Kloro

Kloroa
17 Sufrea ← Kloroa → Argona
17 Cl                                                                                                                                                                                                                                           Taula periodikoa
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia	Kloroa, Cl, 17
Serie kimikoa	halogenoak
Taldea, periodoa, orbitala	17, 3, p
Masa atomikoa	35,453(2) g/mol
Konfigurazio elektronikoa	[Ne] 3s2 3p5
Elektroiak orbitaleko	2, 8, 7
Propietate fisikoak
Egoera	gasa
Dentsitatea	(0 °C, 101,325 kPa) 101,325 - 3,2 g/L
Urtze-puntua	171,6 K (-101,5 °C, -150,7 °F)
Irakite-puntua	239,11 K (-34,4 °C, -29,27 °F)
Urtze-entalpia	(Cl2) 6,406 kJ·mol−1
Irakite-entalpia	(Cl2) 20,41 kJ·mol−1
Bero espezifikoa	(25 °C) (Cl2) 33,949 J·mol−1·K−1
Lurrun-presioa P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k T/K 128 139 153 170 197 239
Propietate atomikoak
Kristal-egitura	ortoerronbikoa
Oxidazio-zenbakia(k)	±1, 3, 5, 7 (oxido azidiko sendoa)
Elektronegatibotasuna	3,16 (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala	1.a: 1.251,2 kJ/mol 2.a: 2.298 kJ/mol 3.a: 3.822 kJ/mol
Erradio atomikoa (batezbestekoa)	100 pm
Erradio atomikoa (kalkulatua)	79 pm
Erradio kobalentea	99 pm
Van der Waalsen erradioa	175 pm
Datu gehiago
Eroankortasun termikoa	(300 K) 8,9x10-3
Soinuaren abiadura	(gas, 0 °C) 206 m/s
Isotopo egonkorrenak
Kloroaren isotopoak iso UN Sd-P D DE (MeV) DP 35Cl %75,77 Cl egonkorra da 18 neutroirekin 36Cl Sintetikoa 3,01x105 u β− 0,709 36Ar ε - 36S 37Cl %24,23 Cl egonkorra da 20 neutroirekin

Kloroa bigarren halogenoa da, taula periodikoko 17 taldeko eta zenbakia atomikoa duen ez-metal bat izanik. Bere propietateak fluorraren, bromoaren eta iodoaren antzekoak dira. Kloroaren konfigurazio elektronikoa [Ne] 3s²3p⁵ da, zeinetatik azkenengo zazpi elektroiak balentzia elektroiak diren.

Propietateak

Halogeno guztiek bezala, elektroi bat faltan dauka zortzikotearen araua betetzeko, eta afinitate elektroniko altua dauka. Horrela beste hainbat konposatuekin erreakzionatzen du balentzia geruza guztiz osatzeko ^[1]. Joera periodikoei dagokienez, elektronegatibitatea  fluorraren eta bromoaren artean dago (F: 3,98, Cl: 3,16, Br: 2,96, I: 2,66), horregatik fluorra baino egonkorragoa eta bromoa baino erreaktiboagoa da.

Beste halogenoen modura, Cl₂ molekulen arteko indar Van der Waals elkarrekintzak  dira, eta hauek proportzionalki indartzen dira zenbat eta molekula handiagoak izan. Horrela kloroaren urtzen puntua fluorraren eta bromoaren artean aurkituko da; -101,0 °C-tan urtzen da eta -34 °C-tan baporatzen da. Taldean behera joatean, masa molekularra handitzen da, honen ondorioz dentsitatea baita fluorra eta bromoaren artean aurkitzen da. Halogenoen kolorea intentsuagoa egiten da taldean behera joatean, izan ere espektro ikuskorreko uhin-luzerako izpi gehiago xurgatzen dute. Hau homo π_g  orbital antilotzaile batekiko lumo σ_u orbital antilotzailearekiko elektroi trantsizioaren ondorioa da ^[1]. Kolore hori tenperatura oso baxuetan desagertzen da, adibidez -195 °C-tan kloroaren kolorea ia ikusezina da ^[1].                 

Iodo eta bromo solidoaren antzera, kloro solidoak egitura ortorronbikoa erakusten du bere kristal egituran, kloro molekulak xaflaka agertuz. Cl-Cl loturen distantzia 198 pm-koa da eta Cl···Cl  distantzia molekulen artean xafla barnean 332 pm-koa da, eta 338 pm xaflen artean. Kloroak eroankortasun oso baxua dauka, izan ere, hain da baxua zein ia neurgaitza baita ^[1].

Taula periodikoan halogenoen taldean kokatzen da fluor eta bromo elementuen artean, bere propietateak aipatutako beste bi elementuen artekoak direlarik. Orokorrean konposatu askotan parte hartzen duen elementua da, baina naturan ia ezinezkoa bakarrik topatzea. Kloroak inguru tenperaturan hori-berde kolorea duen dikloro (Cl₂) gasa eratzen du, usain garratza eta toxikoa. Aipagarria da erreaktibitate handiko elementua dela eta oso oxidatzaile ona, elementuen artean afinitate elektronikorik altuena du  eta hirugarren elektronegatibitaterik altuena, oxigeno eta fluorraren atzetik.                                                      

Konposatuak

Hidrogeno kloruroa

Hidrogeno kloruroa, HCl, kloroak osatzen duen konposaturik sinpleena. Bai industrian zein laborategietan asko erabiltzen den produktu kimikoa da gas egoeran zein uretan disolbatuta azido klorhidriko gisa. Konposatu hau lortzeko prozesu desberdinak daude, hidrogeno gasa kloro gasean errez edo hidrokarburoen klorazioan azpi produktu moduan.

Beste metodo bat sodio kloruroa azido sulfuriko kontzentratuarekin kontaktuan jartzean datza, non azido klorhidrikoa lortzen den ^[1]:

                                       NaCl + H₂SO₄ ⟶  NaHSO₄ + HCl

Kloruro binarioak

Kloruro binarioak, FeCl₂, FeCl₃, AlCl₃ adibidez eta katalizatzaile gisa erabiltzen dira. Orokorrean, taula periodikoko elementu gehienek kloruro binarioak eratzen dituzte, konposatuaren ezegonkortasun arazo handiak edo erreaktiboa geldoa bada dira salbuespen bakarrak ^[1].

Konposatu polikloratuak

Konposatu polikloratuak, dikloroa oxidatzaile sendoa bada ere, badaude egoerak non oxidatu daiteke Cl⁺₂ katioia emateko, oso ezegonkorra. Cl⁺₃ katioia, berriz, egonkorragoa da eta konposatu hau lortzeko teknika desberdinak daude ^[1].

                             Cl₂ + ClF + AsF₅ ⟶  Cl⁺₃AsF⁻₆

Kloro fluoruroak

Kloro fluoruroak, hiru motatako kloro fluoruroak daude eta hirurek dira konposatu diamagnetikoak ^[1].

Kloro monofluoruroa

Kloro monofluoruroa, ClF, termikoki oso egonkorra da eta altzairuzko botiletan saltzen da. Kolorerik ez duen gasa da ^[1].

Kloro trifluoruroa

Kloro trifluoruroa, ClF₃, hegazkorra den kolore gabeko likidoa da. Ezagutzen den      konposatu kimikoen artean erreaktiboena da eta egoera normalean inerteak diren hainbat konposatuekin erreakzionatzen du ^[1].

Kloro pentafluoruroa

Kloro pentafluoruroa, ClF₅, kloroaren fluorazioaz lortzen da edo kloruro metalikoak fluor gasarekin erreakzionatzean ^[1].

kloroaren pseudohaluroak

Badaude ere, kloroaren pseudohaluroak diren beste konposatu batzuk, hala nola, kloro zianatoa ClNCO, kloro tiozianatoa ClSCN eta kloro azida ClN₃.

Kloro oxidoak

Kloro oxidoak, nahiko ezegonkorrak diren konposatuak dira eta hainbat konposatuk osatzen dute ^[1]:

Dikloro oxidoa

Dikloro oxidoa, Cl₂O, marroi-hori koloreko gasa da. Uretan oso disolbagarria da eta berotzean, eztanda egiten du ^[1].

Kloro dioxidoa

Kloro dioxidoa ClO₂, paramagnetikoa den gas horia da ^[1]

Kloro oxoazidoak eta oxoanioiak

Kloro oxoazidoak eta oxoanioiak, kloroak lau oxoazido eratzen diru; azido hipoklosoa HClO, azido klorosoa HClO₂, azido klorikoa HClO₃ eta azido perklorikoa HClO₄. Kloroa, disoluzio basikoetan desproportzionatzeko joera handiagoa du disoluzio azidoetan baino ^[1].

Klorofluorokarburo konposatuak

CFC edo klorofluorokarburo edo kloofluorokarbono konposatuak ozono geruzaren apurketaren errudunak dira. Adibidez, CFCl₃ eta CF₂Cl .

Isotopoak

Kloroak bi isotopo egonkor ditu, ³⁵Cl eta ³⁷Cl, zeintzuk naturan kantitate handitan eratzen diren  isotopo bakarrak diren. Zehatz-mehatz, ³⁵Cl -ari kloro naturalaren 76% egokitzen zaio eta ³⁷Cl -ari 24% -a. Bi isotopo hauek izarretan sintetizatzen dira, oxigeno eta silizioaren konbustioa dela medio. Kloroaren beste isotopo guztiak erradioaktiboak dira, erdibizitza motzegiak dituztenak, beraz, naturan aurkitzeko probabilitaterik ez dute. Hala ere, laborategian gehien erabiltzen direnak ³⁶Cl (t_1/2 = 3∙10⁵ urte) eta ³⁸Cl (t_1/2 = 37,2 min), hauek kloro naturalaren neutroien aktibazioen bidez eratzen dira ^[1].

Agerpena eta Ekoizpena

Kloroa erreaktiboegia da naturan elementu aske moduan agertzeko, baina oso ugaria da kloruro forman osatzen dituen gatzetan. Lurrazalari dagokionez, elementuen ugaritasunean hogeigarren postuan dago eta 126 ppm dagokio. Honen arrazoia existitzen diren kloruroen mineralen metakina handiak dira, bereziki sodio kloruroa, zein ur gazitik lurruntzen den ^[1]. Industrian, normalean, uretan disolbatuta dagoen sodio kloruroaren elektrolisiaren bidez kloro elementala ekoizten da. Metodo hau “kloro-alkali” prozesua deritzo eta 1892-an industrializatu zen ^[1]. Gaur egun kloro gasaren kantitate industrial garrantzitsuena ekoizten du; hala ere, kloroarekin batera hidrogeno gasa eta sodio hidroxidoa (sosa) lortzen da, zein produktu garrantzitsuena den. Erreakzio kimikoa honako hau da ^[2]:

2 NaCl + 2 H₂O → Cl₂ + H₂ + 2 NaOH

Katodoa: 2 H₂O + 2 e⁻ → H₂ + 2 OH ^-

Anodoa: 2 Cl ^- → Cl₂ + 2 e^-

Erabilerak

Kloroaren erabilerak hainbat dira. Alde batetik, ura araztea eta desinfektatzea non kloroa uretan disolbatuz gero Escherichia coli bakterioaren aurkari nagusia bilakatzen den bromoaren gainetik ^[3]. Bestalde, kloroa kimikan oxidatzaile moduan erabiltzen da, ordezkapen erreakzioetan parte hartzen du halogeno sekundarioak euren gatzetatik aldenduz. Geologiaren arloan ere HCl-ak karbonatoekin erreakzionatzen du, karbonatodun mineralen identifikazioa erraztuz. Amaitzeko, arma moduan erabili izan da, kloroa urarekin birikietan erreakzionatzean HCl-a sortzen da eta heriotza eragin dezake.

Eragin biologikoak

Kloruro anioia ezinbesteko elikagaia da metabolismorako. Beharrezkoa da urdailean gertatzen den  azido klorhidrikoaren ekoizpenerako eta funtzio zelularretan. Kontsumorako iturri nagusia sukaldeko gatza da (NaCl).  Kloruroaren muturreko kontzentrazioek odolean alterazio elektrolitikoak eragiten ditu. Hipokloremia (kloruro eza) ez da ohikoa gertatzea eta gertatzen bada beste anomalien ezagatik da ^[4]. Azidosia, arnasketa kronikoarekin erlazionatu daiteke ^[5]. Hiperkloremia (kloruro gehiegi izatea) orokorrean ez ditu sintomak aurkezten, baina sintomak agertzekotan hipernatremiaren (sodio gehiegi izatea) antzekoak izaten dira. Kloruroaren faltak odolean burmuinaren deshidratazioa ekar dezake eta beste alde batetik odolaren garraioan ere du eragina. Sintomak gehienetan berhidratazio azkarraren ondorioz gertatzen dira, zeinek burmuinaren edema eragiten duen ^[6].

Arriskuak

Kloroa arnas aparatua, begiak eta azala erasotzen dituen gas toxiko bat da. Hau airea baino dentsoagoa da, horregatik azpialdean metatzeko joera du ^[7].

Kloro gasa oxidatzaile sendoa da, eta sukoiak diren beste konposatuekin erraz erreakziona dezake. Honek, kloroa toxikoa egiten du, izan ere, urarekin edota fluido zelularrekin kontaktuan jartzean erreakzionatzen du azido klorhidrikoa (HCl) eta  azido hipoklorosoa (HClO) emanez.

Airean 30 ppm badago oka eta eztul egitea eragin dezake eta biriketan zauriak 60 ppm-tan. 1000 ppm inguruko esposizioa hilgarria da arnas gutxi batzuk ondoren. Gas hau bizitzarako eta osasunerako arriskutsua izateko kontzentrazioa 10 ppm da, baina 3 ppm-tan usain daiteke ^[1].

Estatu Batuetan, Laneko Segurtasunak eta Osasun-Administrazioak (OSHA) esposizio-muga onargarria jarri du 1 ppm-tan, edo 3 mg/m³ kloroarekiko esposizioa. Laneko Segurtasunerako eta Osasunerako Institutu Nazionalak gomendatutako 0,5 ppm-tan 15 minutu gainetik esposizio-muga izendatu du ^[8].

Etxeetan gehien bat garbikeriekin gertatzen dira istripuak, hipoklorito lixibak hainbat garbitzaile azidoekin kontaktuan jartzean kloro gasa sortzen da ^[9]. Baita hipoklorito lixiba amoniakoarekin kontaktuan jartzean kloroaminak sortzen dira, zeintzuk toxikoak diren gizakientzat ^[10].

Erreferentziak

Kanpo estekak