J.R.Glauber (1648) a folosit in locul vitriolului de fier, acid sulfuric. A.L.Lavoisier (1789) l-a numit acid muriatic (muria-saramura), crezand ca acest acid este o combinatie oxigenata a unui element necunoscut.
C.W.Scheele (1774) a oxidat acidul clorhidric cu piroluzita, numind gazul care se dezvolta acid muriatic de flogisticat. Oxigenul dezvoltat cand clorul reactioneaza cu apa a fost atribuit eronat faptului ca clorul este o combinatie cu oxigenul. Asupra muriului, radicalul acidului clorhidric, s-au facut numeroase studii. J.L.Gay-Lussac si L.J.Thenard (1809) au incercat fara rezultate sa descompuna clorul si au fost primii care au indicat ca este vorba de un gaz elementar. H.Davy (1810) a aratat ca gazul nu se combina cu carbonul nici la temperatura inalta deci nu a putut extrage oxigenul din gazul oximuriatic. H.Davyn a dat acidului oximuriatic numele de clor (cloros - galben verzui) din cauza culorii sale. Ideea aceasta a fost definitiv admisa dupa studiile lui J.L.Gay-Lussac si L.J.Thenard asupra iodului (1814). Ideile lui A.L.Lavoisier asupra acizilor erau atat de puternice incat C.F.Schonbein (1885) considera clorul ca o combinatie cu oxigenul. Mai corect clorul molecular se numeste diclor.
Stare naturala
Cantitatea de clor a scoartei este de 0,045%. Clorul, ca si ceilalti halogeni nu se gaseste liber in natura din cauza puternicei tendinte de combinare. Se gaseste sub forma de depozite de clorura de sodiu (sare gema, halita) depuse prin evaporarea unor mari inchise sau lacuri. In tara noastra se gasesc saline in formatiunile tertiarului la : Ocnele Mari, Slanic, Targu Ocna, Praid, Cacica, Ocna Dej, Ocna Muresului, Ocna Sibiului etc.
Sursa cea mai importanta este apa marii in care se gasesc 3% saruri din care circa 80% este clorura de sodiu si alte cloruri in proportie mai mica (clorura de potasiu, magneziu, calciu). Lacurile sarate (marile lacuri sarate din Utah), Marea Caspica, Marea Moarta contin concentratii mult mai mari de cloruri si alte saruri.
La tarmul acestori mari apa devine saturata in clorura de sodiu care se depune la evaporarea marilor concentratia in saruri creste. Sarurile care se gasesc in concentratie mai mare si au solubilitate mai mica se separa. Se separa intai clorura de sodiu, apoi saruri duble ce contin clorura de sodiu. Se separa apoi clorura de potasiu si ulterior sarurile duble ale potasiului si magneziului. Ramane un rest bogat in diclorura de magneziu. Printr-un astfel de proces sau depus sarurile de la Stassfurt (Germania). Diclorura de magneziu hidratata se numeste bischofita MgCl2 . 6H2O . Clorul se gaseste atat in regnul vegetal cat si in cel animal. Se regaseste in cenusa plantelor si animalelor sub forma de cloruri si in lichidele organismului (sange, limfa, lapte, urina). Acidul clorhidric se gaseste in sucul gastric (0,2 - 0.4%) .El are un rol important in digestie.
Obtinere
Clorul se obtine atat in laborator cat si in industrie.
Reactiile chimice de obtinere a clorului in laborator se bazeaza pe oxidarea acidului clorhidric cu dioxid de mangan, dioxid de plumb, clorura de var, clorati permanganati, dicromati etc.
Obtinerea clorului din cloruri
Au fost folosite in acest sens diclorura de magneziu diclorura de calciu, clorura de amoniu si clorura de sodiu.
1. Clorura de magneziu este usor descompusa in stare anhidra de catre oxigenul din aer
MgCl2 + ½ O2 = MgO + Cl2
Aceasta este o reactie reversibila. Deshidratarea diclorurii de magneziu naturale (MgCl2 . 6H2O) se face in curent de acid clorhidric, deoarece din cauza hidrolizei se obtine oxiclorura. Procedeul practic W.Weldon-Pechiney (1884) consta in deshidratarea diclorurii de magneziu in aer si trecerea ei in oxiclorura. Aceasta, in cuptoare speciale, cu aerul la o temperatura mai inalta cedeaza clorul.
2. Clorura de sodiu se poate calcina in curent de aer cu sulfat de fier(II) are reactia :
8NaCl + 4 FeSO4 +3O2 = 4Na2SO4 + 2Fe2O3 +4Cl2
Reactia se aplica atunci cand clorul respectiv se foloseste pe cale umeda pentru tratarea minereurilor de cupru.
Clorura de amoniu se poate disocia la 350-400oC in amoniac si acid clorhidric. Acidul clorhidric reactioneaza cu oxidul de nichel depus pe caolin formand apa si diclorura de nichel. Aceasta clorura se descompune in curent de aer la 500-600oC, furnizand clor si din nou oxid de nichel. Mai exista si alte reactii de obtinere a clorului din cloruri. Astazi clorul se prepara exclusiv prin metoda electrolitica din clorura de sodiu. Pana in anul 1890, clorul si hidroxidul de sodiu s-au obtinut prin procedee pur chimice. Fabricare sodei dupa M.Leblanc era baza industriei alcaliilor si a clorului. Carbonatul era caustificat iar acidul clorhidric servea la obtinerea clorului si a compusilor sai. Procedeul E.Solvay a lipsit chimia clorului de baza sa practica. Punerea in functiune a procedeului electrolitic (1894) de fabricare a clorului a insemnat si nasterea elecrochimiei moderne.Prin electroliza se obtine in acelasi timp clor hidroxid alcalin si hidrogen. Electroliza clorurii de sodiu s-a dezvoltat ca urmare a cresterii necesitatii de clor in clururarea benzenului si in general in procesele de clorurare in chimia organica, industria lacurilor si materialelor plastice, a fabricari polistirenului (care necesita AlCl3), a policlorurii de vinil (care foloseste HCl ) a oxidului de etilena pentru industria detergentilor (care utilizeaza Cl2). Productia de matase artificiala necesita hidroxid de sodiu.
Fabricarea clorului prin electroliza acidului acidului clorhidric.
Deoarece din diferite procese rezulta acid clorhidric in cantitati ce nu pot fi desfacute pe piata s-a cautat sa se recupereze clorul prin electroliza. Procedeul este economic. Procesele care au loc sunt simple:
se foloseste ca electrod grafitul. Temperatura baii este de 70oC iar concentratia acidului clorhidric 20% , deoarece la aceasta concentratie conductibilitatea este maxima. Celule constau din rame in care este fixata si chituita cate o placa de grafit. Diafragma este o foaie de panza de policlorura de vinil clorurata. Placile se alimenteaza la capete. Cele intermediare functioneaza drept conductoare bipolare (pozitive pe o parte si negative pe cealalta parte). Intre diafragme si placi se gasesc 3 bucati de grafit pentru a proteja placa de atacul clorului.
Proprietati fizice
La temperatura ordinara, clorul este un gaz de culoare galben-verzuie (hloros=verde ) si miros sufocant. In stare lichida este tot galben-verzui
La 0oC si 760 mm Hg un litru de clor cantareste 3,214g, deci este de circa 2,7 ori mai greu decat aerul. Densitatea sa este un indiciu ca molecula este diatomica.
Gazul se lichefieaza sub presiunea de o atmosfera, la temperatura de -34,6oC (la 0oC sub presiune de 3,66 atmosfere, la 15oC sub presiune de 5,8 atmosfere si la 20oC sub presiune de 6,57 atmosfere).
Temperatura critica este 144oC, presiunea critica 76,1 atm si densitatea critica 0,57.
Clorul prezinta sapte izotopi 33Cl, 34Cl, 35Cl(75,4%), 36Cl, 37Cl(24,6%), 38Cl .
El este un gaz putin solubil in apa. Un volum de apa dizolva circa 2,15 volume de clor la 20 oC. Solubilitatea sa mica este atribuita lipsei de polaritate a moleculei respective. Trecand un curent de clor prin apa racita cu gheata s-a putut separa un hexahidridat Cl2 . 6H2O (cristale verzui-deschis) si un octahidrat Cl2 . 8H2O. Compozitia ultimului s-a stabilit calculand caldura de disociere in clor gazos si gheata si in clor gazos si apa (I.Harris - 1943). Deoarece clorul se dizolva in apa, iar mercurul este atacat, el se culege pe o solutie saturata de clorura de sodiu, in care este putin solubil.
