

3-يتم تسييل الغاز بسهولة عن طريق التبريد أو بضغوط بعض الأجواء عند درجة الحرارة العادية.

4-العدد الذري للكلور هو 17. وهذا يعني أن الكلور يحتوي على إجمالي 17 بروتون و 17 إلكترونًا في تركيبته الذرية.

5-يتم ترتيب هذه الإلكترونات في 3 أغلفة إلكترونية أولية. تحتوي غلاف الإلكترون الأول الذي ينتمي إلى الكلور على إجمالي إلكترونين بينما تحتوي غلاف الإلكترون الثاني للكلور على 8 إلكترونات. أخيرًا ، يحتوي الغلاف الإلكتروني الخارجي لذرة الكلور (غالبًا ما يشار إليه باسم غلاف التكافؤ) على ما مجموعه 7 إلكترونات.

لذلك  من المهم ملاحظة أن الكلور يحتاج إلى إلكترون واحد فقط لإكمال تكوين ثماني بتات. لذلك ، يمكن أيضًا اعتبار تكافؤ الكلور أحادي .

6-هذا العنصر هو وسيط في الكهربية بين الفلور والبروم (الكهربية للفلور 3.98 ، الكهربية للكلور: 3.16 ، الكهرسلبية للبروم 2.96 ، الكهربية لليود 2.66). هذا العنصر أقل تفاعلًا من الفلور وأكثر تفاعلًا من البروم ، بما يتماشى مع الأنماط الدورية. على الرغم من أنه عامل مؤكسد أضعف من الفلور ، إلا أنه أقوى من البروم. وبالمقارنة ، فإن أيون الكلوريد هو عامل اختزال أضعف من البروميد ، ولكنه أقوى من الفلورايد.

وجوده في الطبيعة:

لم يتم العثور على الكلور منفردا في الطبيعةولكن يوجد في:

1-الهاليت (كلوريد الصوديومNaCl أو “الملح الشائع”) هو المعدن الرئيسي الذي يتم استخراجه من أجل الكلور. كلوريد الصوديوم هو ملح قابل للذوبان للغاية تم رشه في المحيطات على مدار عمر الأرض. تم العثور على العديد من أحواض الملح ، أو “البحيرات” حيث تبخرت البحار القديمة ، ويمكن استخراجها من أجل الكلوريد.

أستخدامات الكلور المتنوعة:

• يتم استخدامه كمطهر لأنه يقتل البكتيريا .
• يستخدم الكلور في معالجة مياه الشرب لقتل البكتيرياحيث يتفاعل الكلور مع البكتيريا والفيروسات الموجودة في المياه، مما يقضي على الكائنات الحية الدقيقة الضارة ويجعل المياه آمنة للاستخدام البشريبلذفبي.
• يتم استخدامه لتنظيف حمامات السباحة.
• يستخدم الكلور في تصنيع حمض الهيدروكلوريك عالي النقاوة.
• يستخدم في تصنيع عدد من المنتجات الشائعة الاستخدام مثل الورق والمنسوجات والأدوية والدهانات والبلاستيك وخاصة الـ PVC  و هو بلاستيك متعدد الاستخدامات يستخدم في إطارات النوافذ ، والديكور الداخلي للسيارات ، وعزل الأسلاك الكهربائية ، وأنابيب المياه ، وأكياس الدم ، وأرضيات الفينيل.
• يستخدم الكلور في تطوير وتصنيع المواد المستخدمة في المنتجات التي تجعل المركبات أخف وزنا ، من وسائد المقاعد وأغطية المقاعد إلى أسلاك الإطارات والمصدات.
•  يدخل الكلور بشكل مباشر أو غير مباشر كوسيط في العديد من التركيبات العضوية ذات الأهمية الصناعية حيث يستخدم الكلور كعامل مؤكسد وفي تفاعلات الاستبدال. حوالي 85٪ من المستحضرات الصيدلانية تستخدم الكلور أو مركباته في مرحلة ما من تصنيعها.
  ملحوظة :

في الماضي كان الكلور يستخدم بشكل شائع لصنع الكلوروفورم (مخدر) ورابع كلوريد الكربون (مذيب للتنظيف الجاف).

ومع ذلك ، يتم الآن التحكم في كل من هذه المواد الكيميائية بشكل صارم لأنها مواد ضارة بصحة الإنسان.

خطورة غاز الكلور :

1- للكلور أيضًا جانبًا مظلمًا: فهو في شكل غاز طبيعي ضار بصحة الإنسان. الكلور مهيج للجهاز التنفسي ، وقد يتسبب استنشاقه في حدوث الوذمة الرئوية – وهو تراكم مفرط للسوائل في الرئتين يمكن أن يؤدي إلى صعوبات في التنفس.

2-يمكن أن يسبب الغاز أيضًا تهيجًا للعين والجلد ، أو حتى حروقًا وتقرحات شديدة ، . حيث أن التعرض للكلور السائل المضغوط يمكن أن يؤدي إلى قضمة صقيع في الجلد والعينين.

3-الكلور يدمر الأوزون ويساهم في عملية نضوب طبقة الأوزون. في الواقع ، يمكن لذرة كلور واحدة تدمير ما يصل إلى 100000 جزيء أوزون قبل إزالتها من الستراتوسفير .

كيف تم أستخدامه كسلاح كيميائي في الحرب العالمية الأولى؟

تم تحضير مركب الفوسجين (Phosgene) السام ، هو مركب كيميائي يتألف من ذرتي الكلور وذرة كربون وذرة أكسجين . يتم تمثيله بالصيغة الكيميائية COCl2.

تم استخدام الفوسجين في الماضي كسلاح كيميائي خلال الحروب العالمية، حيث استُخدم في صناعة الغازات السامة. يمتاز الفوسجين بأنه غاز سام يتسبب في إلحاق أضرار شديدة بالجهاز التنفسي عند استنشاقه.

على الرغم من استخدامه السابق كسلاح كيميائي، إلا أن الفوسجين يُستخدم حاليًا في بعض الصناعات الكيميائية.

يعتبر الفوسجين مادة وسيطة كيميائية مستخدمة على نطاق واسع ، يتم تصنيعها بشكل أساسي في تحضير العديد من المواد الكيميائية العضوية مثل : تخليق البوليمرات القائمة على الأيزوسيانات وإسترات حمض الكربونيك وكلوريدات الحمض.

 كما يستخدم في صناعة الأصباغ وبعض المبيدات الحشرية والمستحضرات الصيدلانية وفي صناعة المعادن.

من المهم العمل بحذر عند التعامل مع الفوسجين، ويجب اتباع إجراءات السلامة المناسبة، واستخدام الواقيات الشخصية المناسبة عند التعرض لهذا المركب الخطير.

سبب تسميته بالكلور:

في عام 1774 ، أطلق الصيدلاني السويدي كارل فيلهلم شيل بضع قطرات من ، وتم إنتاج غاز أصفر مخضر في غضون ثوانٍ، وسجل على أنه يحتوي على رائحة خانقة والذي يذوب في الماء ليعطي محلولًا حمضيًا. وأشار إلى أنها قامت بتبييض ورق عباد الشمس وإزالة ألوان الأوراق والأزهار.

4 HCl + MnO2 → MnCl2 + 2 H2O + Cl2

ومع ذلك ، لم يتم التعرف على الكلور كعنصر إلا بعد عدة عقود ، من قبل الكيميائي الإنجليزي السير همفري ديفي ، وقبل ذلك ، اعتقد الناس أنه مركب من الأكسجين. أطلق عليه ديفي اسم “كلوروس” من كلمة يونانية تعني أصفر مخضر ، وفي عام 1810 ، قام بتحديث الاسم إلى “غاز الكلوريك” أو “الكلور“.

مركبات الكلور الشهيرة:

في الواقع ، ربما يكون الشكل الأكثر شهرة لمركب الكلور هو كلوريد الصوديوم ، والمعروف باسم ملح الطعام. تشمل المركبات الأخرى كلوريد البوتاسيوم ، الذي يستخدم لمنع أو علاج مستويات البوتاسيوم المنخفضة في الدم ، وكلوريد الماغنيسيوم الذي يستخدم لمنع أو علاج نقص المغنيسيوم.

تحضير غاز الكلور صناعيا:

يتم تصنيع معظم الكلور عن طريق التحليل الكهربائي لمحاليل كلوريد الصوديوم  باستخدام تيار كهربائي لإنشاء تفاعل كيميائي.