Oosthoek encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 15-11-2018

Chloor

betekenis & definitie

Chloor - van Χλώρóç (Gr.), bleekgroen, een scheikundig element, symbool CL, atoomgewicht 35,45, in 1774 voor het eerst door Scheele uit zoutzuur en bruinsteen bereid en door Berthollet aangezien voor een oxyd van murium, door Davy 1807 als element gekarakteriseerd.

Het komt in de natuur nooit in vrijen toestand voor doch in verbindingen als bestanddeel van het zeewater, waarvan het ongeveer 2% uitmaakt. Het is ook aanwezig in de gesteenten, deels als werkelijk bestanddeel van gesteentevormende mineralen, deels in den vorm van chloriden bevattende oplossingen en daaruit afgescheiden, kristallen als insluitsel in bovenbedoelde mineralen, speciaal kwarts. Gemiddeld is het gehalte aan chloor der gesteenten 0.02 0.04 % en deze wijze van voorkomen, al is het gehalte gering, is van beteekenis omdat daaruit blijkt, dat het element ook aanwezig moet zijn in de gloeiend vloeibare massa in de diepere deelen der aarde, waaruit bij bekoeling de stollingsgesteenten ontstaan zijn. Deze conclusie wordt bevestigd door het onderzoek van de gassen, die aan de spleten der werkzame vulkanen ontsnappen; deze bevatten dikwijls overvloedig zoutzuur. Dat wij desondanks weinig chloriden aantreffen onder de mineralen der ertsgangen, vindt zijn oorzaak in de gemakkelijke oplosbaarheid van de meeste chloriden. Dientengevolge zijn, behalve in zeer regenarme streken, de gevormde chloriden opgelost en door de rivieren afgevoerd.

Inderdaad bevat ook rivierwater en in het algemeen al het aardsche water, zelfs het regenwater, dat het aan de atmosfeer onttrekt, chloor. Het is duidelijk, dat het rivierwater ook een deel van zijn chloorgehalte langs dezen weg ontvangen heeft, dat dus oorspronkelijk afkomstig is van de zooeven genoemde vulkanische gassen. In den oceaan en in meren en binnenzeeën zonder afvoer, waarheen de rivieren haar water voeren, wordt het chloorgehalte zeer vergroot zoowel in absoluten zin tengevolge van de verdamping als in vergelijking met de andere bestanddeelen, omdat het chloor, in tegenstelling met deze, noch door de dieren en planten, noch langs chemischen weg aan het water onttrokken wordt, zoolang niet een algeheele indroging intreedt. Als het zoover komt, wordt ook het chloor afgescheiden en wel in den vorm van chloriden. Het c.vervult geologisch een rol van beteekenis; het behoort tot de mineralisatoren en is het vervoermiddel, dat nuttige metalen uit de diepere deelen van de aardkorst naar boven heeft gebracht.

Zoo het tin, dat als vluchtig chloride gasvormig is opgestegen en eerst dichtbij de oppervlakte, in aanraking komende met zuurstof, werd omgezet in het oxyde, dat thans in tinmijnen het doel der exploitatie is. Er bestaat een sterk vermoeden, dat ook het goud op eenige zijner vindplaatsen gebracht is als chloride, maar te dien aanzien bestaat niet dezelfde zekerheid als voor tin. In vasten vorm komt het C. in de natuur voor als chloriden en oxychloriden, in de fosfaten der apatietgroep, in Silikaten der sodaliet- en skapolietgroepen. Als uitgangsmateriaal voor de bereiding van chloor, zoutzuur en chloorkalk dient hoofdzakelijk steenzout, in mindere mate ook de kalizouten. Voor de bereidingen langs chemischen weg worden deze meest eerst in zoutzuur omgezet en dit geoxydeerd tot water en chloor. Terwijl in het labarotorium bruinsteen, kaliumpermanganaat, kaliumbichromaat, of bleekpoeder als oxydatiemiddelen gebruikelijk zijn, bepaalt de techniek zich tot bruinsteen, (Weldon proces) en luchtzuurstof, (Deaconproces). Bovendien worden chloorcalcium en chloormagnesium afkomstig resp. van het Solvay-soda-proces en van de kalizoutfabricage volgens speciale methoden direkt op chloor verwerkt.

De electrolytische methoden vinden vrijwel uitsluitend in de techniek toepassing, en wel op reusachtige schaal. Bij de electrolyse gaat het chloorion naar de van grafiet, of zelden ferroferrioxyd vervaardigde positieve electrode wordt ontladen en ontwijkt als chloorgas. Het natriumion, dat aan de gewoonlijk ijzeren negatieve pool ontladen, als metaal zou vrijkomen, ontleedt het water en geeft er natriumhydroxyde mee en waterstofgas dat ontwijkt. Diffundeert het natriumhydroxyde door de vloeistof dan wordt ook dit door den stroom ontleed resp. door het ontwijkende C. of het electroden materiaal omgezet, waardoor chloorzuurstofverbindingen en koolzuur ontstaan, en stroom onnut verloren gaat. Men heeft dit bezwaar overwonnen door de beweging van de vloeistof te bemoeilijken door een poreuzen wand, het diaphragma, (diaphragmaproces) door beweging van de electrolyt van de positieve naar de negatieve pool en scheiding der polen door een klok (klokken-proces), door als negatieve pool kwikzilver te gebruiken, dat zich met het natrium amalgameert en dit aldus aan de inwerking van het water onttrekt (kwikzilver-proces) en door de electrolyse in gesmolten watervrij keukenzout uit te voeren (smeltproces). Het diaphragmaproces levert een C. dat een paar % koolzuur bevat, die voor de bleekpoederbereiding minder gewenscht zijn, bovendien veroorzaakt het diaphragma steeds spanningsverlies; het kwikzilverproces waarbij het met natrium beladen kwik in een afzonderlijk vat met water in reactie treedt en daar natriumhydroxyde vormt, levert uitstekende producten, is echter door de aanschaffing van de groote hoeveelheid kwik duur in aanleg, bovendien door de ook hier hooge spanning, duur in bedrijf; het klokkenproces is van jongeren datum, levert goede resultaten, doch vergt veel ruimte; het smeltproces eischt veel stroom daar zoowel het zout als het lood, dat hier dezelfde rol speelt als het kwik in het kwikzilverproces door de stroomwarmte alleen vloeibaar worden gehouden; het is alleen rendabel bij uiterst lage stroomprijzen.

Chloor is bij gewone temperatuur en druk een groen-geel gas, ruim 2 ½ maal zoo zwaar als lucht. Men kan het verdichten tot een gele vloeistof, die bij 33,6° kookt, en die bij die temperatuur een S. g. van ongeveer 1,5 bezit.Door afkoeling tot 102° wordt het vast. Het vloeibare chloor wordt in het groot uit het electrolytischbereide C. gemaakt door samenpersen met speciaal tot dat doel geconstrueerde pompen en in ijzeren flesschen en zelfs ketelwagens vervoerd. In drogen toestand werkt het n.l. niet op ijzer in. (Per K.G.vulling representeerend 300 L. gas) moet de ruimte 0.8 L. bedragen terwijl de (Duitsche) voorschriften een proefdrukking van 22 atm. voorschrijven, terwijl de gasdrukking bij 15° slechts 5,75 atm. bedraagt. De kritische temperatuur bedraagt 146°, de kritische druk 83,9 atm. In water lost C. vrij sterk op; bij 15° b. v. 2.6 L., per L. water. Bij lagere temperaturen kan men er hydraten uit afzonderen. Bij koken wordt het echter geheel eruit verdreven.

Ook in andere vloeistoffen kan men C. oplossen. Door verzadigde pekel en sterk zwavelzuur wordt het zeer weinig opgenomen. Men vangt het daarom liefst boven een van deze vloeistoffen op. C. bezit een karakteristieken prikkelenden reuk, het tast de slijmvliezen sterk aan en veroorzaakt in kleine dosis op verkoudheid gelijkende verschijnselen (chloorverkoudheid). In de industrie veroorzaakt het vaak acne-puisten en als chloorkalk huiduitslag. Bij, grooter hoeveelheden ontstaat sterke ademnood, beklemming, asthma en bloedspuwen. Als tegengif is het inademen van zwavelwaterstof, ether of anilinedamp, alkoholdamp en ammoniak aanbevolen, waarvan de laatste twee zelf, althans relatief, weinig schadelijk zijn. Een gehalte der lucht van 0.0002 a 0.0003 % C. kan een mensch zonder opvallend nadeel verdragen; arbeiders, die er veel in verkeeren, verdragen zelfs hoogstens 0.01%.

Chemisch is C. een van de heftigst werkende elementen. Het verbindt zich direkt met alle andere elementen uitgezonderd met fluoor, broom, zuurstof, stikstof en de edelgassen. Met zuurstof en stikstof zijn echter indirekt wel verbindingen te bereiden. In het periodiek systeem der elementen staat het in de 7e groep. Het behoort tot de hoofdgroep, te zamen met het fluoor, dat eraan voorafgaat en broom en jood, die erop volgen en waarmede het samen de zeer karakteristieke familie der halogenen vormt. C is, na het fluoor, wel het meest sterk electronegatieve element. Met waterstof heeft bij gewone temperatuur in het donker geen inwerking plaats. Mengels van beide gassen verbinden zich echter in diffuus daglicht langzaam, in zon- of ander chemisch actief licht zelf onder explosie (chloorknalgas).

Ook bij hoogere temperatuur heeft reactieplaats. Met metalen verbindt C. zich vaak onder vuurverschijnsels tot zouten, chloriden, waarvan de meeste in water oplosbaar zijn. Van de meer gewone elementen zijn alleen zilverchloride, loodchloride en mercurochloride weinig oplosbaar, van welk feit men in de analyse gebruik maakt. Ook de niet-metalen werken op C. in onder vorming van C. verbindingen, die veelal het karakter van zuurchloriden bezitten. Op koolstof, vooral in meer compacten vorm werkt het slechts traag en moeilijk in. Van de verbindingen worden vooral de waterstofverbindingen door C. aangetast, dat zich van de waterstof ervan meester maakt. Dit geschiedt zelfs bij water, dat dus in zoutzuur en zuurstof overgaat. Vandaar de oxydeerende werking van chloorwater.

Uit bromiden en jodiden worden de elementen door C. vrijgemaakt, terwijl ook uit zuurstofverbindingen, zij het ook slechts bij hooger temperatuur, de zuurstof wordt verdreven. Aan onverzadigde organische verbindingen wordt het geaddeerd. De verschillende wijzen van inwerken van het C. maken, dat veel organische stoffen er geheel door worden ontleed, waarop zijn toepassing als bleekmiddel, als middel tot het vernietigen van onaangenaam riekende organische stoffen, als desinfectiemiddel berust. Het grootste deel van het geproduceerde C. wordt echter in andere bleekmiddelen n. l. hypochlorieten omgezet. Waren deze vroeger hoofddoel der bereiding, sinds de electrolytische bereidingsmethoden haar intrede in de techniek hebben gedaan en natriumhydroxyde resp. kaliumhydroxyde als tweede product leveren, is dit hoofdzaak geworden te meer daar de gevraagde hoeveelheid hiervan haast onbeperkt is.

Zoo is het C. daar van doel der fabricage tot bijproduct geworden en wel, wegens zijn uiterst heftige werkingen tot hoogst hinderlijk bijproduct, dat tot iederen prijs onschadelijk moet worden gemaakt. Men heeft dit gedaan door het bereiden van allerlei gechloorde organische stoffen als chloraal, chloorazijnzuren, gechloreerde benzolen, naphtalinederivaten, tetrachloorkoolstof, de verschillende uit acetyleen bereide C.-verbindingen als acetyleentetrachloride, di-, tri-, per-chloorethyleen, tetra-, penta- en hexa-chloorethaan, en verder anorganische verbindingen als phosgeen en chloorzwavel. Al deze processen te zamen met het gebruik als goudextractie middel (vloeibaar C.), bij het winnen van bromium uit de resten der kalizouten, als oxydatiemiddel in verschillende chemische processen, voor de bereiding van tinchloride en voor het onttinnen van blik, zijn niet in staat het geproduceerde chloor te verzwelgen, zoodat men steeds naar nieuwe débouchés zoekt. Zelfs verwerkt men het hier en daar op zoutzuur, een eigenaardig verschijnsel, waar elders (zie DEACONPROCES) het omgekeerde wordt bewerkt en zou zuur zelf een beperkt afzetgebied heeft.

Terwijl van oudsher Engeland veel chloor voor de fabricage van hypochlorieten produceerde, is het voor het vrije element door Duitschland overvleugeld. Daarnaast is Amerika hoofdvoortbrenger.

In ons land is de chloorfabricage een oorlogsindustrie, die echter op bescheiden schaal, ook in de toekomst, naar het zich laat aanzien, kan worden volgehouden.