Klor er et grunnstoff som er en gass ved romtemperatur. Klorgass består av to klor-atomer, Cl2. Gassen er grønngul og giftig, og har en intens lukt. I salter (klorider) foreligger klor som Cl−-ioner. Klor brukes blant annet til bleking, desinfisering av drikkevann, produksjon av insektmidler og fremstilling av PVC.
Klorgass er skadelig for alle levende organismer. Selv svært små mengder irriterer slimhinnene, mens større konsentrasjoner skader lungene og er dødelig. I dagliglivet får man i seg klor for eksempel i form av bordsalt, natriumklorid. Da er klor til stede som ioner, noe som er det ganske trygt.
Klor er det andre grunnstoffet i gruppe 17 (halogenene) i periodesystemet.
Bruk
Klor og klorforbindelser har mange bruksområder. Klorforbindelser brukes generelt mye som industrikjemikalier, blant annet som utgangsmateriale for fremstilling av andre uorganiske forbindelser. Dessuten bruker nesten alle legemidler klorholdige kjemikalier under produksjonen. Klor brukes også til å fremstille kjølemidler, løsemidler, insekticider og fargestoffer.
PVC-plast
En av de viktigste anvendelsene av klor er til fremstilling av klororganiske forbindelser som vinylklorid til produksjon av PVC (polyvinylklorid). PVC er en type plast som blant annet brukes i bankkort.
Bleking
Klor brukes i store mengder ved bleking av papirmasse og ved gjenvinning av papir. Klor må her til for å fjerne blekket.
Klor brukes også som blekemiddel i tekstilindustrien. Bleking ved hjelp av vandige løsninger av klor ble først utført av James Watt i England i 1786, og dette ble fort standardmetoden for bleking av bomull, lin og ull. Det tok ikke lang tid før forskere fant ut at de fikk et enda mer effektivt blekemiddel ved å løse klorgass i en løsning av natriumhydroksid. Dette ga natriumhypokloritt, som snart ble standardmiddelet for bleking. Denne forbindelsen brukes fortsatt som blekemiddel, for eksempel i klorin.
Klorering av vann
Klor brukes som desinfeksjonsmiddel i drikkevann. Virus og bakterier er svært følsomme overfor klor selv i små konsentrasjoner, og denne behandlingen av drikkevann har redusert spredning av sykdommer som kolera, tyfus og hjernehinnebetennelse i stor grad. Klorering av drikkevann er i dag standard over store deler av verden. Selv i land hvor det drikkevannet normalt ikke inneholder bakterier, benyttes klorering for å hindre bakterievekst i vannledningene. Klor brukes også til å desinfisere vannet i svømmebasseng.
- Les mer om klorering.
Stridsgass
Klor er svært skadelig for lungene, og gassen ble av denne grunn brukt som stridsgass under første verdenskrig. Blant annet brukte tyske styrker klorgass i Flandern i 1915. Vind brakte gassen til Normandie og ned i skyttergravene til britiske tropper. Fem hundre menn døde og tre ganger så mange ble tatt ut av kamp. I en periode ble klorgass benyttet av begge sidene i konflikten, inntil troppene fikk tilgang til gassmasker, som satte en stopper for denne typen kjemisk krigføring.
Klorgass ble så sent som 17. mars 2007 brukt i et terrorangrep mot lokalbefolkningen og okkupasjonsstyrkene i Irak. Tankbiler med klor ble sprengt i Anbar-provinsen. To mennesker ble drept og mer enn 350 ble skadet eller syke.
Forekomst
Klor forekommer ikke fritt i naturen, men det finnes i store mengder i havet i form av kloridioner, Cl–. Det gjennomsnittlige kloridinnholdet i sjøvann er nær to vektprosent, med betydelig variasjon mellom forskjellige havområder. Klor utgjør cirka 0,0145 vektprosent (145 ppm) av jordskorpen.
I form av klorid er klor også utbredt i saltleier og i innsjøer uten avløp. Blant de viktigste klorholdige mineralene er halitt (steinsalt), sylvin og karnalitt, KMgCl3·6H2O.
Klorforbindelser i miljøet
Klorforbindelser er skadelige for miljøet i mange forskjellige sammenhenger. Noen viktige er KFK, DDT og PCB.
KFK
Klorfluorkarboner (KFK) har blitt brukt i en rekke industrielle prosesser og produkter, som for eksempel i kjøleskap og i klimaanlegg og som drivgass i spraybokser. KFK-gassene er svært stabile, samtidig som de ikke har noen akutt biologisk virkning. Problemet er at gassene oppkonsentreres i atmosfæren. Hvis de når stratosfæren, vil UV-stråling fra Sola bryte dem ned. Det dannes da svært reaktive klor- og fluorforbindelser som i neste omgang bidrar til nedbryting av ozonlaget.
- Les mer om klorfluorkarboner.
DDT
Diklordifenyltrikloretan (DDT) er en klorforbindelse som ble brukt som insektmiddel for å bekjempe insektbårne sykdommer som tyfus, malaria og gulfeber. Undersøkelser viste at DDT ikke var akutt giftig for mennesker, men etterhvert viste det seg at en malariamygg var blitt motstandsdyktig mot DDT. Stoffets høye stabilitet fører dessuten til at det hopes opp i miljøet. Det løses godt i fett og mindre godt i vandig løsning og dette førte til en anrikning i fettvevet som økte fra en art til den neste i næringskjeden. I Norge ble DDT lite brukt etter 1969, og tre år senere ble stoffet forbudt i jordbruket i USA.
- Les mer om DDT.
PCB
Polyklorerte bifenyler (PCB) er en gruppe organiske forbindelser som er kjemisk stabile, tåler varme og har lav elektrisk ledningsevne. Derfor ble PCB brukt som isolasjons- og kjølemiddel i elektrisk utstyr som kondensatorer og transformatorer. I tillegg ble PCB brukt i trykksverte, i hydrauliske oljer og som flammehemmer. På 1970-tallet ble det innført restriksjoner på produksjon og bruk av PCB fordi det ble funnet i store mengder i miljøet, helt fra bunnsedimenter til toppen av næringskjeden, for eksempel hos sel og isbjørn. PCB har vist seg å endre forplantningsevnen til sjøpattedyr.
- Les mer om PCB.
Klor i kroppen
I et voksent menneske finnes totalt rundt 75 gram klorid, altså klor i ioneform. Kloridionet er det anionet det finnes mest av i menneskekroppen. Vi får i oss klorid hovedsakelig som vanlig bordsalt. Gjennomsnittlig daglig inntak er på rundt seks gram.
Kloridionet er det viktigste anionet både i og utenfor cellen. Klorid styrer surhetsgraden i blodet og trykk til vevsvæske i hele kroppen. Saltsyre (hydrogenklorid) produseres i magesekken for fordøyelse av mat (magesyre). Svette inneholder salt, og kroppens lager av klorid kan tappes hurtig ved ekstrem fysisk aktivitet. Det er grunnen til at det kan være nødvendig å spise salttabletter hvis man for eksempel trener mye i sterk varme.
Som følge av de oksiderende egenskapene er klor svært skadelig for lungene. Grenseverdier for de farligste klorforbindelsene ligger på rundt 0,2–0,5 milligram per kubikkmeter (mg/m³).
- Les mer om klorid i kroppen.
Historie
Klor var det første halogenet som ble isolert. Halogener er grunnstoffene i gruppe 17 i periodesystemet og disse danner anioner i salter. Det ble oppdaget i 1774 av Carl Wilhelm Scheele som et produkt ved reaksjonen mellom mangandioksid (brunstein) og saltsyre. Han trodde imidlertid at gassen ifølge flogistonteorien bestod av deflogistikert muriatisk syre (saltsyre).
Det var Humphry Davy som i 1810 ble klar over at klor er et grunnstoff og gav det navn. Dets vanligste salt, natriumklorid (NaCl), altså vanlig bordsalt, har vært kjent fra tidlige tider som et viktig kosttilskudd og er omtalt allerede i Bibelen.
Aqua regia, kongevann, som er en blanding av saltsyre (HCl) og salpetersyre, er kjent fra 1200-tallet som oppløsningsmiddel for blant annet gull.
Fremstilling
Opprinnelig ble klor fremstilt ved å tilsette svovelsyre til natriumklorid og mangandioksid. Denne metoden blir også benyttet i laboratoriet.
Fra cirka 1870 ble klor fremstilt ved luftoksidasjon av hydrogenklorid ved 450 °C over en katalysator som for eksempel kobbersulfat (deaconprosessen).
Ved overgangen til 1900-tallet overtok elektrolyseprosessene, og klorproduksjonen utføres nå ved elektrolyse av vannløsninger av natriumklorid (klorkaliprosessen).
USA og Tyskland er de største produsentene av klorgass. I 2022 var verdensproduksjonen av klor 97 millioner tonn.
Kjemiske egenskaper
Klor er svært reaktivt og er et kraftig oksidasjonsmiddel. Det reagerer med mange metaller og danner klorider. Forbindelsen med hydrogen, hydrogenklorid, er en fargeløs gass med en stikkende lukt. Den er lett løselig i vann og danner saltsyre, som er en sterk syre.
Klor blir delvis disproporsjonert til klorid (Cl-) og hypoklorsyrling (HClO) når det løses i vann, som vist i denne reaksjonsligningen:
\[\ce{Cl2(g) + 2H2O(l) <=> Cl^{–}(aq) + HClO(aq) + H3O^{+}(aq)}\]
Løseligheten avtar med økende temperatur fra 9,97 gram per liter ved 10 °C til 1,2 gram per liter ved 90 °C (ved atmosfærisk trykk). Løsligheten er generelt høyere i organiske løsemidler enn i vann. I ikke-polare løsemidler er klor gult.
Oksidasjonstall
I klorider er klor til stede i oksidasjonstrinn −I. I forbindelser med de mer elektronegative grunnstoffene fluor og oksygen opptrer klor i oksidasjonstrinn I, III, IV, V og VII. Eksempler er natriumklorat(I) (natriumhypokloritt), NaOCl, natriumklorat(III), NaOCl2, klordioksid, ClO2, natriumklorat(V), NaClO3 og natriumklorat(VII) (natriumperklorat), NaClO4.
Isotoper
En rekke isotoper av klor med massetall mellom 32 og 40 er kjent, men det er kun to stabile isotoper av klor:
- 35Cl (75,77 prosent)
- 37Cl (24,23 prosent)