Chlor – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Weil Chlor so reaktiv ist, kommt es in der Natur nicht als Element vor, sondern fast nur als Chlorid-Ion. Der größte Vorrat ist das Meer, in dem Natriumchlorid den Hauptteil der gelösten Salze ausmacht. Aus eingedampften Urmeeren entstanden mächtige Steinsalzlagerstätten, die oft auch Kaliumchlorid enthalten.

Carl Wilhelm Scheele erhielt Chlor im Jahr 1774, als er Salzsäure mit Braunstein umsetzte. Er und die Chemiker seiner Zeit hielten das gelbgrüne Gas jedoch nicht für ein Element, sondern für eine Verbindung; lange vermutete man darin Sauerstoff. Erst Humphry Davy zeigte 1810, dass es sich um ein Element handelt, und gab ihm seinen Namen nach dem griechischen Wort für gelbgrün.

Heute gewinnt man Chlor fast vollständig durch Chloralkali-Elektrolyse. Dabei wird eine konzentrierte Kochsalzlösung mit elektrischem Strom zerlegt. An der Anode entsteht Chlor, an der Kathode Wasserstoff, und in der Lösung bleibt Natronlauge zurück. In modernen Anlagen trennt eine Membran die beiden Seiten, damit sich die Produkte nicht vermischen und miteinander reagieren. Ältere Anlagen mit Quecksilberkathoden sind in der EU nicht mehr zugelassen, weil aus ihnen Quecksilber in die Umwelt gelangte.

Eigenschaften und Reaktionen

Chlor hat die Elektronenkonfiguration [Ne] 3s² 3p⁵ und sieben Valenzelektronen. Es steht in Periode 3 und Gruppe 17. Mit einer Elektronegativität von 3,16 ist es nach Fluor und Sauerstoff das elektronegativste Element. Ein Chloratom nimmt leicht ein Elektron auf und wird zum Chlorid-Ion mit der Elektronenkonfiguration von Argon; deshalb ist minus eins die häufigste Oxidationsstufe. In Sauerstoffverbindungen wie Hypochlorit, Chlorat und Perchlorat erreicht Chlor positive Oxidationsstufen bis plus sieben.

Elementares Chlor besteht aus zweiatomigen Molekülen. Bei Raumtemperatur ist es ein gelbgrünes Gas mit einer Dichte von 3,21 g/L, also deutlich schwerer als Luft; es sammelt sich deshalb am Boden und in Senken. Unter Druck lässt es sich leicht verflüssigen und wird so in Stahlflaschen und Kesselwagen transportiert. Chlor siedet bei -34,04 °C und erstarrt bei -101,5 °C.

Als starkes Oxidationsmittel reagiert Chlor mit fast allen Elementen. Natrium verbrennt darin mit greller Flamme zu Kochsalz, erhitzte Eisenwolle glüht auf und bildet Eisenchlorid. Ein Gemisch aus Chlor und Wasserstoff, das Chlorknallgas, explodiert, sobald starkes Licht darauf fällt. Dabei entsteht Chlorwasserstoff, dessen wässrige Lösung Salzsäure ist. In Wasser reagiert Chlor teilweise zu Salzsäure und hypochloriger Säure, die Keime abtötet.

Chlorgas ist sehr giftig. Es reizt Augen und Atemwege und kann in höherer Konzentration ein lebensgefährliches Lungenödem auslösen. Im Ersten Weltkrieg wurde es als Kampfstoff eingesetzt.

Verwendung in Alltag und Technik

Fast das gesamte Chlor wird in der chemischen Industrie weiterverarbeitet. Ein großer Abnehmer ist der Kunststoff Polyvinylchlorid, kurz PVC, aus dem Fensterrahmen, Rohre, Kabelisolierungen und Bodenbeläge bestehen. Chlor wird außerdem für die Herstellung vieler anderer Kunststoffe, Arzneistoffe und Pflanzenschutzmittel gebraucht, auch wenn das fertige Produkt oft gar kein Chlor mehr enthält. Salzsäure dient zum Beizen von Stahl und als Ausgangsstoff für weitere Chemikalien.

Seit über hundert Jahren macht Chlor Trinkwasser sicher. Schon kleine Mengen Chlor oder Natriumhypochlorit töten Bakterien zuverlässig ab und haben Krankheiten wie Cholera und Typhus stark zurückgedrängt. Auch Schwimmbadwasser wird so desinfiziert. Natriumhypochlorit ist zudem der Wirkstoff in Bleichmitteln und Chlorreinigern.

Im Körper sind Chlorid-Ionen lebensnotwendig. Sie regeln zusammen mit Natrium-Ionen den Wasserhaushalt, und spezielle Zellen der Magenschleimhaut bilden aus ihnen Salzsäure für die Verdauung. Den Bedarf decken wir fast vollständig über Kochsalz.

Moleküle mit diesem Element

• Chlor Cl₂3D ansehen
• Chlorwasserstoff HCl3D ansehen
• Ammoniumchlorid NH₄Cl3D ansehen

Kurz gefragt

Wie viele Valenzelektronen besitzt Chlor (Cl)?

Häufige Fragen