Výskyt chloru v přírodě a jeho sloučeniny

Chlór je přírodní, vysoce reaktivní plyn s typickým štiplavým zápachem. Pro současnou průmyslovou společnost je chlor nenahraditelný. Velká část chlóru je spotřebována na výrobu PVC a tisíců dalších organických i anorganických polotovarů a výrobků. Chlór je široce využívaný, vysoce reaktivní plyn.

V přírodě se volný chlor nevyskytuje, ve velkém množství se chlor nachází zejména v chloridech alkalických kovů. Chlorid sodný je hlavní složkou solí obsažených v mořské vodě a významným způsobem tak ovlivňuje složení hydrosféry. Kromě chloridů se chlor v nerostech vyskytuje vzácně i ve formě kyslíkatých sloučenin, např. poyarkovit Hg3ClO nebo sundiusit Pb10(SO4)Cl2O8, nejvyšší obsah chloru (74.47% Cl) ze všech nerostů má minerál chloromagnesit MgCl2, celkem bylo popsáno více než 300 nerostů s obsahem chloru.

Sloučeniny chloru

Mezi kyslíkaté sloučeniny chloru patří nestálé, prudce explozivní oxidy Cl2O, ClO2, Cl2O6 a Cl2O7. Nejběžnějším oxidem chloru je žlutohnědý plynný oxid chlorný Cl2O, v kapalné formě se jedná o červenohnědou kapalinu. Další kyslíkatou sloučeninou chloru je zelenožlutý explozívní plynný oxid chloričitý ClO2. Oxid chloristý Cl2O7 je bezbarvá olejovitá kapalina, jedná se o nejstabilnější oxid chloru.

Mezi další kyslíkaté sloučeniny chloru patří čtyři jednosytné kyslíkaté kyseliny, z nichž kyselina chloristá HClO4 a chlorečná HClO3 jsou ve vodných roztocích dokonale disociovány a patří tak mezi nejsilnější známé minerální kyseliny. Nestálá kyselina chloritá HClO2 patří mezi silné kyseliny, její soli chloritany jsou prudce jedovaté. Naopak kyselina chlorná HClO disociuje nepatrně (pKA=7,53) a patří mezi nejslabší známé anorganické kyseliny, viz tabulka disociace kyselin. Slabá kyselina chlorná je ze všech kyslíkatých kyselin chloru nejsilnějším oxidační činidlem.

Mezi technicky nejdůležitější kyslíkaté sloučeniny chloru patří chlorové vápno, což je směs vápenaté soli kyseliny chlorné a chlorovodíkové. Pro chlorové vápno se obvykle uvádí chemický vzorec Ca(ClO)2·CaCl2·Ca(OH)2 nebo CaO·CaCl(OCl)·H2O. Hlavní účinnou složkou chlorového vápna je tedy chlornan vápenatý Ca(ClO)2. Chlorové vápno se obvykle vyrábí vápníkovým procesem, tj.

Čtěte také: Přírodní zdroje soli

Výroba chloru

Chlór se vyrábí z chloridu sodného (kuchyňské soli) v podstatě třemi možnými postupy: amalgámovou elektrolýzou, diafragmovým procesem anebo membránovým procesem. Z těchto procesů je k životnímu prostředí nejšetrnější membránový. Elektrolytická výroba chloru z roztoku chloridu sodného se provádí ve třech základních typech elektrolyzérů.

• Diafragmový elektrolyzér používá železnou katodu, na které se vylučuje vodík. Katolyt a anolyt bývá oddělen nejčastěji vodorovnou, méně často svislou diafragmou. V katodovém prostoru potom vzniká roztok hydroxidu sodného NaOH.
• Amalgamový elektrolyzér používá katodu rtuťovou, nevylučuje se na ní vodík, ale dochází ke vzniku amalgamu sodíku. V tomto případě nemusí být použita diafragma.

Kromě elektrolytického způsobu je také možná chemická výroba chloru, která je založena na oxidaci chlorovodíku různými oxidačními činidly. V průmyslovém měřítku se využívá tzv. KEL proces, který spočívá v oxidaci chlorovodíku kyslíkem při tlaku 1,4 MPa a teplotě 120 - 180°C.

Využití chloru

Chlor se využívá pro výrobu PVC, polykarbonátů, epoxidových pryskyřic, chlorovaných rozpouštědel, dále jako chlorační činidlo při výrobě velké řady anorganických i organických sloučenin, jako bělidlo, při výrobě bromu a ke sterilizaci pitné vody. K dezinfekci pitných a lázeňských vod je stále běžné užití elementární chlóru.

Mechanismus sterilizace vody pomocí chloru je však poněkud složitější. K ničení choroboplodných zárodků v chlorované vodě nedochází přímým působením chloru, ale vlivem volného kyslíku, který vzniká rozkladem kyseliny chlorné HClO, vzniklé rozpouštěním chloru ve vodě. Dalším důležitým zdrojem aktivního chloru, který se jako součást bazénové chemie využívá ke sterilizaci vody, je kyselina trichlorizokyanurová C3Cl3N3O3. Mechanismus působení kyseliny trichlorizokyanurové spočívá v její hydrolýze, při které vzniká jako účinná látka kyselina chlorná HClO a kyselina kyanurová. Obdobným způsobem se jako součást bazénové chemie využívá také dichlorisokyanurát sodný C3Cl2N3NaO3.

Methylchlorid CH3Cl je důležité metylační činidlo. Chlornan draselný KClO (javelský louh) a chlornan sodný NaClO (Labarraqueův louh) se používají jako bělící lázně.

Čtěte také: Výskyt rtuti v přírodě

Chlor v životním prostředí

Do prostředí se chlór uvolňuje během průmyslové produkce, při spalování paliv i odpadů, nebo při jeho užití k dezinfekčním účelům. Lesní vegetace vstřebává chlor nebo jeho sloučeniny kutikulou. Část jich přechází do půdy, odkud se kořeny a transpiračním proudem v kmenu přemístí a uloží hlavně v listech, resp. v jehličí, jako chlorid či rozpustná organická sloučenina.

Samostatnou kapitolou průniku chloru do lesního ekosystému jsou dnes posypové soli, které se používají k údržbě vozovek ve statisících tun za rok. Solná břečka odstřikuje na okolní stromy a větrem je solný aerosol rozptylován hlouběji do porostů. Zasolení obvykle postihuje okraje porostů a podle tvaru terénu je různě prostorově omezeno. Nejzávažnější poškození způsobí solný roztok, který odtéká z odvodňovacích příkopů hluboko do lesa.

Při úniku do ovzduší se chlor drží při zemi (je těžší než vzduch), ale také celkem rychle reaguje s ostatními látkami přítomnými ve vzduchu za vzniku chloridů a kyselin. Díky své vysoké reaktivitě se nedá očekávat, že by se kumuloval v půdě anebo dostal do podpovrchových vod. Ve své elementární formě se nekumuluje se v rostlinách ani živočiších. Ve vodě může vytvářet organické sloučeniny.

Vliv chloru na zdraví

Dopady vystavení chloru na zdraví jedince závisí na koncentraci této látky, na délce a frekvenci opakování expozice. Důsledky také závisí na zdravotním stavu jedince a na podmínkách v prostředí při úniku chloru. Opakované vdechování malých dávek chloru během krátké doby má negativní dopad na dýchací soustavu. Projevuje se od kašle, přes bolest na hrudi až po vodu na plicích. Chlor dráždí kůži, oči a dýchací ústrojí. Plynný chlor narušuje oxidací tkáně živočichů i rostlin. Je speciálně nebezpečný pro organismy žijící ve vodě a v půdě. Vzduch, obsahující 0,5 - 1,0 % chloru, způsobuje člověku rychlou smrt, vyvolanou hlavně vznikem chlorovodíku v dýchacím ústrojí.

Emisní limity

Pro kategorie látek 8.13 chlor a 8.14 chlor a jeho anorganické sloučeniny, včetně Cl2 podle bodu 8.13, vyjádřené jako Cl platí podle Přílohy č.1 k vyhlášce č. 356/2002 Sb. následující limit: Při hmotnostním toku emisí všech těchto znečišťujících látek vyšším než 500 g/h nesmí být překročena úhrnná hmotnostní koncentrace 50 mg/m3 těchto znečišťujících látek v odpadním plynu. Pro spalování odpadů platí pro plynné sloučeniny chloru vyjádřené jako HCl podle nařízení vlády č. 354/2002 Sb. emisní limit 10 mg/m3.

Čtěte také: Recyklace kyseliny tereftalové

Teplá voda pro účely hygieny: 0,1 až 1 mg/l pro volný chlór (vyhl. č. Stanovení se provádí v místě odběru vzorků. Neplatí pro řízenou nárazovou dezinfekci, při které lze použít i vyšší dávky dezinfekčního přípravku za podmínky, že pomocí organizačních opatření bude zajištěno, že takto ošetřená voda nebude použita k lidské spotřebě (pití a koupání).

Bezpečnostní pokyny:

• S 9 - Uchovávejte obal na dobře větraném místě
• S 45 - V případě nehody, nebo necítíte-li se dobře, okamžitě vyhledejte lékařskou pomoc (je-li možno, ukažte toto označení)
• S 61 - Zabraňte uvolnění do životního prostředí.

tags: #výskyt #chloru #v #přírodě #a #jeho

Oblíbené příspěvky:

• Historie Mostu skrze Ekologické centrum
• Vysvětlení Bergmanova pravidla
• Slapská přehrada stanování
• Projektant a ekologické stavby v Lounech
• Druhy popelnic a jejich využití