Chlorverbindungen
[k-]. Als Element der siebten Hauptgruppe des Periodensystems tritt Chlor v. a. in den Wertigkeitsstufen — 1, + 1, + 3, + 5 und + 7 auf. Bekannt sind Chlorverbindungen mit sämtlichen anderen Elementen, ausgenommen die Edelgase Helium, Neon, Argon und Krypton.
Chlorwasserstoff, Salzsäuregas, HCl, ist ein farbloses, stechend riechendes Gas, das an der Luft stark raucht, da es mit Luftfeuchtigkeit Nebel von Salzsäure bildet. Technisch wird Chlorwasserstoff v. a. als Nebenprodukt bei der Chlorierung organischer Verbindungen gewonnen oder durch direkte Synthese aus den Elementen hergestellt. Da aber ein Gemisch der beiden Elemente nach Zündung explosionsartig reagiert (Chlorknallgas), erfolgt die Direktsynthesereaktion z. B. im daniellschen Hahn. Daneben kann Chlorwasserstoff auch aus wasserfreien Chloriden durch Einwirkung einer schwerflüchtigen Säure, z. B. aus Kochsalz und Schwefelsäure, gewonnen werden. Chlorwasserstoff wird in großem Umfang zur Herstellung vieler anorganischer und organischer Chlorverbindungen verwendet.In Wasser löst sich Chlorwasserstoff sehr leicht und in großer Menge zu Chlorwasserstoffsäure, Salzsäure, einer der wichtigsten technischen Säuren (Salzsäure); diese ist eine sehr starke Säure, die viele Metalle unter Wasserstoffbildung auflöst. Die erhaltenen Salze werden Chloride genannt. Wichtige Chloride sind z. B. das Natriumchlorid, NaCl, das in der Natur als Steinsalz und als Meersalz vorkommt, sowie das Silberchlorid, Chlorsilber, AgCl, wichtiger Bestandteil der lichtempfindlichen fotograf. Schichten. (Silberverbindungen, Fotografie)
Die mit Sauerstoff gebildeten Chloroxide sind sämtlich sehr reaktionsfähige Substanzen, die leicht Sauerstoff abspalten und zu explosivem Zerfall neigen. Man unterscheidet u. a. Dichloroxid, Chlor(I)-oxid, Cl2O, ein gelbrotes, unangenehm riechendes Gas, Chlordioxid, Chlor(IV)-oxid, ClO2, ein gelbes, stechend riechendes Gas, Dichlorhexoxid, Chlor(III)-oxid, Cl2O6, eine braunrote Flüssigkeit, und Dichlorheptoxid, Chlor(VII)-oxid, Cl2O7, eine farblose, ölige Flüssigkeit. Technische Bedeutung hat das Chlordioxid, das als Bleichmittel für Papier, Zellstoff und Textilien verwendet wird und hierfür aus Chloraten durch Einwirkung von konzentrierter Schwefelsäure hergestellt wird.
Bei den Chlorsauerstoffsäuren, die Chlor in verschiedenen Wertigkeitsstufen als Zentralatom enthalten, unterscheidet man die hypochlorige Säure, Chlorsäure(I), HClO, die chlorige Säure, Chlorsäure(III), HClO2, die Chlorsäure, Chlorsäure(V), HClO3, und die Perchlorsäure, Chlorsäure(VII), HClO4. Sie sind bis auf die Perchlorsäure, eine farblose, bewegliche Flüssigkeit, nur in wässriger Lösung bekannt und wirken sämtlich stark oxidierend. - Wichtiger als die Chlorsauerstoffsäuren sind ihre Salze. Die von der hypochlorigen Säure abgeleiteten Hypochlorite, Chlorate(I), MIClO (MI = einwertiges Metall), entstehen z. B. durch Einwirkung von Chlor auf Alkalilaugen oder Calciumhydroxid. Sie wirken stark oxidierend und werden zur Desinfektion und als Bleichmittel verwendet. Beispiele sind das mit Natronlauge gewonnene Natriumhypochlorit, NaOCl, und das mit Kalilauge hergestellte Kaliumhypochlorit, KClO, deren wässrige Lösungen früher unter der Bezeichnung Eau de Labarraque beziehungsweise Eau de Javel als Bleichmittel verwendet wurden. Zu den Hypochloriten gehört auch der Chlorkalk, Bleichkalk, CaCl(OCl), ein gemischtes Calciumsalz der Salzsäure und der hypochlorigen Säure. Er wird aus Chlor und gelöschtem Kalk gewonnen (enthält technisch meist einen Überschuss an Calciumhydroxid), ist in Wasser nur sehr wenig löslich und bewahrt daher seine bleichende und desinfizierende Wirkung auch in nasser Umgebung für längere Zeit. Aus Chlorkalk kann man durch Einwirkung von Salzsäure wieder Chlorgas freisetzen; er stellt damit eine leicht und ungefährlich transportierbare Form des Chlors dar. - Die von der chlorigen Säure abgeleiteten Chlorite, Chlorate(III), MIClO2, sind auf Schlag oder beim Erwärmen explosiv zerfallende Verbindungen. Wichtig ist besonders das Natriumchlorit, NaClO2, das durch Umsetzen von Chlordioxid mit Wasserstoffperoxid und Natronlauge gewonnen wird. Es wirkt als starkes Oxidationsmittel und wurde v. a. als Bleichmittel für Textilien verwendet (heute bei technischen Bleichvorgängen zunehmend durch Sauerstoff oder Persauerstoffverbindungen ersetzt). - Die von der Chlorsäure abgeleiteten Chlorate, Chlorate(V), MIClO3, sind kristalline, gut wasserlösliche Verbindungen, die beim Erhitzen unter Abgabe von Sauerstoff in die entsprechenden Chloride zerfallen. Technisch wichtig ist v. a. das Natriumchlorat, NaClO3, das auf elektrochemischen Weg durch Oxidation aus Natriumchlorid hergestellt wird und das als Ausgangsprodukt für die Herstellung von Chlordioxid und von weiteren Chloraten, z. B. Barium- und Kaliumchlorat dient. Die Chlorate sind in Wasser leicht löslich und wirken in Lösung weit weniger stark oxidierend als die Hypochlorite. Trocken spalten sie in der Hitze leicht Sauerstoff ab und sind dann energische Oxidationsmittel. Sie werden u. a. in Brandmischungen, z. B. für Zündhölzer, in der Feuerwerkerei und für Chloratsprengstoffe verarbeitet. Da sie starke Wurzelgifte sind, werden sie auch in der Unkrautbekämpfung verwendet. - Die von der Perchlorsäure abgeleiteten Perchlorate, Chlorate(VII), MIClO4, sind meist weiße, kristalline Substanzen, die sich beim Erhitzen unter Sauerstoffabgabe zersetzen und stark oxidierend wirken. Wichtig sind v. a. Ammoniumperchlorat, NH4ClO4, und Kaliumperchlorat, KClO4, die u. a. in der Pyrotechnik verwendet werden.
Auch mit den anderen Halogenen geht das Chlor Verbindungen ein; es bildet z. B. die sehr reaktionsfähigen Chlorfluoride mit den Formeln ClF, ClF3 und ClF5. Chlortrifluorid, ClF3, wird häufig als Fluorierungsmittel verwendet, das leichter zu handhaben ist als Fluor. Weitere Verbindungen des Chlors mit Nichtmetallen sind der unbeständige, sehr explosive Chlorstickstoff, NCl3, der aus Ammoniak und Chlor dargestellt wird, das ebenfalls explosive Chlorazid, ClN3, das sich von der Stickstoffwasserstoffsäure, HN3, ableitet, und Chlorcyan, ClCN, ein Abkömmling der Blausäure, HCN.
Organ. Chlorverbindungen sind in großer Zahl bekannt, v. a. die verschiedenen Chlorkohlenwasserstoffe und Fluorchlorkohlenwasserstoffe, ferner z. B. die Chloressigsäuren, Chlorphenoxyessigsäuren und Chlorphenole.