Chlor.pdf

parada pierwiastków

Wodór

Hel

Chlor

13 14 15 16 17

Bor

6 Wêgiel

Azot

Tlen

Neon

Chlor to pierwiastek cieszący się zdecydowanie

złą sławą. Obok ołowiu i rtęci jest on

od dawna na celowniku rozmaitych organizacji

ekologicznych, żądających ograniczenia

lub wręcz zakazu jego stosowania. Począwszy

od okresu I wojny światowej, gdy został użyty

jako gaz bojowy, poprzez powszechnie

stosowany w połowie ubiegłego wieku środek

owadobójczy DDT, aż do oskarżanych

o niszczenie warstwy ozonowej freonów –

chlor nie zapisał się chlubnie w społecznej

świadomości. Autor będzie jednak kontrower-

syjny i stanie w obronie tego pierwiastka,

starając się dowieść, że przynajmniej część

wysuwanych pod jego adresem oskarżeń nie ma

podstaw. Ma również nadzieję, że Czytelnicy

po lekturze niniejszego tekstu będą dyspono-

wać wiedzą, która pozwoli im świadomie

ocenić medialne doniesienia na temat

bohatera tego artykułu.

3 4 5 6789011 12

Glin

Krzem

Fosfor

Siarka

Argon

Krypton

Ksenon

Radon

Uuo

118

¯elazo

Kobalt

Nikiel

MiedŸ

Srebro

Z³oto

Cynk

Kadm

Cyna

O³ów

Rtêæ

Lantanowce

Aktynowce

W 1774 roku szwedzki aptekarz i chemik K.

Scheele odkrył chlor, działając stężonym kwasem sol-

nym na braunsztyn (dwutlenek manganu). Od chwili

swoich narodzin ów pierwiastek stał się przedmiotem

ożywionych sporów w świecie ówczesnych chemi-

ków. Chlor stanowił nie lada orzech do zgryzienia dla

dopiero kształtującej się chemii, opartej na nauko-

wych podstawach. Jeden z jej twórców, A. Lavoisier,

wraz z całą plejadą francuskich uczonych uważał, że

każdy kwas musi zawierać tlen (stąd łacińska nazwa

tlenu: oxygenium = tworzący kwasy), więc i kwas

solny również. Wobec tego otrzymana przez Scheele-

go substancja jest tlenkiem jakiegoś niemetalu, który

nazwano murium (z łac. murex = solanka). Jednakże

próby wyizolowania z niej substancji prostej nie dały

rezultatu w ciągu następnych dziesięcioleci, aż do

chwili, gdy H. Davy, sławny angielski chemik, do-

wiódł, że to właśnie chlor jest pierwiastkiem i nadał

mu stosowaną do dzisiaj nazwę (w polskiej nomen-

klaturze chemicznej funkcjonowało przez pewien czas

określenie „soliród”). Świat chemii musiał zaś przyjąć

do wiadomości fakt, iż istnieją dwie rodziny kwasów

– tlenowe i beztlenowe. Echa tych sporów sprzed

dwóch wieków przetrwały do dzisiaj w łacińskiej na-

Chlor

Krzysztof Orliń ski

kiem ważnej

grupy fluorow-

ców – pierwiast-

ków o wielkim

praktycznym zna-

czeniu. Jego na-

zwa pochodzi od zielonożółtej barwy (z gr. chloros =

zielony; stąd także nazwa chlorofilu, zielonego barw-

nika fotosyntetycznego, który, warto pamiętać, wcale

nie zawiera chloru!). Jest gazem o duszącej woni,

uszkadzającym błony śluzowe (dlatego stosowano

go jako gaz bojowy na frontach wielkiej wojny, dopóki

nie został wyparty przez „skuteczniejsze” środki),

dość dobrze rozpuszczalnym w wodzie. Z powodu du-

żej reaktywności praktycznie nie występuje w stanie

wolnym (drobne ilości chloru za-

warte są w gazach wulkanicznych),

tylko w postaci minerałów (najbar-

dziej znany to halit, czyli sól ka-

mienna) i jonów chlorkowych znaj-

dujących się w wodzie morskiej

i płynach ustrojowych organizmów

żywych. Reaguje gwałtownie

z większością innych pierwiastków

(nawet ze złotem i platyną) i naj-

częściej jest obecny w związkach

jako jednoujemny anion, chociaż

przyjmuje także dodatnie stopnie

utlenienia (nieparzyste od I do VII)

w połączeniach z tlenem i fluorem.

C hlor jest człon-

Chlor – zielo-

nożółty gaz

Niechlubna karta w historii chloru – gaz bojowy na fron-

tach I wojny światowej

zwie kwasu solnego używanej w farmacji – acidum

muriaticum (również w języku angielskim potoczna

jego nazwa to muriatic amid ). Jak widać, Davy nie

zburzył, o co go posądzano, gmachu nowej chemii,

lecz znacznie go rozbudował. Historia nauk ścisłych

w następnych latach dostarczyła wielu przykładów

na to, że fakt niepasujący do utartych poglądów doko-

nywał w nich rewolucyjnych zmian.

Nim jeszcze uznano go za pierwiastek, chlor

zdobył już praktyczne zastosowanie. Sam jego od-

krywca zauważył, że ma on właściwość niszczenia

barwników, co od razu zastosowano do wybielania

tkanin. Pierwsze wytwórnie substancji bielących

otrzymywały swój produkt przez rozpuszczenie gazo-

wego chloru w wodnych roztworach wodorotlenków

sodu (woda Labarraque’a) i potasu (woda z Javelle).

W obu przypadkach zachodzi reakcja chloru z zasada-

mi prowadząca do powstania chlorku i chloranu (I)

odpowiedniego metalu. Nietrwały chloran (zwany

także podchlorynem) łatwo się rozkłada z wydziele-

niem reaktywnego atomowego tlenu i to ten pierwia-

stek jest właściwym wybielaczem.

Z powodu wysokiej ceny wodoro-

tlenków były to jednak kosztowne

środki, dopóki nie zastosowano w

ich miejsce taniego roztworu wo-

dorotlenku wapnia (mleko wapien-

ne). Otrzymane w ten sposób wap-

no chlorowane lub wapno bielące

jest z powodzeniem używane do

dzisiaj do wybielania i dezynfekcji.

Również sam chlor i jego łatwo roz-

kładające się związki są powszech-

nie stosowane do tych celów – od-

każania wody wodociągowej, neu-

tralizacji ścieków, bielenia tkanin

i papieru. Zapach chloru jest z pewnością doskonale

znany Czytelnikom – wystarczy przypomnieć sobie,

co wyczuwaliśmy, używając jednego z całej gamy re-

klamowanych w telewizji środków czyszczących oraz

woń unoszącą się na basenach.

Z nieorganicznych związków chloru najczęściej

stosowany jest kwas solny (chlorowodorowy), używa-

ny powszechnie w laboratoriach (także szkolnych)

i przemyśle. Wywodzi się z niego cały szereg soli –

chlorków, z chlorkiem sodu (solą kuchenną) na czele.

Sam kwas solny w postaci około 2% roztworu zawarty

jest w soku żołądkowym, gdzie umożliwia działanie

Sól kuchenna produkowana jest w ogromnych ilościach

Sześcienne kryształy halitu

enzymów trawiących białka (peptydaz) oraz niszczy

dostające się z pożywieniem drobnoustroje. Jony

chlorkowe są niezbędnym składnikiem krwi i innych

płynów ustrojowych. Chlor na dodatnich stopniach

utlenienia tworzy sole – chlorany o silnych właściwo-

ściach utleniających i w roli utleniaczy stosowanych.

Wolny chlor występuje, podobnie jak pozostałe

fluorowce, w postaci dwuatomowych cząsteczek. Na

skalę przemysłową otrzymuje się go głównie poprzez

elektrolizę wodnego roztworu chlorku

sodu. W wyniku tego procesu, prowa-

dzonego na ogromną skalę, powstaje

również inny ważny związek – wodo-

rotlenek sodu (oba mieszczą się w

pierwszej dziesiątce produktów prze-

mysłu chemicznego wytwarzanych w

największych ilościach). Wolny chlor

używany jest do szeregu syntez che-

micznych, głównie produktów orga-

nicznych. W największych ilościach

produkowane jest tworzywo sztuczne

polichlorek winylu (PVC, PCV, PCW),

służące do wyrobu m.in. ram okien-

nych, rur kanalizacyjnych i wodocią-

gowych, sztucznej skóry (występuje także pod na-

zwami igelit i winidur). Chlor wchodzi również w

skład odpornych chemicznie kauczuków chloropreno-

wych (farby powstałe na ich bazie służą do malowa-

nia znaków na jezdniach) i żywic epoksydowych. Je-

go związki są używane do wytwarzania tak ważnych

produktów jak metyloceluloza (farmacja, przemysł

spożywczy), tworzy-

wa silikonowe (ko-

smetyki, medycyna,

budownictwo), poli-

węglany (płyty kom-

Chlor i jego pochodne

używane były jako:

a) wybielacz

b) gaz bojowy

c) utleniacz

Ze względu na rosnącą liczbę ludności świata...

...nie zreygnujemy z użycia środków ochrony roślin

parada pierwiastków

Igelitowa izolacja przewodów

Wielka Krokiew w Zakopanem przygotowana do letniego

GP w skokach narciarskich – igelitowa wykładzina na ze-

skoku

paktowe). Osobnym zagadnieniem jest zastosowanie

chlorowcopochodnych jako środków ochrony roślin –

w tej roli są wprost nie do zastąpienia i nic nie wska-

zuje na zmniejszenie ich produkcji, zwłaszcza wobec

faktu rosnącej liczby ludności naszej planety.

Po przedstawieniu najważniejszych zastosowań

chloru i jego związków pora na rzetelną ocenę po-

wszechnie stawianych temu pierwiastkowi zarzutów.

Zacznijmy od wielkiego sukcesu i równie wielkiego

upadku sławnego DDT. W krótkim czasie po jego za-

stosowaniu praktycznie uporano się z plagą malarii

(jedną z przyczyn używania tego środka była koniecz-

ność ochrony żołnierzy walczących podczas II wojny

światowej i następnych konfliktów zbrojnych w kra-

jach tropikalnych), ocalając życie milionów ludzi. Suk-

ces DDT był tak oczywisty, że odkrycie tego insektycy-

du zaliczono do największych osiągnięć nauki, a jego

twórcę uhonorowano Nagrodą Nobla w dziedzinie me-

dycyny (P. Müller, 1948). Jednakże wkrótce pojawiły

się liczne głosy krytyczne, oskarżające nowy środek

o liczne szkody powodowane w środowisku i zagroże-

nie dla ludzkiego zdrowia. Miał się on gromadzić w

ciałach organizmów żywych (faktycznie, chlorowcopo-

chodne są z trudem rozkładane – bakteriom wyraźnie

nie „smakuje” wiązanie pomiędzy chlorem i węglem)

i doprowadzać do szeregu niekorzystnych zmian: no-

wotworów, mutacji genetycznych i obniżenia płodno-

ści. Przypisywano mu wyginięcie wielu gatunków.

W ciągu niewielu lat oskarżenia te doprowadziły do

zaprzestania jego użycia. Na skutki nie trzeba było

długo czekać – malaria znowu zaczęła zbierać śmier-

telne żniwo. Do dzisiaj zresztą jest ona poważnym

problemem, a – jak na ironię – przeciwko DDT najczę-

ściej protestują ludzie w krajach Europy, gdzie ta cho-

roba nie występuje. Także liczne badania nie potwier-

dziły stawianych temu środkowi zarzutów, wręcz

przeciwnie – jest on obecnie zaliczany do najmniej

toksycznych preparatów stosowanych przeciwko owa-

dom, co potwierdziło oświadczenie Światowej Organi-

zacji Zdrowia, WHO, z 2006 roku.

Innymi energicznie zwalczanymi środkami są

freony. Te pochodne węglowodorów z chlorem i flu-

orem powszechnie stosowano w technice chłodniczej,

klimatyzacyjnej, do produkcji spienionych tworzyw

sztucznych i jako gazy nośne w pojemnikach ciśnie-

niowych. Je z kolei oskarża się o niszczenie warstwy

ozonowej oraz na dodatek o potęgowanie efektu cie-

plarnianego. Mimo iż są praktycznie bierne chemicz-

nie, to w wysokich warstwach atmosfery mogą rozpa-

dać się pod wpływem intensywnego promieniowania

ultrafioletowego Słońca i wywoływać reakcję łańcu-

chową zużywającą ozon. Jednakże obecnie wielu kli-

matologów twierdzi, że okresowe zmiany stężenia

ozonu należy przypisać raczej naturalnym procesom

zachodzącym w ziemskiej atmosferze (pierwsze obja-

wy dziury ozonowej obserwowano już w połowie ubie-

głego wieku, gdy jeszcze nie stosowano freonów). Co

zaś do powodowania przez nie efektu cieplarnianego,

to trzeba jasno powiedzieć, że gazem mającym naj-

większy wpływ na podniesienie średniej temperatury

atmosfery jest po prostu para wodna!

Należy także pamiętać o stosowaniu chloru do

dezynfekcji wody pitnej. Mimo że w wyniku jego dzia-

łania na silnie zanieczyszczoną związkami organicz-

nymi wodę mogą powstawać szkodliwe chlorowcopo-

chodne, np. chloroform, to również nie zrezygnujemy

z tej działalności ze względu na jej ogromne znacze-

nie dla zapobiegania szerzenia się epidemii chorób

przewodu pokarmowego. Nie widać także chęci wy-

rzeczenia się używania domowych środków dezynfek-

cyjnych oraz wybielanego papieru i tkanin.

Powyższy krótki przegląd zastosowań chloru

i jego związków w gospodarce oraz ich wpływu na

środowisko powinien dać Czytelnikowi podstawy,

aby samodzielnie ocenić wygłaszane na ten temat

opinie. Co prawda chemicy mogą znaleźć zamienniki

dla niektórych przemysłowych zastosowań chloru, ale

należy liczyć się ze zwiększonymi kosztami finalnych

wyrobów, za które zapłacą oczywiście konsumenci

(przemysł nie prowadzi działalności charytatywnej)

i pogorszeniem ich własności użytkowych. Należy

również brać pod uwagę fakt ocalenia życia milionów

ludzi przed malarią i chorobami przenoszącymi się po-

przez brudną wodę oraz ofiary, które kosztowała de-

cyzja o zaprzestaniu stosowania DDT. Współczesny

świat powiązany jest skomplikowaną siecią zależno-

ści i podjęcie wydawałoby się słusznej, na pierwszy

rzut oka, decyzji może skutkować nieoczekiwanymi

konsekwencjami. Dlatego zanim podejmiemy jakieś

działania, wysłuchajmy z uwagą fachowców i weźmy

sobie do serca ich rady. Jeżeli zaś chodzi o chlor i je-

go oddziaływanie na środowisko, to najlepszym roz-

wiązaniem będzie zapytać o zdanie chemików. Może

i Ty, Czytelniku, zechcesz znaleźć się w ich gronie? z

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: