Fakten über Chlor

Wenn Sie jemals ein verschreibungspflichtiges Medikament eingenommen, ein Auto gefahren oder Leitungswasser getrunken haben, waren Sie wahrscheinlich Chlor ausgesetzt.

Chlor, Element Nr. 17 im Periodensystem der Elemente, hat mehrere Anwendungen. Es wird zur Sterilisation von Trinkwasser und zur Desinfektion von Schwimmbädern verwendet und wird nach Angaben der Royal Society of Chemistry zur Herstellung einer Reihe häufig verwendeter Produkte wie Papier, Textilien, Medikamente, Farben und Kunststoffe, insbesondere PVC, verwendet . Darüber hinaus wird Chlor bei der Entwicklung und Herstellung von Materialien verwendet, die in Produkten verwendet werden, die Fahrzeuge leichter machen, von Sitzkissen und Sitzbezügen bis hin zu Reifencord und Stoßstangen, so der American Chemistry Council.

Das Element wird laut Los Alamos National Laboratory auch in Prozessen der organischen Chemie verwendet - beispielsweise als Oxidationsmittel und als Ersatz für Wasserstoff. Ein Oxidationsmittel hat starke Desinfektions- und Bleicheigenschaften. Bei Verwendung als Wasserstoffersatz kann Chlor in organischen Verbindungen viele gewünschte Eigenschaften aufweisen, wie z. B. seine Desinfektionseigenschaften oder seine Fähigkeit, nützliche Verbindungen und Materialien wie PVC und synthetischen Kautschuk zu bilden.

Chlor hat aber auch eine Schattenseite: In seiner Erdgasform ist es gesundheitsschädlich. Chlor ist ein Reizstoff für die Atemwege, und das Einatmen kann zu Lungenödemen führen - einer übermäßigen Ansammlung von Flüssigkeit in der Lunge, die zu Atembeschwerden führen kann. Laut dem New York State Department of Health kann das Gas auch Augen- und Hautreizungen oder sogar schwere Verbrennungen und Geschwüre verursachen. Die Exposition gegenüber komprimiertem flüssigem Chlor kann zu Erfrierungen der Haut und der Augen führen, berichtet die Agentur.

Nur die Fakten

• Ordnungszahl (Anzahl der Protonen im Kern): 17
• Atomsymbol (im Periodensystem der Elemente): Cl
• Atomgewicht (durchschnittliche Masse des Atoms): 35,453
• Dichte: 3,214 Gramm pro Kubikzentimeter
• Phase bei Raumtemperatur: Gas
• Schmelzpunkt: minus 150,7 Grad Fahrenheit (minus 101,5 Grad C)
• Siedepunkt: minus 34,24 ° C
• Anzahl der Isotope (Atome desselben Elements mit einer unterschiedlichen Anzahl von Neutronen): 24. Anzahl der stabilen Isotope: 2
• Häufigste Isotope: Chlor-35 (76 Prozent natürliche Häufigkeit)

Grünlich-gelbes Gas für Sauerstoff gehalten

1774 setzte der schwedische Apotheker Carl Wilhelm Scheele in seinem Labor einige Tropfen Salzsäure auf ein Stück Mangandioxid frei, und laut American Chemistry Council wurde innerhalb von Sekunden ein grünlich-gelbes Gas erzeugt. Chlor wurde jedoch erst einige Jahrzehnte später vom englischen Chemiker Sir Humphry Davy als Element erkannt, und zuvor dachten die Leute, es sei eine Sauerstoffverbindung. Davy nannte es "khloros", vom griechischen Wort für grünlich-gelb, und 1810 aktualisierte er den Namen in "Chlorgas" oder "Chlor".

Chlor gehört zusammen mit Fluor (F), Brom (Br), Jod (I) und Astatin (At) zur Gruppe der Halogene - salzbildende Elemente. Sie befinden sich alle in der zweiten Spalte von rechts im Periodensystem der Gruppe 17. Ihre Elektronenkonfigurationen sind ähnlich, mit sieben Elektronen in ihrer äußeren Hülle. Sie sind hochreaktive Elemente; Wenn sie mit Wasserstoff verbunden sind, produzieren sie Säuren. Laut Purdue University findet man in der Natur keine in ihrer elementaren Form. Sie werden typischerweise als Salze in Mineralien gefunden.

Tatsächlich ist Natriumchlorid, auch als Tafelsalz bekannt, wahrscheinlich die bekannteste Form einer Chlorverbindung. Andere Verbindungen umfassen Kaliumchlorid, das zur Vorbeugung oder Behandlung niedriger Kaliumspiegel im Blut verwendet wird, und Magnesiumchlorid, das zur Vorbeugung oder Behandlung von Magnesiummangel verwendet wird.

Das meiste Chlor wird durch Elektrolyse von Natriumchloridlösungen hergestellt - unter Verwendung eines elektrischen Stroms, um eine chemische Reaktion zu erzeugen, so die Universität von York. Der Prozess trennt die Elemente.

Wer wusste?

• Aufgrund seiner toxischen Eigenschaften wurde Chlor nach Angaben der Royal Society of Chemistry im Ersten Weltkrieg als chemische Waffe eingesetzt.
• Wenn Chlor als freies Element isoliert wird, liegt es in Form eines grünlich-gelben Gases vor, das 2,5-mal schwerer als Luft ist und nach Bleichmittel riecht.
• Chorin ist nach Fluor das am zweithäufigsten vorkommende Halogen und das zweitleichteste Halogen der Erde.
• Natriumchlorid (Salz) ist die häufigste Chlorverbindung und kommt in großen Mengen im Ozean vor.
• Das Huhn, das Sie essen, enthält möglicherweise etwas Chlor. Hühnerkadaver, die von US-amerikanischen Fabrikfarmen stammen, werden häufig in Chlor getränkt, um die Verunreinigung des Stuhls zu beseitigen.
• Chlor zerstört Ozon und trägt zum Prozess des Ozonabbaus bei. Laut der US-Umweltschutzbehörde kann ein Chloratom bis zu 100.000 Ozonmoleküle zerstören, bevor es aus der Stratosphäre entfernt wird.
• Schwimmbäder sind auf Chlor angewiesen, um sie sauber zu halten. Laut dem American Chemistry Council sollte das Wasser in den meisten Schwimmbädern zwei bis vier ppm Chlor enthalten. Und dieses starke Chlor, das Sie beim Schwimmen im öffentlichen Schwimmbad riechen können, kann tatsächlich ein Indikator dafür sein, dass zusätzliches Chlor benötigt wird, um die Chemikalien im Wasser auszugleichen.

Forschung

Chlor hat im Laufe der Jahre bei Forschern für Aufsehen gesorgt, da es bestimmte schädliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben kann. Diese Effekte bleiben jedoch umstritten.

Chlor ist eines der Atome in einem Toxin, das einige südamerikanische Frösche in ihrer Haut haben. Laut dem American Chemistry Council kann es große Tiere lähmen oder sogar töten. Die Eingeborenen des kolumbianischen tropischen Regenwaldes rieben die Pfeilspitzen auf die Haut dieser "Pfeilgiftfrösche". John Daly, ein Wissenschaftler an den National Institutes of Health, versuchte, die Verbindung namens Epibatidin zu isolieren, konnte jedoch nicht genug von der Substanz erhalten (die Frösche sind gefährdet), und was er synthetisierte, hatte unerwünschte Nebenwirkungen. Durch die Umlagerung der Verbindung auf atomarer Ebene hoffen die Chemiker jedoch, dass sie schließlich eine Version finden können, die ein starkes Schmerzmittel darstellt.

Frühere Forschungen haben das Trinken von chloriertem Wasser mit einem erhöhten Krebsrisiko in Verbindung gebracht. In einer 1992 im American Journal of Public Health veröffentlichten Studie stellten Forscher beispielsweise fest, dass Menschen, die chloriertes Wasser tranken, ein um 21 Prozent höheres Risiko für Blasenkrebs und ein um 38 Prozent höheres Risiko für Rektalkrebs hatten als Menschen, die trank nicht chloriertes Wasser. In einer anderen Studie, die 2010 in der Zeitschrift Environmental Health Perspectives veröffentlicht wurde, stellten die Forscher fest, dass Menschen, die 40 Minuten lang in einem chlorierten Pool schwammen, erhöhte Biomarker (d. H. Bestimmte molekulare Indikatoren) im Zusammenhang mit dem Krebsrisiko hatten. Eine im selben Journal veröffentlichte Studie aus dem Jahr 2017 ergab jedoch, dass beim Trinken von chloriertem Wasser zwar ein höheres Blasenkrebsrisiko besteht, in einer Studie, in der die Anzahl untersucht wurde, jedoch kaum oder gar keine Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen dem Schwimmen in einem chlorierten Pool und dem Blasenkrebsrisiko bestehen Stunden im Schwimmbad während der Sommer- und Nicht-Sommermonate und in verschiedenen Altersgruppen.

Das US-Gesundheitsministerium, die Internationale Agentur für Krebsforschung und die US-Umweltschutzbehörde haben Chlor nach Angaben der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten nicht als krebserzeugend für den Menschen eingestuft.

Ist Chlor schlecht für Ihre Gesundheit? Nicht genau, sagte Preston J. MacDougall, Professor für Chemie an der Middle Tennessee State University in Murfreesboro.

"Sie möchten nicht zu viel Chlor verwenden, aber wir sollten keine Angst vor chemischen Substanzen haben, weil wir sie nicht verstehen", sagte MacDougall .

In der Tat ist das Fehlen einer geeigneten Chlorierung, um schädliche Bakterien abzutöten, wie z E coli, kann verheerende Folgen für die menschliche Gesundheit und das Leben haben, fügte er hinzu. Zum Beispiel starben im Mai 2000 in Walkerton, Ontario, sieben Menschen und mehr als 2.300 wurden krank, nachdem sich die Wasserversorgung der Stadt angesteckt hatte E coli und andere Bakterien nach Angaben des Water Quality and Health Council. Wenn der erforderliche Chlorgehalt eingehalten worden wäre, hätte die Katastrophe auch nach einer Kontamination des Wassers verhindert werden können, wie aus einem Bericht des Generalstaatsanwalts von Ontario hervorgeht.

Darüber hinaus ist die Zugabe von Chlor zu Wasser eine Methode, mit der viele versuchen, sauberes Wasser in Entwicklungsländern leicht zugänglich zu machen. Eine 2017 veröffentlichte Studie besagt, dass jedes Jahr 3,4 Millionen Menschen an Wasser sterben, das mit schädlichen Bakterien wie z E coli, und dass bis zu 4,4 Milliarden Menschen keine zuverlässige Quelle für sauberes Trinkwasser haben. Die Chlorierung der Wasserversorgung und die Annäherung des Wassers an die Gemeinden ist ein wichtiger Schritt, um sauberes Wasser denjenigen näher zu bringen, die es benötigen.

Darüber hinaus gibt es einige vielversprechende forschungsbezogene Neuigkeiten über Chlor. MacDougall verwies auf eine kürzlich durchgeführte Studie zu Chloratomen, die in einer neuartigen Klasse von Antibiotika gefunden wurden, die in winzigen Meeresorganismen in nordatlantischen Gewässern in der Nähe von Norwegen entdeckt wurden. Diese Chloratome sind essentiell für die antibiotische Aktivität der Verbindungen, die gegen Methicillin-resistent wirksam sein können Staphylococcus aureus, Ein Bakterium, das bei Menschen schwer zu behandelnde Infektionen verursacht und gegen häufig verwendete Antibiotika resistent ist, sagte er.

"Die Community der Wirkstoffforscher ist sehr begeistert von diesen natürlich vorkommenden Verbindungen, da sie gegen MRSA wirksam sind", sagte MacDougall, der nicht an der Forschung beteiligt war und im April 2014 in der Zeitschrift Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht wurde.

Zusätzliche Berichterstattung von Rachel Ross, Mitwirkende.

Zusätzliche Ressourcen

• In diesem lustigen Video von Periodic Videos können Sie sehen, wie reaktiv Chlor ist, wenn es mit anderen Verbindungen interagiert.
• Erfahren Sie mehr über die zahlreichen überraschenden Anwendungen von Chlor auf dieser Website namens Elements of Surprise, die diesem vielseitigen Element gewidmet ist.
• Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie sich die Exposition gegenüber Chlor auf Ihre Gesundheit auswirken kann, lesen Sie den Abschnitt mit den häufig gestellten Fragen zu Chlor auf der CDC-Website.