Chlor [] ist ein chemisches Element mit dem Symbol Cl und der Ordnungszahl 17. Im Periodensystem der Elemente steht es in der 7. Hauptgruppe und gehört damit zusammen mit Fluor, Brom, Iod, Astat und Tenness zur 17. IUPAC-Gruppe, den Halogenen. Elementares Chlor liegt unter Normalbedingungen in Form des zweiatomigen Moleküls Cl2 gasförmig vor. Es ist eines der reaktivsten Elemente und reagiert mit fast allen anderen Elementen und vielen Verbindungen. Die hohe Reaktivität bedingt auch die Giftigkeit des elementaren Chlors. Der Name des Elementes leitet sich vom altgriechischen („hellgrün“) ab. Dieser Name wurde nach der typischen gelbgrünen Farbe des Chlorgases gewählt.
In der Natur kommt Chlor nicht elementar, sondern nur gebunden in verschiedenen Verbindungen vor. Die wichtigsten Verbindungen sind die Chloride, in denen Chlor in Form des Anions Cl− auftritt. Das bekannteste Chlorid ist Natriumchlorid, häufig auch als Kochsalz oder kurz Salz bezeichnet. Chlorid ist ein häufiger Bestandteil des Meerwassers und besitzt wichtige biologische Funktionen, vor allem bei der Steuerung des Wasserhaushaltes im Körper.
Das fast ausschließlich durch Elektrolyse gewonnene Chlor wird großteils für die Synthese chlorhaltiger Verbindungen wie des Vinylchlorids, eines Ausgangsprodukts für die Produktion des Kunststoffes PVC, eingesetzt.
Geschichte mini|links|Carl Wilhelm Scheele Elementares Chlor wurde erstmals 1774 von Carl Wilhelm Scheele dargestellt. Er ließ dabei Salzsäure mit Braunstein reagieren. Dabei erkannte er nicht, dass es sich bei dem dabei entstehenden Produkt um ein bisher unentdecktes Element handelt. Stattdessen wurde von den meisten Chemikern wie Antoine Laurent de Lavoisier angenommen, dass der Stoff „mit Sauerstoff angereicherte Muriumsäure“ sei. Der Grund für diese Annahme lag darin, dass die Salzsäure für eine sauerstoffhaltige Säure eines hypothetischen Elementes, des Muriums, gehalten wurde. Durch den Kontakt mit dem Mangandioxid sollte diese dann weiteren Sauerstoff aufnehmen.William H. Brock: Viewegs Geschichte der Chemie. Vieweg, Wiesbaden 1997, ISBN 3-528-06645-8, S. 74. Dies wurde scheinbar von Claude-Louis Berthollet bestätigt, der beobachtete, dass Chlorwasser bei Belichtung Sauerstoff abgibt, und es daher als „oxidierte Salzsäure“ bezeichnete.
Nachdem Versuche gescheitert waren, Sauerstoff, etwa durch Erhitzen mit Kohlenstoff, aus der Verbindung abzuspalten, erkannte Humphry Davy 1808, dass es sich bei der Substanz um ein neues Element und nicht um eine sauerstoffhaltige Verbindung handelte. Aufgrund seiner charakteristischen hellgrünen Farbe nannte er das neue Element „Chlor“, nach dem griechischen , ‚frisch‘.George Porter: Chlorine – An Introduction. In: Pure and Appl. Chem. Band 68, Nr. 9, 1996, S. 1683–1687, doi:10.1351/pac199668091683. Unter dem Datum vom 21. Februar 1811 dokumentieren die Philosophical transactions of the Royal Society of London seine Erkenntnisse.Humphry Davy: On a combination of oxymuriatic gas and oxygene gas. In: Philosophical Transactions of the Royal Society. Band 101, London 1811, S. 155–162 (doi:10.1098/rstl.1811.0008, ).
Zunächst wurde Chlor überwiegend nach einem von Walter Weldon entwickelten Verfahren aus Salzsäure und Mangandioxid gewonnen. Da dies nicht sehr effektiv war, wurde es 1866 durch das von Henry Deacon entwickelte Deacon-Verfahren ersetzt. Dabei diente billiger Luftsauerstoff als Oxidationsmittel und Kupfer(II)-chlorid als Katalysator. Chlor wurde zwar schon 1800 erstmals elektrolytisch hergestellt, jedoch spielte dies bis zur Entwicklung der nötigen Generatoren durch Werner von Siemens Ende des 19. Jahrhunderts keine große Rolle. Seitdem sind elektrochemische Herstellungsverfahren die weitaus wichtigsten Produktionsverfahren von Chlor.Peter Schmittinger u. a.: Chlorine. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, Weinheim 2006, ISBN 3-527-30385-5.
Bleichmittel Die historisch wichtigste Verwendung von Chlor liegt in der Anwendung als Bleichmittel. Dazu konnte es entweder elementar eingesetzt werden oder durch Reaktion mit Calciumhydroxid zu Chlorkalk weiterverarbeitet werden.
Chlor als Desinfektionsmittel (Cholera) Im 19. Jahrhundert wurden Chlorverbindungen und Chlorgas zur Bekämpfung von Cholera-Ausbrüchen eingesetzt. Als die erste Cholera-Pandemie 1831 Deutschland erreichte, berichtete Friedlieb Ferdinand Runge in der November-Ausgabe der Berliner Cholera-Zeitung vom erfolgreichen Einsatz („von ungemeiner Wirksamkeit auf fast alle Körper“, insbesondere: „Das Chlor zerstört auch ansteckende Stoffe.“) von „Chlorsoda“ (Natriumchloracetat), Chlorkalk, und von fünftägigen Chlorgasräucherungen von Zimmern. Auch später wurde Epidemien mit Chlorgas begegnet. So berichtet der preußische Sanitätsoffizier Gustav Mehlhausen, dass nicht nur Reisegepäck Chlorgas ausgesetzt werden müsse: „Als im Jahre 1867 die Cholera in Oberitalien heftig grassierte, wurden die Reisenden daselbst in sehr unangenehmer Weise dadurch behelligt(…), dass sie vor dem Betreten einer jeden Ortschaft eine langgestreckte, kegelbahnartige Bretterbude passiren (sic!) mussten, in der Chlorgas entwickelt wurde. In einzelnen Buden roch es eben nur nach Chlor, in anderen wurde die Respiration durch das Gas erheblich erschwert“.
Chlor als Giftgas (Waffe) Im Ersten Weltkrieg wurde Chlorgas erstmals als chemische Waffe verwendet. Der erste größere Einsatz erfolgte am 22. April 1915 in der Nähe der Stadt Ypern in Flandern durch eine deutsche Spezialeinheit unter Beratung des späteren Nobelpreisträgers Fritz Haber. Da es eine höhere Dichte als Luft aufweist, sammelte sich das Gas vor allem in den Schützengräben an, wo sich die gegnerischen Soldaten aufhielten. Die Folge waren viele Tote und zahlreiche teilweise lebenslang Geschädigte.Die Soldaten in Ypern husteten grünen Schaum, spuckten Blut, ihre Zungen hingen heraus, die Haut färbte sich grünlich schwarz. Chlorgas wird eingeatmet, alle Schleimhäute werden vom Chlorgas befallen, vor allem die Lunge ist das Ziel. Chlorgas bewirkt ein Lungenödem, also Wasser in der Lunge, die Lunge füllt sich mit Körperwasser, man erstickt langsam und qualvoll. Die Lunge der überlebenden Verletzten bleibt lebenslang geschädigt. Zwischen 1915 und 1918 starben insgesamt 100.000 Soldaten durch 38 chemische Kampfstoffe die von den verschiedenen Seiten eingesetzt wurden, über 1,2 Millionen erlitten schwerste, lebenslange Verletzungen. In: Hans-Volkmar Findeisen: Fritz Haber. Audiofeature über Habers Leben und Werk. auf Mediathek SWR 2 Wissen, Min 07:04 ff. Während die deutsche Methode, das Chlorgas aus Stahlflaschen auszublasen, nur dann anzuwenden war, wenn der Wind in die richtige Richtung wehte, wurden von der französischen Seite etwa zeitgleich (z. B. am 25. April 1915 im Raum Mametz-Montauban) Granaten verwendet, die zielgenau in die gegnerischen Stellungen geschossen werden konnten. Diese Granaten bestanden aus zwei Schichten, einer gelben (Pikrinsäure) und einer weißen, ein Gemisch von Kaliumchlorat und einer wachsartigen organischen Substanz. Bei der Verbrennung entwickelte sich Chlorgas – genauer Chlorpikrin – das nach dem Einatmen zu Husten, Schnupfen und Magenschmerzen führte.Helmut Gruber (Hrsg.): Gratwanderungen. Lebenserinnerungen von Wolfgang Gruber (1886–1971). Carl Hanser, München 2018, S. 183ff. Unter militärischen Gesichtspunkten war das nicht besonders effizient. So kamen zum Beispiel bei dem Angriff vom 22. April 1915 trotz des Einsatzes von 150 Tonnen Chlorgas nach neueren Forschungen nur 1200 Franzosen ums Leben.Gerhard Hirschfeld, Gerd Krumeich, Irina Renz: Enzyklopädie Erster Weltkrieg. 2. Auflage. Paderborn 2004, ISBN 978-3-506-73913-1, S. 520. Das heißt, unter optimalen Bedingungen, wenn der Gegner dicht gedrängt in tiefer gelegenen Schützengräben kauert, waren 125 Kilogramm Chlorgas nötig, um einen Soldaten zu töten. Daher wurde Chlor bald durch verletzungswirksamere Giftgase ersetzt, zum Beispiel Phosgen.Florian Schmaltz: Kampfstoff-Forschung im Nationalsozialismus. Zur Kooperation von Kaiser-Wilhelm-Instituten, Militär und Industrie. Göttingen, Wallstein 2005, ISBN 3-89244-880-9, S. 18–19.
Neben durchaus häufigen Chlorgasunfällen in Schwimmbädern wird Chlor bis in die Gegenwart trotz seiner unbefriedigenden Verletzungswirksamkeit auch als chemischer Kampfstoff verwendet, vor allem weil es sich um eine weit verbreitete Industriechemikalie handelt, auf die im Prinzip jeder Bademeister Zugriff hat. Human Rights Watch sprach 2014 von „starken Hinweisen“, dass Regierungstruppen in Syrien Mitte Mai 2014 Chlorgas aus der Luft in „Fassbomben“ abgeworfen hätten. Bürgerkrieg in Syrien: Organisation macht Assad für Chlorgas-Angriffe verantwortlich, wn.com (Video zeigt eine beschädigte gelb lackierte Stahlflasche – die für Chlor, weil giftig und/oder ätzend, übliche Farbcodierung), 13. Mai 2014, abgerufen am 24. Mai 2014. Die UNO-Kommission zur Untersuchung von Menschenrechtsverletzungen in Syrien berichtete, die Regierung habe im Jahr 2017 bis im April bereits fünf Mal Giftgas eingesetzt.Zahl der Toten nach Giftgasangriff steigt auf 72, NZZ, 5. April 2017 (Report online) Auch im Januar 2018 gab es angeblich bereits wieder mindestens fünf Vorfälle mit Chlorgas.Chlorgasangriffe in Syrien, Tagesschau.de, 5. Februar 2018
Vorkommen mini|links|Halit Chlor kommt auf der Erde auf Grund seiner hohen Reaktivität nur in extrem geringen Mengen elementar vor, z. B. in Vulkangasen oder in der Ozonschicht. Hier wird es aus Fluorchlorkohlenwasserstoffen abgespalten und trägt hauptsächlich zur Bildung des Ozonlochs bei. Sein Anion, das Chlorid, liegt insbesondere in salzartigen Verbindungen auf der Erde relativ häufig vor. In der kontinentalen Erdkruste ist es mit einem Gehalt von 145 ppmDavid R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85. Auflage. CRC Press, Boca Raton, Florida 2005. Section 14, Geophysics, Astronomy, and Acoustics; Abundance of Elements in the Earth's Crust and in the Sea. in der Häufigkeit hinter Elementen wie Zirconium, Kohlenstoff oder Schwefel an 19. Stelle.
Viele Chloride sind in Wasser gut löslich. Daher ist im Meerwasser der Ozeane eine hohe Konzentration an Chloridionen enthalten. Mit einem Gehalt von 19,4 g Cl−/l sind diese nach Sauerstoff und Wasserstoff in Wassermolekülen am häufigsten im Meerwasser (zum Vergleich: 1,4 mg F−, 68 mg Br−, 0,06 mg I−). Außerdem bildet Natriumchlorid mit 18,1 g Cl−/l die Hälfte aller darin gelösten Salze. Hohe Gehalte an Chlorid haben viele abflusslose Seen, wie beispielsweise das Tote Meer, da bei diesen das von den Flüssen zugeführte Wasser verdunstet und das mitgeführte Salz zurückbleibt.
Die wichtigsten chlorhaltigen Minerale sind Halit (Hauptbestandteil: Natriumchlorid), häufig als Steinsalz bezeichnet, Sylvin (Kaliumchlorid), Carnallit (KMgCl3·6 H2O), Bischofit (MgCl2·6 H2O) und Kainit (KMgCl(SO4)·3 H2O). Es gibt große Lagerstätten, die beim Austrocknen von Meeresteilen entstanden sind. Da die geringer löslichen Natriumsalze zuerst ausfallen und sich bei fortschreitender Austrocknung die Kaliumsalze darüber ablagern, sind die Lager oft geschichtet. Größere Vorkommen an Halit befinden sich in Deutschland beispielsweise in Bad Friedrichshall und Bad Reichenhall, ein Vorkommen in Österreich liegt bei Hallein. Eine Übersicht über Chlorminerale liefert die :Kategorie:Chlormineral.
Es ist eine Vielzahl natürlicher chlororganischer Verbindungen bekannt, im Februar 2002 zählte man 2200.Gordon W. Gribble: The diversity of naturally produced organohalogens. In: Chemosphere. 2003, 52, S. 289–297, doi:10.1016/S0045-6535(03)00207-8. Der größte Teil wird von Meereslebewesen, wie Seetang, Schwämmen, Manteltieren oder Korallen synthetisiert. Auf dem Land lebende Tiere und Pflanzen bilden in deutlich geringerem Umfang chlororganische Verbindungen. Auch bei Vulkanausbrüchen und der Verbrennung von Biomasse entstehen chlororganische Verbindungen.