Klor

Özellikler

Klor, "Cl" ile sembolize edilen, atom numarası 17 olan ve halojenler arasında "en hafif" sıfatıyla ikinci sırada yer alan kimyasal bir elementtir. Periyodik tabloda Flor ile Brom arasında yer alır ve çoğunlukla bu elementlerin özellikleri aralarında orta düzeyde olduğu kabul edilir.

Klor, oda sıcaklığında sarı-yeşil renkte gözlemlenebilen bir gazdır. Aynı zamanda son derece reaktif bir element olan klor, güçlü bir oksitleyici ajan olarak da bilinir. Pauling ölçeğine göre elementler arasında en yüksek elektron afinitesine ve üçüncü en yüksek elektronegatifliğe sahiptir.

Havadan iki buçuk kat daha ağırdır ve -34 °C'de (-29 °F) sıvı hale gelir. Solunduğunda; boğulma, göğüste daralma, boğazda sıkışma ve şiddetli maruziyetten sonra akciğerlerde ödem (sıvıyla dolma) meydana gelir. Maruz kalındığında havadaki binde bir oranı birkaç dakika içinde ölüme neden olurken ancak milyonda birden daha az miktarı tahammül edilebilir ve zararsız düzeydedir. Hatta, klorun I. Dünya Savaşı'nda kullanılan ilk kimyasal gaz olduğu bilinmektedir.^[1] Bu zehirli gaz, soğutulduğundda ve sıkıştırıldığında kolayca sıvılaştırılabilir.

Karanlık bir ortamda kömürün varlığıyla birlikte klor ve hidrojen kombinasyonu hızla gerçekleşir. Bir hidrojen jeti, klorda gümüşi bir alevle yanabilir. Hidrojene olan yüksek afinitesi, klorun hidrojen içeren birçok bileşikle reaksiyona girmesini sağlar.

Bulunma Sıklığı ve Üretimi

Klor, doğada tek başına bulunmaz. Yemek tuzu olarak da bildiğimiz sodyum klorür, en çok klor elde edilen mineraldir. Klor ayrıca "Carnallite" (magnezyum potasyum klorür) ve "Silvit" (potasyum klorür) minerallerinde de bulunur.

Sodyum klorür, gezegenimizin canlı kalacağı süre boyunca, okyanuslara sızmaya devam edecek olan çok çözünür bir tuzdur. İlk çağlarda; özellikle, kurumuş olan eski denizlerin yoğun olduğu bölgelerde, tuz yatağı ve tuz gölü gibi doğal oluşumlar bulunur. Bu yataklar da sıklıkla klorür çıkarmak için kullanılır. Tuzlu suyun (sodyum klorür çözeltisi) elektrolizinden her yıl 40 milyon ton klor gazı üretilmektedir. Bu işlem aynı zamanda birçok faydası bulunan sodyum hidroksit üretir.

Uygulama ve Kullanım Alanları

Klor, bakterileri öldüren bir dezenfektan işlevi görür. İçme suyu ve havuz suyunun arıtılmasında da sıkça kullanılır. Ayrıca; kâğıttan boyaya, tekstilden böcek ilaçlarına kadar yüzlerce tüketici ürünü yapmak için kullanılır. Üretilen klorun yaklaşık %20'si PVC yapımında kullanılmaktadır. PVC, pencere çerçevelerinde, araba iç mekanlarında, elektrik kablolarının yalıtımında, su borularında, kan torbalarında ve vinil döşemelerde kullanılan çok yönlü bir plastiktir.

Klorun bir diğer yaygın kullanımı ise organik kimya alanındadır. Oksitleyici ajan (oksidan, oksitleyici) olarak ve ikame reaksiyonlarında kullanılır. Farmasötiklerin %5'i, üretimlerinin bir aşamasında klor veya bileşiklerini kullanır. Geçmişte klor, kloroform ve karbon tetraklorür yapmak için yaygın olarak kullanılırdı. Bununla birlikte; bu kimyasalların ikisi de karaciğer hasarına neden olabileceğinin tespit edilmesinin ardından sıkı bir şekilde kontrol edilmeye başlandı.

Klorür iyonu yaşam için oldukça gerekli bir maddedir. Pozitif (esas olarak potasyum) iyonları dengelemek için çoğunlukla hücre sıvısında negatif bir iyon olarak bulunur. Ayrıca pozitif (esas olarak sodyum) iyonları dengelemek için hücre dışı sıvıda (kan) bulunur.

Tarihi

Hidroklorik asit (HCl) simyacılar tarafından ilk kimyasal çalışmalar zamanında dahi biliniyordu. Fakat klorun ayrıştırılması ve saf halinin elde edilmesi, ilk olarak 1774 yılında İsveç, Uppsala'da Carl Wilhelm Scheele tarafından gerçekleştirildi. Bu keşif esnasında; hidroklorik asit ile doğal olarak oluşan bir manganez dioksit olan MnO₂ (mineral pirolüzit) bileşiği ısıtılmış ve böylece gaz formunda klor üretildi.

Bu üretimle birlikte; Scheele'nin "boğulma kokusu" olduğunu kaydettiği, asit solüsyonu vermek için suda çözünen yoğun, yeşilimsi sarı bir gaz oluştu. Bu gazın, turnusol kağıdını, renksiz yaprakları ve çiçekleri ağarttığı da aynı kayıtlar arasında yerini aldı. Humphry Davy ise bu bilgiyi 1807 yılında kişisel araştırmasına tâbi tuttu ve bu araştırma sonucunda klorun yalnızca "basit" bir madde sayılamayacağını aynı zamanda daha önceden de varlığı bilinmeyen yepyeni bir element olduğu sonucuna vardı. Bu bulgusunu 1810'da duyursa da bazı kimyagerlerin klorun "gerçek bir element" olduğunun kabulü bir on yıl daha aldı.

Etimolojisi

Carl Wilhelm Scheele, yeni bir elementin oksidi olduğunu varsayarak 1774 yılında klor gazının bir tanımını hazırladı. 1809'da kimyagerler, gazın saf bir element olabileceğini öne sürdüler ve bu bulgu, 1810'da Sir Humphry Davy tarafından onaylandı. Böylece bu element Antik Yunanca'dan "χλωρός", daha sonra romanlaştırılmış "khlôros", rengine göre "soluk yeşil" anlamına gelen "Chlorine" adını almış oldu.

Önlem ve Güven

Klorun Sağlığa Etkileri

Klor, oldukça reaktif bir gazdır. Doğal biçimde oluşan bir element olan klorun en büyük kullanıcıları, etilen diklorür, klorlu çözücüler, polivinil klorür (PVC) reçineleri, kloroflorokarbonlar ve propilen oksit üreten şirketlerdir. Kâğıt şirketleri, kâğıdı ağartmak için klor kullanır. Su ve atık su arıtma tesisleri, hastalığı insanlara yayabilecek mikroorganizmaların su seviyelerini azaltmak için (dezenfeksiyon) klordan faydalanır.

Klor, vücuda kirli hava ile solunarak veya kontamine yiyecek veya suyla tüketildiğinde girer. Reaktivitesinden dolayı vücutta kalıcılığı yoktur. Klorun insan sağlığı üzerindeki etkileri, mevcut klor miktarına ve maruz kalma süresi ve sıklığına bağlıdır. Etkiler, ayrıca maruz kalan kişinin sağlığına veya maruziyet meydana geldiğinde çevrenin durumuna bağlıdır.

Klorun Çevresel Etkileri

Klor, su ile karıştırıldığında çözünür. Belirli koşullar altında havaya karışabilir. Havaya veya suya girdikten sonra klor diğer kimyasallarla reaksiyona girer. Suda inorganik malzeme ile klorür tuzları oluşturmak için ve sudaki organik malzeme ile klorlu organik kimyasallar oluşturmak için birleşir. Reaktivitesinden dolayı klorun toprakta hareket etmesi ve yeraltı sularına karışması pek olası değildir. Bitkiler ve hayvanların klor depolaması pek olası değildir. Bununla birlikte, laboratuvar çalışmaları, havadaki klora tekrar tekrar maruz kalmanın hayvanların bağışıklık sistemini, kan değerlerini, kalbini ve solunum sistemini etkileyebileceğini göstermektedir.

İlginç Bilgiler ve Diğer

• Klor, doğada nadiren serbestçe bulunur. Diğer elementlerle (sofra tuzu NaCl gibi) veya kendisi Cl₂ formuyla birleştirilmiş klor bulma olasılığınız çok daha yüksektir.
• Klor, Dünya okyanuslarında en bol bulunan üçüncü elementtir.
• Klor, Dünya'nın kabuğunda en çok bulunan 21. elementtir.
• Klor, insan vücudunda en çok bulunan dokuzuncu elementtir.
• Klor, eski bir kimyasal silahtır. Mukoza zarlarıyla reaksiyona girer ve cildi yakabilir. Milyonda 1000 parça civarındaki konsantrasyonlar tipik olarak birkaç nefesten sonra ölümcüldür. Klor gazı da havadan daha yoğundur ve tilki delikleri gibi alçak alanlarda yerleşir.