Hallo, ich habe das Thema "Chlor" im Chemieunterricht und interessiere mich, näheres zu erfahren. Meine Frage lautet wie folgt: (lese unten)?

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3 Antworten

Moin,

das gelbgrüne Chlorgas besteht aus zweiatomigen Minimolekülen (Cl2). Das bedeutet, dass es zwischen den beiden Chloratomrümpfen ein bindendes Elektronenpaar gibt. Bei den allermeisten Elementen, bei denen Atome mit ihresgleichen auf solche Art verbunden sind, sind die Elektronenpaarbindungen sehr energiereich und von daher nicht sonderlich stabil. Deshalb sind solche mehratomigen Elemente in der Regel ziemlich reaktionsfreudig (H2, O2, O3, F2, Cl2, Br2, I2, P4, S8).

Die Reaktionsfreudigkeit kann man sich so erklären, dass die bindenden Elektronenpaare zwischen gleichen Atomrümpfen gleichmäßig verteilt genau zwischen ihnen liegen, weil beide Atomrümpfe mit gleicher Stärke an einem Elektronenpaar ziehen. Das relative Maß für die Stärke, mit der Atomrümpfe an bindenden Elektronenpaaren ziehen, nennt man Elektronegativität.

Die Elektronegativität ist von Element zu Element verschieden. Sind zwei Atome verschiedener Elemente über Atombindungen miteinander verbunden, so ziehen die Bindungspartner unterschiedlich stark an den bindenden Elektronenpaaren. Das führt zu einer Ungleichverteilung der Elektronendichte (der stärker elektronegative Atomrumpf wird negativ teilgeladen, weil er das bindende Elektronenpaar stärker zu sich heran zieht; der andere Bindungspartner, von dem das bindende Elektronenpaar weggezogen wird, erhält logischerweise eine positive Teilladung).
Solche ungleichen und somit polaren Ladungsverteilungen sind meistens thermodynamisch stabiler als eine vollkommen gleichmäßige Ladungsverteilung in unpolaren Bindungen. Im Klartext: Atome von Elementen sind "lieber" mit Atomen anderer Elemente verbunden als mit ihresgleichen (Ausnahmen sind hier Kohlenstoff oder Silicium, die auch jeweils untereinander sehr stabile Atombindungen ausbilden).

Beim Chlor ist es nun so, dass seine Elektronenpaarbindung so energiereich ist, dass sie bereits durch etwas UV-Bestrahlung homolytisch gespalten werden kann. Homolytisch heißt, dass das bindende Elektronenpaar gespalten wird und zwar so, dass jeder der ehemaligen Bindungspartner jeweils ein Elektron behält:

  _      _                      _          _
I Cl – Cl I  --[UV]--> I Cl • + • Cl I
  ¯      ¯                      ¯          ¯

Bei einer solchen Spaltung entstehen Chlorradikale. Radikale sind Atome oder Atomgruppen, in denen ungepaarte Elektronen auftreten. Sie sind (in der Regel) überaus reaktionsfreudig, weil der Zustand des ungepaarten Elektrons energetisch sehr ungünstig ist. Deshalb greifen solche Teilchen alles in ihrer Nähe an, um sich binden zu können und damit den Zustand mit dem ungepaarten Elektron loszuwerden. Die Dinger heißen nicht umsonst "Radikale".
Ein solches Radikal kann sich beispielsweise aus einem anderen Molekül ein Wasserstoffatom (mitsamt dessen Elektron) "stehlen", wobei Chlorwasserstoff (Hydrogenchlorid; Salzsäure) gebildet wird, die (auf Zellen und Gewebe) eine ätzende Wirkung hat.

Aber auch ohne die Radikalbildung ist Chlor reaktionsfreudig, weil die Chloratome eben "lieber" mit anderen Atomen verbunden sind als mit ihresgleichen (s.o.). So bildet auch elementares Chlor in wässrigem Milieu Salzsäure und Hypochlorige Säure:

Cl2 + H2O ---> HCl + HClO

Auch solche Säuren verätzen die Schleimhäute in Mund- und Rachenraum sowie in den Augen, in der Luft- und der Speiseröhre und der Lunge...

Fazit: Chlor ist reaktionsfreudig und reagiert mit praktisch allem und jedem in einem Organismus.

Das führt in einem Organismus dazu, dass etliche seiner Zellen, Gewebe oder auch einzelne Moleküle vom Chlor angegriffen und zur Reaktion "gezwungen" werden. Das wiederum führt dazu, dass die Zellen in Geweben oder Moleküle zerstört oder funktionsunfähig werden, was dann seinerseits entsprechende Folgen hat. Mikroorganismen (zum Beispiel Bakterien oder einzellige Algen) gehen dabei drauf (deshalb wird in Schwimmbädern das Wasser gechlort). Schleimhäute werden gereizt und verätzt (weshalb man zum Beispiel in einem langen Bad im Chlorwasser gerötete Augen und einen gereizten Mund- und Rachenraum bekommt).

Ein direkter Kontakt mit Chlorgas verätzt die Haut (Rötungen, Irritationen, Blasen und Ödeme sind mögliche Folgen). Die Augen werden verätzt oder angegriffen (Hornhautschädigung kann zur vorübergehenden oder dauerhaften Blindheit führen; Brennen in den Augen; Rötungen durch entzündete Schleimhäute).
Die Atemwege werden verätzt oder angegriffen (was zum Absterben von Zellen und Entstehen von Hohlräumen durch Anschwellungen führt, in denen das geschädigte Gewebe Wasser ansammelt - Ödembildung). Die Atemwege schwellen an, was zur Atemnot führt (abgesehen davon nimmt man dadurch, dass man ein anderes Gas als Luft einatmet, auch weniger Sauerstoff auf, was zu einer Sauerstoffunterversorgung mit Ohnmacht, Gehirnschädigung, Herzstillstand... führen kann).
Die ungebremste Aufnahme von Chlor-Säuren kann von den Puffersystemen des Körpers nicht mehr abgefangen werden. Der Säurespiegel des Körpers wird dramatisch erhöht, so dass Enzyme denaturieren und nicht mehr arbeiten können. Das führt zu Verdauungsstörungen, Bauchschmerzen, Erbrechen und Blut im Stuhl.

Chemisch gesehen werden die Reaktionspartner des Chlors oxidiert. Die Reaktionspartner von entstehenden Chlorsäuren werden protoniert.

Bei all diesen üblen Wirkungen auf einen Körper ist es kaum verwunderlich, dass die "Bestie Mensch" auch in Zeiten des Ersten Weltkriegs auf die Idee kam, Chlorgas-Granaten zu entwickeln, um die Soldaten in den Schützengräben brutalst niederzumachen...

Ausführlicher weiß ich es nicht...

LG von der Waterkant.

Das hast du hervorragend beschrieben, aber ein kleiner Nachtrag zur Verwendung im Krieg :

Fritz Haber, ein deutscher Chemiker und Nobelpreisträger 1919, genannt "der Vater des Gaskrieges", hat im industrialisierten Ersten Weltkrieg mit dem "Haberschen Blasverfahren", also frei abgeblasenen Chlor aus der Stahlflasche gearbeitet. Die Unzulänglichkeiten des Verfahrens führten zur Entwicklung per Granate verschließbaren Kampfstoffen.

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„Chemisch gesehen werden die Partner des Hlors oxidiert....“ den abschnitt verstehe ich nicht. Was passiert mit dem Hlor nachdem es reagiert hat?

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@Xhelper

Moin,

wenn ein Molekül im Organismus mit Chlor reagiert und sich die Chloratome an - sagen wir einmal - Kohlenstoffatome binden, dann erhöhen sie die Oxidationsstufe der betroffenen Kohlenstoffatome. Die Erhöhung der Oxidationsstufe ist eine Oxidation. Darum schrieb ich, "die Reaktionspartner werden oxidiert".

Zugegeben, das stimmt nicht immer. Wenn Chlormoleküle zum Beispiel mit Wasser reagieren, kommt es zu einer Disproportionierung. Ein Chloratom wird reduziert, das andere oxidiert. Aber ich dachte, das brauchst du so genau nun auch wieder nicht...

Chlorsäuren geben in wässrigem Milieu Protonen ab, so dass du davon ausgehen kannst, dass einige Reaktionspartner von den Säuren protoniert werden...

LG von der Waterkant (und danke für die Auszeichnung)...

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Die Auszeichnung deckt Deine -mega-Leistung leider nicht ab.
Ich habe nur nachgefragt, um zu schauen, ob ich es verstehen würde.

Deine Antwort war wirklich, für mein Bedarf, sehr detailiert, danke.

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Cloratome haben eine hohe EN, daher ziehen beide Atome an der Elektronenpaarbindung, sie ist daher sehr instabil und zerbricht leicht.

Das Resultat sind dann einzelne Atome, die mit einem ungepaarten Elektron "auf Suche" nach einem weiteren Elektron sind.

- und das finden sie in allen chemischen Stoffen von Haut und Lunge.

Letzlich holen sie sich dort also Elektronen, sie oxidieren die Moleküle -

Resultat ist, dass alle Zellen zerstört werden, was für das Weiterleben eher ungünstig ist...

Ich weiss Deine Antwort sehr zu schätzen, vor allem, weil sie so plausibel ist. 

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Zuerst werden die Lungen von winzigen Staubteilchen angegriffen...du kannst schwer atmen, dann wirst du bewusstlos...desto länger du dann dem Gas ausgesetzt bist desto kürzer wirst du leben...reiner Erstickungstot

Staubteilchen?? was meinst du damit?

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