क्लोरीन एक रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक Cl और परमाणु संख्या 17 है। हैलोजन का दूसरा सबसे हल्का, यह आवर्त सारणी में फ्लोरीन और ब्रोमीन के बीच दिखाई देता है और इसके गुण ज्यादातर उनके बीच मध्यवर्ती होते हैं। क्लोरीन कमरे के तापमान पर एक पीली-हरी गैस है। यह एक अत्यंत प्रतिक्रियाशील तत्व और एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है: तत्वों के बीच, इसकी उच्चतम इलेक्ट्रॉन आत्मीयता है और संशोधित पॉलिंग पैमाने पर केवल ऑक्सीजन और फ्लोरीन के बाद तीसरी सबसे बड़ी इलेक्ट्रोनगेटिविटी है। संशोधित पॉलिंग स्केल के अलावा कई पैमानों पर, नाइट्रोजन की इलेक्ट्रोनगेटिविटी को क्लोरीन की तुलना में अधिक के रूप में सूचीबद्ध किया गया है, जैसे कि एलन, एलरेड-रोचो, मार्टीनोव-बत्सानोव, मुल्लिकेन-जेफ, नागले और नूरीज़ादेह-शकरज़ादेह इलेक्ट्रोनगेटिविटी स्केल।
क्लोरीन ने मध्ययुगीन रसायनज्ञों द्वारा किए गए प्रयोगों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, जिसमें आमतौर पर अमोनियम क्लोराइड (साल अमोनियाक) और सोडियम क्लोराइड (सामान्य नमक) जैसे क्लोराइड लवणों को गर्म करना शामिल था, जिससे क्लोरीन युक्त विभिन्न रासायनिक पदार्थ जैसे हाइड्रोजन क्लोराइड, पारा (II) का उत्पादन होता था। ) क्लोराइड (संक्षारक उदात्त), और हाइड्रोक्लोरिक एसिड (एक्वा रेजिया के रूप में)। हालांकि, एक अलग पदार्थ के रूप में मुक्त क्लोरीन गैस की प्रकृति को केवल 1630 के आसपास जेन बैपटिस्ट वैन हेलमोंट द्वारा मान्यता दी गई थी। कार्ल विल्हेम शीले ने 1774 में क्लोरीन गैस का विवरण लिखा, यह मानते हुए कि यह एक नए तत्व का ऑक्साइड है। 1809 में, केमिस्टों ने सुझाव दिया कि गैस एक शुद्ध तत्व हो सकती है, और इसकी पुष्टि 1810 में सर हम्फ्री डेवी ने की थी, जिन्होंने इसके रंग के कारण इसका नाम प्राचीन ग्रीक (ख्लोरोस, "पीला हरा") के नाम पर रखा था।
इसकी महान प्रतिक्रियाशीलता के कारण, पृथ्वी की पपड़ी में सभी क्लोरीन आयनिक क्लोराइड यौगिकों के रूप में है, जिसमें टेबल सॉल्ट भी शामिल है। यह पृथ्वी की पपड़ी में दूसरा सबसे प्रचुर मात्रा में हैलोजन (फ्लोरीन के बाद) और इक्कीसवां सबसे प्रचुर मात्रा में रासायनिक तत्व है। ये क्रस्टल निक्षेप फिर भी समुद्री जल में क्लोराइड के विशाल भंडार से बौने हैं।
प्राथमिक क्लोरीन मुख्य रूप से क्लोर-क्षार प्रक्रिया में इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा ब्राइन से व्यावसायिक रूप से उत्पादित किया जाता है।
मौलिक क्लोरीन की उच्च ऑक्सीकरण क्षमता ने वाणिज्यिक ब्लीच और कीटाणुनाशक का विकास किया, और रासायनिक उद्योग में कई प्रक्रियाओं के लिए एक अभिकर्मक। क्लोरीन का उपयोग उपभोक्ता उत्पादों की एक विस्तृत श्रृंखला के निर्माण में किया जाता है, उनमें से लगभग दो-तिहाई कार्बनिक रसायन जैसे पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी), प्लास्टिक के उत्पादन के लिए कई मध्यवर्ती, और अन्य अंतिम उत्पाद जिनमें तत्व नहीं होते हैं।
एक सामान्य कीटाणुनाशक के रूप में, मौलिक क्लोरीन और क्लोरीन पैदा करने वाले यौगिकों का उपयोग सीधे स्विमिंग पूल में स्वच्छता बनाए रखने के लिए किया जाता है। उच्च सांद्रता में मौलिक क्लोरीन अत्यंत खतरनाक है, और अधिकांश जीवित जीवों के लिए जहरीला है। एक रासायनिक युद्ध एजेंट के रूप में, प्रथम विश्व युद्ध में पहली बार क्लोरीन का इस्तेमाल एक जहरीली गैस हथियार के रूप में किया गया था।
क्लोराइड आयनों के रूप में, जीवन की सभी ज्ञात प्रजातियों के लिए क्लोरीन आवश्यक है। अन्य प्रकार के क्लोरीन यौगिक जीवित जीवों में दुर्लभ हैं, और कृत्रिम रूप से उत्पादित क्लोरीनयुक्त कार्बनिक पदार्थ निष्क्रिय से लेकर विषाक्त तक होते हैं। ऊपरी वायुमंडल में, क्लोरोफ्लोरोकार्बन जैसे क्लोरीन युक्त कार्बनिक अणुओं को ओजोन रिक्तीकरण में फंसाया गया है। बैक्टीरिया के खिलाफ प्रतिरक्षा प्रणाली की प्रतिक्रिया के हिस्से के रूप में न्यूट्रोफिल में क्लोराइड आयनों के ऑक्सीकरण द्वारा मौलिक क्लोरीन की छोटी मात्रा उत्पन्न होती है।
क्लोरीन का इतिहास
क्लोरीन, सोडियम क्लोराइड का सबसे आम यौगिक प्राचीन काल से जाना जाता है; पुरातत्वविदों को इस बात के प्रमाण मिले हैं कि सेंधा नमक का उपयोग 3000 ईसा पूर्व और नमकीन का उपयोग 6000 ईसा पूर्व में किया गया था।
प्रारंभिक खोज
900 के आसपास, अरबी लेखन के लेखक जाबिर इब्न हयान (लैटिन: गेबर) और फारसी चिकित्सक और कीमियागर अबू बक्र अल-रज़ी (सी। 865-925, लैटिन: रेज़ेज़) को सैल अमोनियाक (अमोनियम क्लोराइड) के साथ प्रयोग कर रहे थे।
जो जब विट्रियल (विभिन्न धातुओं के हाइड्रेटेड सल्फेट्स) के साथ मिलकर हाइड्रोजन क्लोराइड का उत्पादन करता था।
हालांकि, ऐसा प्रतीत होता है कि क्लोराइड लवण के साथ इन शुरुआती प्रयोगों में, गैसीय उत्पादों को त्याग दिया गया था, और हाइड्रोजन क्लोराइड का कई बार उत्पादन किया जा सकता था इससे पहले कि यह पता चला कि इसे रासायनिक उपयोग में लाया जा सकता है। इस तरह के पहले उपयोगों में से एक पारा (II) क्लोराइड (संक्षारक उदात्त) का संश्लेषण था, जिसका पारा के ताप से या तो फिटकरी और अमोनियम क्लोराइड के साथ या विट्रियल और सोडियम क्लोराइड के साथ उत्पादन पहले डी एल्युमिनिबस एट सैलिबस में वर्णित किया गया था (" अलम्स एंड साल्ट्स पर", एक ग्यारहवीं या बारहवीं शताब्दी के अरबी पाठ ने अबू बक्र अल-रज़ी को झूठा श्रेय दिया और बारहवीं शताब्दी के उत्तरार्ध में क्रेमोना के जेरार्ड द्वारा लैटिन में अनुवाद किया, 1144-1187)।
एक अन्य महत्वपूर्ण विकास स्यूडो-गेबर (डी इन्वेंशन वेरिटैटिस, "ऑन द डिस्कवरी ऑफ ट्रुथ" में, सी. 1300 के बाद) द्वारा की गई खोज थी कि नाइट्रिक एसिड में अमोनियम क्लोराइड मिलाने से, सोने को भंग करने में सक्षम एक मजबूत विलायक (यानी, एक्वा) रेजिया) का उत्पादन किया जा सकता है।
हालांकि एक्वा रेजिया एक अस्थिर मिश्रण है जो लगातार मुक्त क्लोरीन गैस युक्त धुएं को छोड़ता है, ऐसा लगता है कि इस क्लोरीन गैस को सी तक नजरअंदाज कर दिया गया है। 1630, जब एक अलग गैसीय पदार्थ के रूप में इसकी प्रकृति को फ्लेमिश केमिस्ट और चिकित्सक जान बैपटिस्ट वैन हेलमोंट द्वारा मान्यता दी गई थी।
अध्ययन
तत्व का पहली बार 1774 में स्वीडिश रसायनज्ञ कार्ल विल्हेम शीले द्वारा विस्तार से अध्ययन किया गया था, और उन्हें इस खोज का श्रेय दिया जाता है। Scheele ने HCl . के साथ MnO2 (खनिज पाइरोलुसाइट के रूप में) प्रतिक्रिया करके क्लोरीन का उत्पादन किया
4 HCl + MnO2 → MnCl2 + 2 H2O + Cl2
स्कील ने क्लोरीन के कई गुणों का अवलोकन किया: लिटमस पर विरंजन प्रभाव, कीड़ों पर घातक प्रभाव, पीला-हरा रंग और एक्वा रेजिया जैसी गंध। उन्होंने इसे "डिफ्लोजिस्टिकेटेड म्यूरिएटिक एसिड एयर" कहा, क्योंकि यह एक गैस है (तब इसे "वायु" कहा जाता है) और यह हाइड्रोक्लोरिक एसिड (तब "म्यूरिएटिक एसिड" के रूप में जाना जाता है) से आया था। वह क्लोरीन को एक तत्व के रूप में स्थापित करने में विफल रहा।
उस समय के सामान्य रासायनिक सिद्धांत ने माना कि एक एसिड एक यौगिक है जिसमें ऑक्सीजन होता है (इस के अवशेष ऑक्सीजन के जर्मन और डच नामों में जीवित रहते हैं: सॉरस्टॉफ या ज़्यूरस्टॉफ़, दोनों ही एसिड पदार्थ के रूप में अंग्रेजी में अनुवाद करते हैं), इसलिए कई रसायनज्ञ, जिनमें शामिल हैं क्लाउड बेर्थोलेट ने सुझाव दिया कि स्कील की डिफलोजिस्टिकेटेड म्यूरिएटिक एसिड वायु ऑक्सीजन और अभी तक अनदेखे तत्व, म्यूरिएटिकम का संयोजन होना चाहिए।
1809 में, जोसेफ लुई गे-लुसाक और लुई-जैक्स थेनार्ड ने मुक्त तत्व म्यूरिएटिकम (और कार्बन डाइऑक्साइड) को मुक्त करने के लिए चारकोल के साथ प्रतिक्रिया करके डिफ्लोजिस्टिकेटेड म्यूरिएटिक एसिड वायु को विघटित करने का प्रयास किया। वे सफल नहीं हुए और उन्होंने एक रिपोर्ट प्रकाशित की जिसमें उन्होंने इस संभावना पर विचार किया कि डिफलोजिस्टिकेटेड म्यूरिएटिक एसिड वायु एक तत्व है, लेकिन वे आश्वस्त नहीं थे।
1810 में, सर हम्फ्री डेवी ने फिर से वही प्रयोग करने की कोशिश की, और निष्कर्ष निकाला कि पदार्थ एक तत्व था, न कि एक यौगिक। उन्होंने उस वर्ष 15 नवंबर को रॉयल सोसाइटी को अपने परिणामों की घोषणा की।
उस समय, उन्होंने इस नए तत्व का नाम "क्लोरीन" रखा, ग्रीक शब्द (chlōros, "ग्रीन-येलो") से, इसके रंग के संदर्भ में।
नाम "हलोजन", जिसका अर्थ है "नमक उत्पादक", मूल रूप से 1811 में जोहान सलोमो क्रिस्टोफ श्वेइगर द्वारा क्लोरीन के लिए इस्तेमाल किया गया था। 1826 में जोंस जैकब बेर्ज़ेलियस के एक सुझाव के बाद, इस शब्द को बाद में क्लोरीन परिवार (फ्लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन) के सभी तत्वों का वर्णन करने के लिए एक सामान्य शब्द के रूप में इस्तेमाल किया गया था। 1823 में, माइकल फैराडे ने पहली बार क्लोरीन को तरलीकृत किया, और प्रदर्शन किया कि जिसे तब "ठोस क्लोरीन" के रूप में जाना जाता था, उसमें क्लोरीन हाइड्रेट (Cl2·H2O) की संरचना थी।
क्लोरीन गैस का उपयोग
क्लोरीन गैस का इस्तेमाल पहली बार 1785 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ क्लाउड बर्थोलेट द्वारा वस्त्रों को ब्लीच करने के लिए किया गया था। आधुनिक ब्लीच का परिणाम बर्थोलेट द्वारा आगे के काम के परिणामस्वरूप हुआ, जिन्होंने पहली बार 1789 में अपनी प्रयोगशाला में जेवेल (अब पेरिस, फ्रांस का हिस्सा) में अपनी प्रयोगशाला में सोडियम हाइपोक्लोराइट का उत्पादन किया।
सोडियम कार्बोनेट के घोल से क्लोरीन गैस प्रवाहित करना। परिणामी तरल, जिसे "एउ डी जेवेल" ("जेवेल वॉटर") के रूप में जाना जाता है, सोडियम हाइपोक्लोराइट का एक कमजोर समाधान था। यह प्रक्रिया बहुत कुशल नहीं थी, और वैकल्पिक उत्पादन विधियों की तलाश की गई थी।
स्कॉटिश रसायनज्ञ और उद्योगपति चार्ल्स टेनेंट ने पहले कैल्शियम हाइपोक्लोराइट ("क्लोरीनयुक्त चूना"), फिर ठोस कैल्शियम हाइपोक्लोराइट (ब्लीचिंग पाउडर) का घोल तैयार किया। इन यौगिकों ने मौलिक क्लोरीन के निम्न स्तर का उत्पादन किया और सोडियम हाइपोक्लोराइट की तुलना में अधिक कुशलता से ले जाया जा सकता था, जो पतला समाधान के रूप में बना रहा क्योंकि जब पानी को खत्म करने के लिए शुद्ध किया गया, तो यह खतरनाक रूप से शक्तिशाली और अस्थिर ऑक्सीडाइज़र बन गया।
उन्नीसवीं सदी के अंत के करीब, ई.एस. स्मिथ ने सोडियम हाइपोक्लोराइट उत्पादन की एक विधि का पेटेंट कराया जिसमें सोडियम हाइड्रोक्साइड और क्लोरीन गैस का उत्पादन करने के लिए ब्राइन के इलेक्ट्रोलिसिस शामिल थे, जो तब सोडियम हाइपोक्लोराइट बनाने के लिए मिश्रित थे। इसे क्लोरालकली प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है, जिसे पहली बार 1892 में औद्योगिक पैमाने पर पेश किया गया था, और अब यह सबसे मौलिक क्लोरीन और सोडियम हाइड्रॉक्साइड का स्रोत है।
1884 में जर्मनी के केमिस्चेन फैब्रिक ग्रिशेम ने एक और क्लोरालकली प्रक्रिया विकसित की जिसने 1888 में व्यावसायिक उत्पादन में प्रवेश किया।
रासायनिक रूप से बुनियादी पानी (सोडियम और कैल्शियम हाइपोक्लोराइट) में घुलने वाले मौलिक क्लोरीन के घोल का इस्तेमाल पहली बार 1820 के दशक में फ्रांस में रोग के रोगाणु सिद्धांत की स्थापना से बहुत पहले, सड़न रोकने वाले एजेंटों और कीटाणुनाशक के रूप में किया गया था। इस अभ्यास का नेतृत्व एंटोनी-जर्मेन लैबरैक ने किया था, जिन्होंने बर्थोलेट के "जेवेल वॉटर" ब्लीच और अन्य क्लोरीन की तैयारी (अधिक संपूर्ण इतिहास के लिए, नीचे देखें) को अनुकूलित किया। मौलिक क्लोरीन ने तब से सामयिक एंटीसेप्सिस (घाव सिंचाई समाधान और इसी तरह) और सार्वजनिक स्वच्छता, विशेष रूप से तैराकी और पीने के पानी में निरंतर कार्य किया है।
जर्मन सेना द्वारा पहली बार 22 अप्रैल, 1915 को Ypres में क्लोरीन गैस को हथियार के रूप में इस्तेमाल किया गया था। सहयोगियों पर प्रभाव विनाशकारी था क्योंकि मौजूदा गैस मास्क को तैनात करना मुश्किल था और व्यापक रूप से वितरित नहीं किया गया था।
क्लोरीन गुण
क्लोरीन, कमरे के तापमान पर 7.4 बार के दबाव में तरलीकृत, ऐक्रेलिक ग्लास में एम्बेडेड क्वार्ट्ज एम्पुल में प्रदर्शित होता है।
−150 °C . पर ठोस क्लोरीन
आवर्त सारणी के समूह 17 में एक अधातु होने के कारण क्लोरीन दूसरा हलोजन है। इसके गुण इस प्रकार फ्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन के समान हैं, और पहले दो के बीच बड़े पैमाने पर मध्यवर्ती हैं।
क्लोरीन में इलेक्ट्रॉन विन्यास [Ne]3s23p5 होता है, जिसमें तीसरे और सबसे बाहरी कोश में सात इलेक्ट्रॉन इसकी संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के रूप में कार्य करते हैं।
सभी हैलोजन की तरह, यह इस प्रकार एक पूर्ण ऑक्टेट से एक इलेक्ट्रॉन कम है, और इसलिए एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, जो अपने बाहरी आवरण को पूरा करने के लिए कई तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करता है।
आवधिक प्रवृत्तियों के अनुरूप, यह फ्लोरीन और ब्रोमीन (F: 3.98, Cl: 3.16, Br: 2.96, I: 2.66) के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी में मध्यवर्ती है, और फ्लोरीन से कम प्रतिक्रियाशील और ब्रोमीन से अधिक प्रतिक्रियाशील है।
यह फ्लोरीन की तुलना में एक कमजोर ऑक्सीकरण एजेंट भी है, लेकिन ब्रोमीन की तुलना में अधिक मजबूत है। इसके विपरीत, क्लोराइड आयन ब्रोमाइड की तुलना में कमजोर कम करने वाला एजेंट है, लेकिन फ्लोराइड से अधिक मजबूत है।
फ्लोरीन और ब्रोमीन के बीच परमाणु त्रिज्या में मध्यवर्ती है, और यह इसके कई परमाणु गुणों की ओर जाता है, इसी तरह आयोडीन से ब्रोमीन की ओर ऊपर की ओर रुझान जारी रहता है, जैसे कि पहली आयनीकरण ऊर्जा, इलेक्ट्रॉन आत्मीयता, एक्स 2 अणु के पृथक्करण की थैलीपी (X = Cl) , Br, I), आयनिक त्रिज्या और X-X बंध लंबाई। (फ्लोरीन अपने छोटे आकार के कारण विषम है।)
सभी चार स्थिर हैलोजन इंटरमॉलिक्युलर वैन डेर वाल्स आकर्षण बलों का अनुभव करते हैं, और सभी होमोन्यूक्लियर डायटोमिक हैलोजन अणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों की संख्या के साथ उनकी ताकत बढ़ जाती है।
इस प्रकार, क्लोरीन के गलनांक और क्वथनांक फ्लोरीन और ब्रोमीन के बीच मध्यवर्ती होते हैं: क्लोरीन -101.0 °C पर पिघलता है और -34.0 °C पर उबलता है। समूह के नीचे हैलोजन के बढ़ते आणविक भार के परिणामस्वरूप, क्लोरीन के संलयन और वाष्पीकरण की घनत्व और गर्मी फिर से ब्रोमीन और फ्लोरीन के बीच मध्यवर्ती होती है, हालांकि वाष्पीकरण की उनकी सभी गर्मी काफी कम होती है (उच्च अस्थिरता के लिए अग्रणी) उनकी द्विपरमाणुक आणविक संरचना के लिए धन्यवाद।
समूह के उतरते ही हैलोजन का रंग गहरा हो जाता है: इस प्रकार, जबकि फ्लोरीन एक पीली पीली गैस है, क्लोरीन स्पष्ट रूप से पीला-हरा होता है। यह प्रवृत्ति इसलिए होती है क्योंकि हैलोजन द्वारा अवशोषित दृश्य प्रकाश की तरंग दैर्ध्य समूह के नीचे बढ़ जाती है।
विशेष रूप से, हैलोजन का रंग, जैसे कि क्लोरीन, उच्चतम कब्जे वाले g आणविक कक्षीय और निम्नतम रिक्त प्रतिरक्षी u आणविक कक्षीय के बीच इलेक्ट्रॉन संक्रमण के परिणामस्वरूप होता है। [35] रंग कम तापमान पर फीका पड़ जाता है, जिससे -195 डिग्री सेल्सियस पर ठोस क्लोरीन लगभग रंगहीन हो जाता है।
ठोस ब्रोमीन और आयोडीन की तरह, ठोस क्लोरीन ऑर्थोरोम्बिक क्रिस्टल सिस्टम में Cl2 अणुओं के एक स्तरित जाली में क्रिस्टलीकृत होता है। Cl-Cl की दूरी 198 pm और अणुओं के बीच Cl···Cl की दूरी एक परत के भीतर 332 बजे और परतों के बीच 382 बजे है (वैन डेर वाल्स त्रिज्या की तुलना करें) क्लोरीन, 180 बजे)। इस संरचना का मतलब है कि क्लोरीन बिजली का एक बहुत ही खराब संवाहक है, और वास्तव में इसकी चालकता इतनी कम है कि व्यावहारिक रूप से मापी नहीं जा सकती।
क्लोरीन के समस्थानिक
क्लोरीन में दो स्थिर समस्थानिक होते हैं, 35Cl और 37Cl ।
ये इसके केवल दो प्राकृतिक समस्थानिक हैं जो मात्रा में होते हैं, 35Cl प्राकृतिक क्लोरीन का 76% और 37Cl शेष 24% बनाते हैं।
दोनों ऑक्सीजन-बर्निंग और सिलिकॉन-बर्निंग प्रक्रियाओं में सितारों में संश्लेषित होते हैं। दोनों में परमाणु स्पिन 3/2+ है और इस प्रकार परमाणु चुंबकीय अनुनाद के लिए उपयोग किया जा सकता है, हालांकि स्पिन परिमाण 1/2 से अधिक होने के परिणामस्वरूप गैर-गोलाकार परमाणु चार्ज वितरण होता है और इस प्रकार गैर-शून्य परमाणु चौगुनी क्षण के परिणामस्वरूप अनुनाद व्यापक होता है और परिणामी चतुर्भुज विश्राम।
अन्य क्लोरीन समस्थानिक सभी रेडियोधर्मी हैं, प्रकृति में प्राथमिक रूप से होने के लिए आधा जीवन बहुत कम है। इनमें से, प्रयोगशाला में सबसे अधिक 36Cl (t1/2 = 3.0×105 y) और 38Cl (t1/2 = 37.2 मिनट) का उपयोग किया जाता है, जो प्राकृतिक क्लोरीन के न्यूट्रॉन सक्रियण से उत्पन्न हो सकते हैं।
सबसे स्थिर क्लोरीन रेडियोआइसोटोप 36Cl है। 35Cl से हल्का आइसोटोप का प्राथमिक क्षय मोड सल्फर के समस्थानिकों के लिए इलेक्ट्रॉन कैप्चर है; 37Cl से भारी समस्थानिकों का बीटा क्षय आर्गन के समस्थानिकों के लिए है; और 36Cl किसी भी मोड से स्थिर 36S या 36Ar में क्षय हो सकता है। 36Cl प्रकृति में ट्रेस मात्रा में एक कॉस्मोजेनिक न्यूक्लाइड के रूप में स्थिर क्लोरीन समस्थानिकों के साथ लगभग (7–10) × 10−13 से 1 के अनुपात में होता है: यह ब्रह्मांडीय किरण प्रोटॉन के साथ बातचीत द्वारा 36Ar के फैलाव द्वारा वातावरण में उत्पन्न होता है।
लिथोस्फीयर के शीर्ष मीटर में, 36Cl मुख्य रूप से 35Cl के थर्मल न्यूट्रॉन सक्रियण और 39K और 40Ca के फैलाव से उत्पन्न होता है। उपसतह वातावरण में, 40Ca द्वारा म्यूऑन कैप्चर 36Cl उत्पन्न करने के तरीके के रूप में अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है।
रसायन और यौगिक
क्लोरीन फ्लोरीन और ब्रोमीन के बीच प्रतिक्रियाशीलता में मध्यवर्ती है, और सबसे प्रतिक्रियाशील तत्वों में से एक है। क्लोरीन फ्लोरीन की तुलना में एक कमजोर ऑक्सीकरण एजेंट है लेकिन ब्रोमीन या आयोडीन से अधिक मजबूत है।
इसे X2/X− जोड़े (F, +2.866 V; Cl, +1.395 V; Br, +1.087 V; I, +0.615 V; लगभग +0.3 V) की मानक इलेक्ट्रोड क्षमता से देखा जा सकता है।
हालांकि, इस प्रवृत्ति को बंधन ऊर्जा में नहीं दिखाया गया है क्योंकि फ्लोरीन अपने छोटे आकार, कम ध्रुवता, और हाइपरवैलेंस दिखाने में असमर्थता के कारण एकवचन है।
एक अन्य अंतर के रूप में, सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों में क्लोरीन का एक महत्वपूर्ण रसायन है जबकि फ्लोरीन नहीं है। क्लोरीनीकरण से अक्सर ब्रोमिनेशन या आयोडिनेशन की तुलना में उच्च ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं लेकिन फ्लोरीनेशन की तुलना में कम ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं।
क्लोरीन M-M, M-H, या M-C बांड सहित यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करता है जिससे M-Cl बांड बनते हैं।
यह देखते हुए कि E°(1/2 O2/H2O) = +1.229 V, जो कि +1.395 V से कम है, यह अपेक्षा की जाएगी कि क्लोरीन पानी को ऑक्सीजन और हाइड्रोक्लोरिक एसिड में ऑक्सीकृत करने में सक्षम हो। हालांकि, इस प्रतिक्रिया के कैनेटीक्स प्रतिकूल हैं, और विचार करने के लिए एक बुलबुला अतिसंभाव्य प्रभाव भी है, जिससे जलीय क्लोराइड समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस क्लोरीन गैस विकसित करता है न कि ऑक्सीजन गैस, एक तथ्य जो क्लोरीन के औद्योगिक उत्पादन के लिए बहुत उपयोगी है।
हाइड्रोजन क्लोराइड
ठोस ड्यूटेरियम क्लोराइड की संरचना, D···Cl हाइड्रोजन बांड के साथ
सबसे सरल क्लोरीन यौगिक हाइड्रोजन क्लोराइड, एचसीएल है, जो उद्योग के साथ-साथ प्रयोगशाला में एक प्रमुख रसायन है, दोनों गैस के रूप में और हाइड्रोक्लोरिक एसिड के रूप में पानी में घुल जाता है। यह अक्सर क्लोरीन गैस में हाइड्रोजन गैस को जलाने या क्लोरीनेटिंग हाइड्रोकार्बन के उपोत्पाद के रूप में उत्पन्न होता है। एक अन्य दृष्टिकोण हाइड्रोक्लोरिक एसिड का उत्पादन करने के लिए केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड के साथ सोडियम क्लोराइड का इलाज करना है, जिसे "नमक-केक" प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है।
NaCl + H2SO4 (150 °C) NaHSO4 + HCl
NaCl + NaHSO4 (540-600 °C) Na2SO4 + HCl
प्रयोगशाला में, अम्ल को सांद्र सल्फ्यूरिक अम्ल से सुखाकर हाइड्रोजन क्लोराइड गैस बनाई जा सकती है। ड्यूटेरियम क्लोराइड, डीसीएल, बेंज़ॉयल क्लोराइड को भारी पानी (डी 2 ओ) के साथ प्रतिक्रिया करके उत्पादित किया जा सकता है।
कमरे के तापमान पर, हाइड्रोजन क्लोराइड एक रंगहीन गैस है, जैसे हाइड्रोजन फ्लोराइड के अलावा सभी हाइड्रोजन हलाइड्स, क्योंकि हाइड्रोजन बड़े इलेक्ट्रोनगेटिव क्लोरीन परमाणु के लिए मजबूत हाइड्रोजन बांड नहीं बना सकता है; हालांकि, कम तापमान पर ठोस क्रिस्टलीय हाइड्रोजन क्लोराइड में कमजोर हाइड्रोजन बॉन्डिंग मौजूद होती है, जो हाइड्रोजन फ्लोराइड संरचना के समान होती है, इससे पहले कि तापमान में वृद्धि होने पर विकार शुरू हो जाए।
हाइड्रोक्लोरिक एसिड एक मजबूत एसिड (pKa = -7) है क्योंकि क्लोरीन के हाइड्रोजन बांड पृथक्करण को रोकने के लिए बहुत कमजोर हैं। HCl/H2O प्रणाली में n = 1, 2, 3, 4, और 6 के लिए HCl·nH2O कई हाइड्रेट हैं। HCl और H2O के 1:1 मिश्रण से परे, सिस्टम पूरी तरह से दो अलग तरल चरणों में अलग हो जाता है। हाइड्रोक्लोरिक एसिड 20.22 g HCl प्रति 100 g घोल पर क्वथनांक 108.58 °C के साथ एक एज़ोट्रोप बनाता है; इस प्रकार हाइड्रोक्लोरिक एसिड को आसवन द्वारा इस बिंदु से आगे केंद्रित नहीं किया जा सकता है।
हाइड्रोजन फ्लोराइड के विपरीत, निर्जल तरल हाइड्रोजन क्लोराइड एक विलायक के रूप में काम करना मुश्किल है,
क्योंकि इसका क्वथनांक कम है, इसकी एक छोटी तरल सीमा है, इसका ढांकता हुआ स्थिरांक कम है और यह H2Cl + और HCl-2 आयनों में पर्याप्त रूप से अलग नहीं होता है - बाद वाले, किसी भी मामले में, हाइड्रोजन और क्लोरीन के बीच बहुत कमजोर हाइड्रोजन बंधन के कारण बाइफ्लोराइड आयनों (एचएफ-2) की तुलना में बहुत कम स्थिर होते हैं,
हालांकि इसके लवण बहुत बड़े और कमजोर ध्रुवीकरण वाले उद्धरणों जैसे कि सीएस + और एनआर + 4 के साथ होते हैं। (R = Me, Et, Bun) अभी भी अलग-थलग हो सकता है। निर्जल हाइड्रोजन क्लोराइड एक खराब विलायक है, जो केवल नाइट्रोसिल क्लोराइड और फिनोल जैसे छोटे आणविक यौगिकों को भंग करने में सक्षम है, या बहुत कम जाली ऊर्जा वाले लवण जैसे टेट्राएल्किलमोनियम हैलाइड्स। यह आसानी से अकेला-जोड़े या बांड वाले इलेक्ट्रोफाइल को प्रोटॉन करता है। हाइड्रोजन क्लोराइड समाधान में सॉल्वोलिसिस, लिगैंड प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं, और ऑक्सीकरण अच्छी तरह से विशेषता हैं
अन्य बाइनरी क्लोराइड
आवर्त सारणी के लगभग सभी तत्व बाइनरी क्लोराइड बनाते हैं।
अपवाद निश्चित रूप से अल्पमत में हैं और प्रत्येक मामले में तीन कारणों में से एक है: रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेने के लिए अत्यधिक जड़ता और अनिच्छा (अत्यधिक अस्थिर XeCl2 और XeCl4 में क्सीनन के अपवाद के साथ महान गैसें); चरम परमाणु अस्थिरता क्षय और रूपांतरण से पहले रासायनिक जांच में बाधा डालती है (बिस्मथ से परे सबसे भारी तत्व); और क्लोरीन (ऑक्सीजन और फ्लोरीन) की तुलना में एक इलेक्ट्रोनगेटिविटी अधिक है ताकि परिणामी बाइनरी यौगिक औपचारिक रूप से क्लोराइड नहीं बल्कि क्लोरीन के ऑक्साइड या फ्लोराइड हों। भले ही NCl3 में नाइट्रोजन ऋणात्मक आवेश वहन कर रहा हो, यौगिक को आमतौर पर नाइट्रोजन ट्राइक्लोराइड कहा जाता है।
Cl2 के साथ धातुओं का क्लोरीनीकरण आमतौर पर Br2 के साथ ब्रोमिनेशन की तुलना में उच्च ऑक्सीकरण अवस्था की ओर जाता है, जब कई ऑक्सीकरण अवस्थाएँ उपलब्ध होती हैं, जैसे MoCl5 और MoBr3 में।
क्लोराइड किसी तत्व या उसके ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड, या कार्बोनेट की हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके बनाया जा सकता है, और फिर कम दबाव या निर्जल हाइड्रोजन क्लोराइड गैस के साथ मिलकर हल्के उच्च तापमान द्वारा निर्जलित किया जा सकता है। क्लोराइड उत्पाद हाइड्रोलिसिस के लिए स्थिर होने पर ये विधियां सबसे अच्छा काम करती हैं; अन्यथा, संभावनाओं में क्लोरीन या हाइड्रोजन क्लोराइड के साथ तत्व का उच्च तापमान ऑक्सीडेटिव क्लोरीनीकरण, धातु ऑक्साइड का उच्च तापमान क्लोरीनीकरण या क्लोरीन द्वारा अन्य हलाइड, एक वाष्पशील धातु क्लोराइड, कार्बन टेट्राक्लोराइड, या एक कार्बनिक क्लोराइड शामिल हैं।
उदाहरण के लिए, ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड ज़िरकोनियम टेट्राक्लोराइड का उत्पादन करने के लिए मानक परिस्थितियों में क्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है, और यूरेनियम ट्राइऑक्साइड हेक्साक्लोरोप्रोपीन के साथ प्रतिक्रिया करता है जब यूरेनियम टेट्राक्लोराइड देने के लिए रिफ्लक्स के तहत गर्म होता है।
दूसरे उदाहरण में ऑक्सीकरण अवस्था में कमी भी शामिल है, जिसे हाइड्रोजन या धातु को कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग करके उच्च क्लोराइड को कम करके भी प्राप्त किया जा सकता है। यह निम्न प्रकार से थर्मल अपघटन या अनुपातहीनता द्वारा भी प्राप्त किया जा सकता है
+2 और +3 ऑक्सीकरण राज्यों में लैंथेनाइड्स और एक्टिनाइड्स के साथ समूह 1, 2, और 3 में धातुओं के अधिकांश क्लोराइड ज्यादातर आयनिक होते हैं, जबकि अधातु उच्च ऑक्सीकरण में धातुओं के रूप में सहसंयोजक आणविक क्लोराइड बनाते हैं।
सिल्वर क्लोराइड पानी में बहुत अघुलनशील होता है और इसलिए इसे अक्सर क्लोरीन के गुणात्मक परीक्षण के रूप में प्रयोग किया जाता है।
क्लोरीन फ्लोराइड्स
Cl के तीन फ्लोराइड इंटरहैलोजन यौगिकों का एक उपसमुच्चय बनाते हैं, जो सभी प्रतिचुंबकीय हैं। [46] कुछ cationic और anionic डेरिवेटिव ज्ञात हैं, जैसे ClF−2, ClF−4, ClF+2, और Cl2F+। क्लोरीन के कुछ स्यूडोहैलाइड्स को भी जाना जाता है, जैसे कि सायनोजेन क्लोराइड (ClCN, रैखिक), क्लोरीन साइनेट (ClNCO), क्लोरीन थायोसाइनेट (ClSCN, इसके ऑक्सीजन समकक्ष के विपरीत), और क्लोरीन एज़ाइड (ClN3)।
क्लोरीन मोनोफ्लोराइड (ClF)
अत्यंत ऊष्मीय रूप से स्थिर है, और 500 ग्राम स्टील व्याख्यान बोतलों में व्यावसायिक रूप से बेचा जाता है। यह एक रंगहीन गैस है जो −155.6 °C पर पिघलती है और −100.1 °C पर उबलती है। यह 225 डिग्री सेल्सियस पर इसके तत्वों की दिशा द्वारा उत्पादित किया जा सकता है,
हालांकि इसे क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड और इसके अभिकारकों से अलग और शुद्ध किया जाना चाहिए।
इसके गुण ज्यादातर क्लोरीन और फ्लोरीन के बीच के होते हैं।
यह कमरे के तापमान और ऊपर से कई धातुओं और अधातुओं के साथ प्रतिक्रिया करेगा, उन्हें फ्लोरिनेट करेगा और क्लोरीन मुक्त करेगा। यह एक क्लोरोफ्लोरोनेटिंग एजेंट के रूप में भी कार्य करेगा, जिसमें क्लोरीन और फ्लोरीन को एक से अधिक बॉन्ड में या ऑक्सीकरण द्वारा जोड़ा जाएगा:
उदाहरण के लिए, यह कार्बोनिल क्लोरोफ्लोराइड, COFCl बनाने के लिए कार्बन मोनोऑक्साइड पर हमला करेगा।
यह हेक्साफ्लोरोएसीटोन, (CF3)2CO के साथ समान रूप से प्रतिक्रिया करेगा, पोटेशियम फ्लोराइड उत्प्रेरक के साथ हेप्टाफ्लोरोइसोप्रोपाइल हाइपोक्लोराइट, (CF3) 2CFOCl का उत्पादन करेगा; RCF2NCl2 का उत्पादन करने के लिए नाइट्राइल आरसीएन के साथ; और सल्फर ऑक्साइड SO2 और SO3 के साथ क्रमशः ClSO2F और ClOSO2F उत्पन्न करते हैं। यह पानी जैसे -OH और -NH समूहों वाले यौगिकों के साथ एक्ज़ोथिर्मिक और हिंसक रूप से भी प्रतिक्रिया करेगा
H2O + 2 ClF 2 HF + Cl2O
क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड (ClF3)
एक वाष्पशील रंगहीन आणविक तरल है जो −76.3 °C पर पिघलता है और 11.8 °C पर उबलता है। यह 200-300 डिग्री सेल्सियस पर गैसीय क्लोरीन या क्लोरीन मोनोफ्लोराइड को सीधे फ्लोरिनेट करके बनाया जा सकता है।
यह सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील ज्ञात रासायनिक यौगिकों में से एक है, जो कई पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिन्हें सामान्य परिस्थितियों में रासायनिक रूप से निष्क्रिय माना जाएगा, जैसे कि एस्बेस्टस, कंक्रीट और रेत। यह पानी और अधिकांश कार्बनिक पदार्थों के संपर्क में आने पर फट जाता है।
इसमें आग लगाने वाले तत्वों की सूची विविध है, जिसमें हाइड्रोजन, पोटेशियम, फास्फोरस, आर्सेनिक, सुरमा, सल्फर, सेलेनियम, टेल्यूरियम, ब्रोमीन, आयोडीन, और पाउडर मोलिब्डेनम, टंगस्टन, रोडियम, इरिडियम और आयरन शामिल हैं।
एक अभेद्य फ्लोराइड परत सोडियम, मैग्नीशियम, एल्यूमीनियम, जस्ता, टिन और चांदी से बनती है, जिसे गर्म करके हटाया जा सकता है। गर्म होने पर, पैलेडियम, प्लेटिनम और सोने जैसी महान धातुओं पर भी हमला किया जाता है और यहां तक कि उत्कृष्ट गैसें क्सीनन और रेडॉन भी फ्लोरिनेशन से बच नहीं पाती हैं।
निकल कंटेनरों का उपयोग आमतौर पर क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड द्वारा हमले के लिए उस धातु के महान प्रतिरोध के कारण किया जाता है, जो एक अप्राप्य निकल फ्लोराइड परत के गठन से उत्पन्न होता है।
हाइड्रोजन फ्लोराइड, नाइट्रोजन और क्लोरीन गैसों के निर्माण के लिए हाइड्राज़िन के साथ इसकी प्रतिक्रिया का प्रयोग प्रायोगिक रॉकेट मोटर्स में किया गया था, लेकिन इसकी अत्यधिक हाइपरगॉलिसिटी से उत्पन्न होने वाली समस्याएं हैं, जिसके परिणामस्वरूप बिना किसी मापनीय देरी के प्रज्वलन होता है।
आज, इसका उपयोग ज्यादातर परमाणु ईंधन प्रसंस्करण में किया जाता है, यूरेनियम को यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड को समृद्ध करने के लिए और इसे प्लूटोनियम से अलग करने के लिए। यह फ्लोराइड आयन दाता या स्वीकर्ता (लुईस बेस या एसिड) के रूप में कार्य कर सकता है, हालांकि यह ClF+2 और ClF−4 आयनों में पर्याप्त रूप से अलग नहीं होता है।
क्लोरीन पेंटाफ्लोराइड (ClF5)
350 °C और 250 atm पर अतिरिक्त फ्लोरीन गैस के साथ क्लोरीन के प्रत्यक्ष फ़्लोरिनेशन द्वारा बड़े पैमाने पर और 100-300 °C पर फ्लोरीन गैस के साथ धातु क्लोराइड की प्रतिक्रिया द्वारा छोटे पैमाने पर बनाया जाता है।
यह −103 °C पर पिघलता है और −13.1 °C पर उबलता है। यह एक बहुत मजबूत फ्लोरीनिंग एजेंट है, हालांकि यह अभी भी क्लोरीन ट्राइफ्लोराइड जितना प्रभावी नहीं है। केवल कुछ विशिष्ट स्टोइकोमीट्रिक प्रतिक्रियाओं की विशेषता है।
आर्सेनिक पेंटाफ्लोराइड और सुरमा पेंटाफ्लोराइड [ClF4]+[MF6]− (M = As, Sb) के रूप में आयनिक जोड़ बनाते हैं और पानी निम्नानुसार सख्ती से प्रतिक्रिया करता है
2 H2O + ClF5 ⟶ 4 HF + FClO2
उत्पाद, क्लोरिल फ्लोराइड, पांच ज्ञात क्लोरीन ऑक्साइड फ्लोराइड्स में से एक है। ये ऊष्मीय रूप से अस्थिर FClO से लेकर रासायनिक रूप से अप्राप्य पर्क्लोरिल फ्लोराइड (FClO3) तक, अन्य तीन FClO2, F3ClO, और F3ClO2 हैं। सभी पांच क्लोरीन फ्लोराइड के समान व्यवहार करते हैं, दोनों संरचनात्मक और रासायनिक रूप से, और क्रमशः फ्लोराइड आयनों को प्राप्त करने या खोने या बहुत मजबूत ऑक्सीकरण और फ्लोरिनिंग एजेंटों के रूप में लुईस एसिड या बेस के रूप में कार्य कर सकते हैं।
क्लोरीन ऑक्साइड
पीले क्लोरीन डाइऑक्साइड समाधान के ऊपर पीला क्लोरीन डाइऑक्साइड (ClO2) गैस। शुद्ध क्लोरीन डाइऑक्साइड के घोल गहरे हरे रंग के होते हैं: यह घोल इसके प्रकाश अपघटन से उत्पन्न अशुद्धियों के कारण पीला होता है।
डाइक्लोरीन हेप्टोक्साइड की संरचना, Cl2O7, क्लोरीन ऑक्साइड का सबसे स्थिर
उनकी अस्थिरता के बावजूद क्लोरीन ऑक्साइड का अच्छी तरह से अध्ययन किया जाता है (ये सभी एंडोथर्मिक यौगिक हैं)।
वे महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे तब उत्पन्न होते हैं जब क्लोरोफ्लोरोकार्बन ऊपरी वायुमंडल में फोटोलिसिस से गुजरते हैं और ओजोन परत के विनाश का कारण बनते हैं।
उनमें से कोई भी तत्त्वों की प्रत्यक्ष अभिक्रिया से नहीं बनाया जा सकता।
डाइक्लोरीन मोनोऑक्साइड (Cl2O)
एक भूरी-पीली गैस (ठोस या तरल होने पर लाल-भूरा) है जो पीले पारा (II) ऑक्साइड के साथ क्लोरीन गैस की प्रतिक्रिया से प्राप्त की जा सकती है।
पानी में बहुत घुलनशील है, जिसमें यह हाइपोक्लोरस एसिड (HOCl) के साथ संतुलन में है, जिसमें से यह एनहाइड्राइड है।
इस प्रकार यह एक प्रभावी ब्लीच है और इसका उपयोग ज्यादातर हाइपोक्लोराइट बनाने के लिए किया जाता है। यह गर्म करने या चिंगारी या अमोनिया गैस की उपस्थिति में फट जाता है।
क्लोरीन डाइऑक्साइड (ClO2)
1811 में हम्फ्री डेवी द्वारा खोजा गया पहला क्लोरीन ऑक्साइड था।
यह एक पीली अनुचुंबकीय गैस है (एक ठोस या तरल के रूप में गहरा लाल), जैसा कि इसके इलेक्ट्रॉनों की एक विषम संख्या होने से अपेक्षित है: यह अयुग्मित इलेक्ट्रॉन के निरूपण के कारण डिमराइजेशन की ओर स्थिर है।
-40 डिग्री सेल्सियस से ऊपर तरल के रूप में और गैस के रूप में दबाव में फटता है और इसलिए लकड़ी-लुगदी विरंजन और जल उपचार के लिए कम सांद्रता पर बनाया जाना चाहिए। यह आमतौर पर निम्नानुसार क्लोरेट को कम करके तैयार किया जाता है
ClO−3 + Cl− + 2 H+ ClO2 + 1/2 Cl2 + H2O
इस प्रकार इसका उत्पादन क्लोरीन ऑक्सोएसिड की रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं से घनिष्ठ रूप से जुड़ा हुआ है।
एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, जो सल्फर, फास्फोरस, फास्फोरस हैलाइड और पोटेशियम बोरोहाइड्राइड के साथ प्रतिक्रिया करता है।
यह गहरे-हरे रंग के घोल बनाने के लिए पानी में एक्ज़ोथिर्मिक रूप से घुल जाता है जो बहुत धीरे-धीरे अंधेरे में विघटित हो जाता है।
क्रिस्टलीय क्लैथ्रेट ClO2·nH2O (n 6–10) को कम तापमान पर हाइड्रेट करता है।
हालांकि, प्रकाश की उपस्थिति में, ये समाधान क्लोरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड का मिश्रण बनाने के लिए तेजी से फोटो-अपघटित होते हैं। अलग-अलग ClO2 अणुओं के फोटोलिसिस के परिणामस्वरूप रेडिकल ClO और ClOO होते हैं, जबकि कमरे के तापमान पर ज्यादातर क्लोरीन, ऑक्सीजन और कुछ ClO3 और Cl2O6 उत्पन्न होते हैं।
−78 °C पर ठोस का प्रकाश अपघटन करते समय Cl2O3 भी उत्पन्न होता है: यह गहरे भूरे रंग का ठोस होता है जो 0 °C से नीचे फट जाता है। ClO रेडिकल वायुमंडलीय ओजोन की कमी की ओर ले जाता है और इस प्रकार पर्यावरणीय रूप से महत्वपूर्ण है:
Cl• + O3 ClO• + O2
ClO• + O• Cl• + O2
क्लोरीन परक्लोरेट (ClOClO3)
एक हल्का पीला तरल है जो ClO2 की तुलना में कम स्थिर होता है और क्लोरीन, ऑक्सीजन और डाइक्लोरीन हेक्सऑक्साइड (Cl2O6) बनाने के लिए कमरे के तापमान पर विघटित हो जाता है।
क्लोरीन परक्लोरेट को अन्य ऑक्सोएसिड के थर्मली अस्थिर क्लोरीन डेरिवेटिव के समान परक्लोरिक एसिड (HOClO3) का क्लोरीन व्युत्पन्न भी माना जा सकता है: उदाहरणों में क्लोरीन नाइट्रेट (ClONO2, सख्ती से प्रतिक्रियाशील और विस्फोटक), और क्लोरीन फ्लोरोसल्फेट (ClOSO2F, अधिक स्थिर लेकिन फिर भी) शामिल हैं।
नमी के प्रति संवेदनशील और अत्यधिक प्रतिक्रियाशील)। डाइक्लोरीन हेक्सऑक्साइड एक गहरे लाल रंग का तरल है जो जम कर एक ठोस बनाता है जो -180 °C पर पीला हो जाता है
यह आमतौर पर ऑक्सीजन के साथ क्लोरीन डाइऑक्साइड की प्रतिक्रिया से बनता है।
इसे ClO3 के डिमर के रूप में युक्तिसंगत बनाने के प्रयासों के बावजूद, यह अधिक प्रतिक्रिया करता है जैसे कि यह क्लोरिल परक्लोरेट, [ClO2] + [ClO4] - था, जिसे ठोस की सही संरचना होने की पुष्टि की गई है।
क्लोरिक और पर्क्लोरिक एसिड का मिश्रण देने के लिए पानी में हाइड्रोलाइज करता है: निर्जल हाइड्रोजन फ्लोराइड के साथ अनुरूप प्रतिक्रिया पूर्ण होने के लिए आगे नहीं बढ़ती है।
डाइक्लोरीन हेप्टोक्साइड (Cl2O7)
परक्लोरिक एसिड (HClO4) का एनहाइड्राइड है और इसे −10 °C पर फॉस्फोरिक एसिड के साथ निर्जलित करके और फिर −35 °C और 1 mmHg पर उत्पाद को आसुत करके आसानी से प्राप्त किया जा सकता है। यह एक शॉक-सेंसिटिव, रंगहीन तैलीय तरल है।
क्लोरीन ऑक्साइड की सबसे कम प्रतिक्रियाशील है, कमरे के तापमान पर कार्बनिक पदार्थों को आग नहीं लगाने वाला एकमात्र ऐसा है। परक्लोरिक एसिड को पुन: उत्पन्न करने के लिए इसे पानी में भंग किया जा सकता है या परक्लोरेट्स को पुन: उत्पन्न करने के लिए जलीय क्षार में भंग किया जा सकता है।
हालांकि, यह केंद्रीय Cl-O बांडों में से एक को तोड़कर विस्फोटक रूप से विघटित हो जाता है, जिससे रेडिकल ClO3 और ClO4 उत्पन्न होते हैं जो तुरंत मध्यवर्ती ऑक्साइड के माध्यम से तत्वों में विघटित हो जाते हैं।
ऑर्गेनोक्लोरिन यौगिक
अन्य कार्बन-हैलोजन बॉन्ड की तरह, सी-सीएल बॉन्ड एक सामान्य कार्यात्मक समूह है जो कोर ऑर्गेनिक केमिस्ट्री का हिस्सा है।
औपचारिक रूप से, इस कार्यात्मक समूह वाले यौगिकों को क्लोराइड आयन के कार्बनिक व्युत्पन्न माना जा सकता है।
क्लोरीन (3.16) और कार्बन (2.55) के बीच इलेक्ट्रोनगेटिविटी के अंतर के कारण, सी-सीएल बॉन्ड में कार्बन इलेक्ट्रॉन की कमी है और इस प्रकार इलेक्ट्रोफिलिक है।
क्लोरीनीकरण हाइड्रोकार्बन के भौतिक गुणों को कई तरीकों से संशोधित करता है
क्लोरीन बनाम हाइड्रोजन के उच्च परमाणु भार के कारण क्लोरोकार्बन आमतौर पर पानी की तुलना में सघन होते हैं, और स्निग्ध ऑर्गेनोक्लोराइड एल्काइलेटिंग एजेंट होते हैं क्योंकि क्लोराइड एक छोड़ने वाला समूह होता है।
अल्केन्स और एरिल अल्केन्स को यूवी प्रकाश के साथ मुक्त-कट्टरपंथी परिस्थितियों में क्लोरीनयुक्त किया जा सकता है।
हालांकि, क्लोरीनीकरण की सीमा को नियंत्रित करना मुश्किल है: प्रतिक्रिया प्रतिगामी नहीं है और अक्सर विभिन्न आइसोमर्स के मिश्रण में क्लोरीनीकरण की विभिन्न डिग्री के साथ परिणाम होता है, हालांकि यह स्वीकार्य हो सकता है यदि उत्पादों को आसानी से अलग किया जाता है।
एरिल क्लोराइड क्लोरीन और एक लुईस एसिड उत्प्रेरक का उपयोग करके फ्राइडल-क्राफ्ट्स हैलोजनेशन द्वारा तैयार किया जा सकता है। क्लोरीन और सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग करते हुए हेलोफॉर्म प्रतिक्रिया, मिथाइल कीटोन्स और संबंधित यौगिकों से एल्काइल हैलाइड उत्पन्न करने में सक्षम है।
क्लोरीन एल्केन्स और एल्काइन्स पर भी कई बॉन्ड्स को जोड़ता है, जिससे डाई- या टेट्रा-क्लोरो यौगिक मिलते हैं। हालांकि, क्लोरीन के खर्च और प्रतिक्रियाशीलता के कारण, हाइड्रोजन क्लोराइड का उपयोग करके या फॉस्फोरस पेंटाक्लोराइड (PCl 5) या थियोनिल क्लोराइड (SOCl 2) जैसे क्लोरीनिंग एजेंटों के साथ ऑर्गेनोक्लोरिन यौगिकों का अधिक उत्पादन होता है।
प्रयोगशाला में बहुत सुविधाजनक है क्योंकि सभी पक्ष उत्पाद गैसीय होते हैं और उन्हें आसुत करने की आवश्यकता नहीं होती है।
क्लोरीन प्रकृति में मुक्त तत्व के रूप में होने के लिए बहुत प्रतिक्रियाशील है लेकिन क्लोराइड लवण के रूप में बहुत प्रचुर मात्रा में है।
यह पृथ्वी की पपड़ी में इक्कीसवां सबसे प्रचुर तत्व है और इसका प्रति मिलियन 126 भाग क्लोराइड खनिजों, विशेष रूप से सोडियम क्लोराइड के बड़े भंडार के माध्यम से बनाता है, जो जल निकायों से वाष्पित हो गए हैं।
समुद्री जल में क्लोराइड आयनों के भंडार की तुलना में ये सभी फीके पड़ जाते हैं: उच्च सांद्रता में कम मात्रा में कुछ अंतर्देशीय समुद्रों और भूमिगत नमकीन कुओं में पाए जाते हैं, जैसे कि यूटा में ग्रेट साल्ट लेक और इज़राइल में मृत सागर।
प्रयोगशाला में हाइड्रोक्लोरिक एसिड और मैंगनीज डाइऑक्साइड के संयोजन से क्लोरीन गैस के छोटे बैच तैयार किए जाते हैं, लेकिन इसकी तैयार उपलब्धता के कारण शायद ही कभी आवश्यकता होती है।
उद्योग में, मौलिक क्लोरीन आमतौर पर पानी में घुले सोडियम क्लोराइड के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा निर्मित होता है। यह विधि, 1892 में औद्योगीकृत क्लोरालकली प्रक्रिया, अब अधिकांश औद्योगिक क्लोरीन गैस प्रदान करती है।
क्लोरीन के साथ, विधि हाइड्रोजन गैस और सोडियम हाइड्रॉक्साइड उत्पन्न करती है, जो सबसे मूल्यवान उत्पाद है। प्रक्रिया निम्नलिखित रासायनिक समीकरण के अनुसार आगे बढ़ती है
2 NaCl + 2 H2O → Cl2 + H2 + 2 NaOH
क्लोराइड समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस सभी निम्नलिखित समीकरणों के अनुसार आगे बढ़ते हैं:
कैथोड: 2 H2O + 2 e− → H2 + 2 OH−
एनोड: 2 Cl− → Cl2 + 2 e−
डायफ्राम सेल इलेक्ट्रोलिसिस में, एक एस्बेस्टस (या पॉलीमर-फाइबर) डायफ्राम एक कैथोड और एक एनोड को अलग करता है, एनोड पर बनने वाले क्लोरीन को सोडियम हाइड्रॉक्साइड और कैथोड पर बनने वाले हाइड्रोजन के साथ फिर से मिलाने से रोकता है।
नमक का घोल (नमकीन) लगातार एनोड डिब्बे में डाला जाता है और डायाफ्राम के माध्यम से कैथोड डिब्बे में प्रवाहित होता है, जहाँ कास्टिक क्षार उत्पन्न होता है और नमकीन पानी आंशिक रूप से समाप्त हो जाता है।
डायाफ्राम विधियाँ तनु और थोड़ी अशुद्ध क्षार उत्पन्न करती हैं, लेकिन वे पारे के निपटान की समस्या से बोझिल नहीं होती हैं और वे अधिक ऊर्जा कुशल होती हैं।
मेम्ब्रेन सेल इलेक्ट्रोलिसिस एक आयन एक्सचेंजर के रूप में पारगम्य झिल्ली को नियोजित करता है। संतृप्त सोडियम (या पोटेशियम) क्लोराइड समाधान एनोड डिब्बे के माध्यम से पारित किया जाता है, कम एकाग्रता पर छोड़ देता है।
यह विधि बहुत शुद्ध सोडियम (या पोटेशियम) हाइड्रॉक्साइड भी पैदा करती है लेकिन उच्च सांद्रता में बहुत शुद्ध नमकीन की आवश्यकता होती है।
कई ऑर्गेनोक्लोरिन यौगिकों को बैक्टीरिया से लेकर मनुष्यों तक के प्राकृतिक स्रोतों से अलग किया गया है।
क्लोरीनयुक्त कार्बनिक यौगिक अल्कलॉइड, टेरपेन्स, अमीनो एसिड, फ्लेवोनोइड्स, स्टेरॉयड और फैटी एसिड सहित जैव-अणुओं के लगभग हर वर्ग में पाए जाते हैं।
डाइऑक्सिन सहित ऑर्गनोक्लोराइड, जंगल की आग के उच्च तापमान वातावरण में उत्पन्न होते हैं, और डाइऑक्सिन बिजली से प्रज्वलित आग की संरक्षित राख में पाए गए हैं जो सिंथेटिक डाइऑक्सिन से पहले होते हैं।
इसके अलावा, समुद्री शैवाल से डाइक्लोरोमेथेन, क्लोरोफॉर्म और कार्बन टेट्राक्लोराइड सहित विभिन्न प्रकार के सरल क्लोरीनयुक्त हाइड्रोकार्बन अलग किए गए हैं। पर्यावरण में अधिकांश क्लोरोमेथेन जैविक अपघटन, जंगल की आग और ज्वालामुखियों द्वारा प्राकृतिक रूप से निर्मित होता है।
कुछ प्रकार के ऑर्गेनोक्लोराइड, हालांकि सभी नहीं, मनुष्यों सहित पौधों या जानवरों के लिए महत्वपूर्ण विषाक्तता है।
क्लोरीन की उपस्थिति में कार्बनिक पदार्थों को जलाने पर उत्पन्न डाइऑक्सिन, और कुछ कीटनाशक, जैसे डीडीटी, लगातार कार्बनिक प्रदूषक होते हैं जो पर्यावरण में छोड़े जाने पर खतरे पैदा करते हैं।
उदाहरण के लिए, डीडीटी, जिसका व्यापक रूप से 20 वीं शताब्दी के मध्य में कीड़ों को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता था, खाद्य श्रृंखलाओं में भी जमा हो जाता है, और कुछ पक्षी प्रजातियों में प्रजनन समस्याओं (जैसे, अंडे के छिलके का पतला होना) का कारण बनता है
ऊपरी वायुमंडल में क्लोरीन रेडिकल्स बनाने के लिए C-Cl बॉन्ड के तैयार होमोलिटिक विखंडन के कारण, ओजोन परत को होने वाले नुकसान के कारण क्लोरोफ्लोरोकार्बन को चरणबद्ध तरीके से समाप्त कर दिया गया है।
डीकॉन प्रक्रिया में, ऑर्गेनोक्लोरिन यौगिकों के उत्पादन से प्राप्त हाइड्रोजन क्लोराइड क्लोरीन के रूप में प्राप्त होता है। प्रक्रिया ऑक्सीजन का उपयोग करके ऑक्सीकरण पर निर्भर करती है:
4 HCl + O2 → 2 Cl2 + 2 H2O
प्रतिक्रिया के लिए उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है। जैसा कि डीकॉन द्वारा पेश किया गया था, प्रारंभिक उत्प्रेरक तांबे पर आधारित थे। वाणिज्यिक प्रक्रियाएं, जैसे मित्सुई एमटी-क्लोरीन प्रक्रिया, क्रोमियम और रूथेनियम-आधारित उत्प्रेरकों में बदल गई हैं।[66] उत्पादित क्लोरीन 450 ग्राम से 70 किग्रा के आकार के सिलेंडरों में उपलब्ध है, साथ ही ड्रम (865 किग्रा), टैंक वैगन (सड़कों पर 15 टन; रेल द्वारा 27-90 टन), और बजरा (600-1200 टन) .[67]
क्लोरीन के अनुप्रयोग
सोडियम क्लोराइड सबसे आम क्लोरीन यौगिक है, और रासायनिक उद्योग द्वारा मांग के लिए क्लोरीन का मुख्य स्रोत है। लगभग 15000 क्लोरीन युक्त यौगिकों का व्यावसायिक रूप से व्यापार किया जाता है,
जिसमें क्लोरीनयुक्त मीथेन, एथेन, विनाइल क्लोराइड, पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी), उत्प्रेरण के लिए एल्यूमीनियम ट्राइक्लोराइड, मैग्नीशियम, टाइटेनियम, ज़िरकोनियम और हेफ़नियम के क्लोराइड जैसे विविध यौगिक शामिल हैं, जो इसके अग्रदूत हैं।
उन तत्वों के शुद्ध रूप का निर्माण।
मात्रात्मक रूप से, उत्पादित सभी मौलिक क्लोरीन में से लगभग 63% का उपयोग कार्बनिक यौगिकों के निर्माण में किया जाता है, और 18% अकार्बनिक क्लोरीन यौगिकों के निर्माण में उपयोग किया जाता है।
लगभग 15,000 क्लोरीन यौगिकों का व्यावसायिक रूप से उपयोग किया जाता है।
उत्पादित क्लोरीन का शेष 19% ब्लीच और कीटाणुशोधन उत्पादों के लिए उपयोग किया जाता है।
उत्पादन मात्रा के संदर्भ में कार्बनिक यौगिकों में सबसे महत्वपूर्ण 1,2-डाइक्लोरोइथेन और विनाइल क्लोराइड हैं, जो पीवीसी के उत्पादन में मध्यवर्ती हैं। अन्य विशेष रूप से महत्वपूर्ण ऑर्गनोक्लोरीन हैं मिथाइल क्लोराइड, मेथिलीन क्लोराइड, क्लोरोफॉर्म, विनीलिडीन क्लोराइड, ट्राइक्लोरोइथाइलीन, परक्लोरोइथिलीन, एलिल क्लोराइड, एपिक्लोरोहाइड्रिन, क्लोरोबेंजीन, डाइक्लोरोबेंजेन और ट्राइक्लोरोबेंजीन।
प्रमुख अकार्बनिक यौगिकों में HCl, Cl2O, HOCl, NaClO3, क्लोरीनयुक्त आइसोसायन्यूरेट्स, AlCl3, SiCl4, SnCl4, PCl3, PCl5, POCl3, AsCl3, SbCl3, SbCl5, BiCl3, S2Cl2, SCl2, SOCl2, ClF3, ICl, ICl3, TiCl3, शामिल हैं। TiCl4, MoCl5, FeCl3, ZnCl2, इत्यादि।
स्वच्छता, कीटाणुशोधन, और एंटीसेप्सिस
सड़न का मुकाबला
फ्रांस में (अन्यत्र की तरह), जानवरों की आंतों को संगीत वाद्ययंत्र के तार, गोल्डबीटर की त्वचा और अन्य उत्पादों को बनाने के लिए संसाधित किया गया था। यह "आंत कारखानों" (बहादुरी) में किया गया था, और यह एक गंधहीन और अस्वस्थ प्रक्रिया थी।
1820 में या लगभग 1820 में, सोसाइटी डी'इनकॉरगेमेंट पोर एल'इंडस्ट्री नेशनेल ने जानवरों की आंतों के पेरिटोनियल झिल्ली को बिना सड़न के अलग करने के लिए एक विधि, रासायनिक या यांत्रिक की खोज के लिए एक पुरस्कार की पेशकश की।
यह पुरस्कार 44 वर्षीय फ्रांसीसी रसायनज्ञ और फार्मासिस्ट एंटोनी-जर्मेन लेबरैक ने जीता था, जिन्होंने पाया था कि बर्थोलेट के क्लोरीनयुक्त विरंजन समाधान ("ईओ डी जेवेल") ने न केवल पशु ऊतक अपघटन के सड़न की गंध को नष्ट कर दिया था, बल्कि वास्तव में भी अपघटन को धीमा कर दिया।
लैबैराक के शोध के परिणामस्वरूप चूने के क्लोराइड और हाइपोक्लोराइट्स (कैल्शियम हाइपोक्लोराइट) और सोडियम (सोडियम हाइपोक्लोराइट) का उपयोग बॉयौडरीज में किया गया। समान रसायनों को शौचालयों, सीवरों, बाजारों, बूचड़खानों, संरचनात्मक थिएटरों और मुर्दाघरों के नियमित कीटाणुशोधन और गंधहरण में उपयोगी पाया गया।
वे अस्पतालों, लाजरेट्स, जेलों, दुर्बलों (भूमि और समुद्र दोनों पर), जायदाद, अस्तबल, मवेशी-शेड, आदि में सफल रहे; और वे उत्खनन के दौरान फायदेमंद थे, उत्सर्जन, महामारी रोग का प्रकोप, बुखार, और मवेशियों में काला पैर।
कीटाणुशोधन
संक्रमण को रोकने के लिए (जिसे "संक्रामक संक्रमण" कहा जाता है, जिसे "मियास्मास" द्वारा संचरित माना जाता है) और सेप्टिक घावों सहित मौजूदा घावों के सड़न का इलाज करने के लिए 1828 से लैबैरेक के क्लोरीनयुक्त चूने और सोडा समाधान की वकालत की गई है।
अपने 1828 के काम में, लैबरैक ने सिफारिश की कि डॉक्टर क्लोरीन से सांस लें, क्लोरीनयुक्त चूने में अपने हाथ धोएं, और यहां तक कि "संक्रामक संक्रमण" के मामलों में मरीजों के बिस्तरों के आसपास क्लोरीनयुक्त चूना छिड़कें।
1828 में, संक्रमणों का संक्रमण सर्वविदित था, भले ही सूक्ष्म जीव की एजेंसी आधी सदी से भी अधिक समय बाद तक खोजी नहीं गई थी।
1832 के पेरिस हैजा के प्रकोप के दौरान, राजधानी को कीटाणुरहित करने के लिए बड़ी मात्रा में तथाकथित चूने के क्लोराइड का उपयोग किया गया था। यह केवल आधुनिक कैल्शियम क्लोराइड नहीं था, बल्कि कैल्शियम हाइपोक्लोराइट (क्लोरीनयुक्त चूना) बनाने के लिए क्लोरीन गैस चूने के पानी (पतला कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड) में घुल जाती है।
लैबरैक की खोज ने अस्पतालों और विदारक कक्षों से क्षय की भयानक बदबू को दूर करने में मदद की, और ऐसा करके, पेरिस के लैटिन क्वार्टर को प्रभावी ढंग से दुर्गन्धित किया।
कई लोगों ने इन "पुटीय मियास्मों" को "संक्रमण" और "संक्रमण" के प्रसार का कारण माना था - दोनों शब्द संक्रमण के रोगाणु सिद्धांत से पहले इस्तेमाल किए गए थे। चूने के क्लोराइड का उपयोग गंध और "गंदे पदार्थ" को नष्ट करने के लिए किया जाता था।
एक स्रोत का दावा है कि डॉ. जॉन स्नो द्वारा चूने के क्लोराइड का उपयोग हैजा-दूषित कुएं से पानी कीटाणुरहित करने के लिए किया गया था जो भोजन कर रहा था।
1854 में लंदन में ब्रॉड स्ट्रीट पंप, [76] हालांकि तीन अन्य प्रतिष्ठित स्रोत जो उस प्रसिद्ध हैजा महामारी का वर्णन करते हैं, इस घटना का उल्लेख नहीं करते हैं। [77] [78] [79] एक संदर्भ से यह स्पष्ट हो जाता है कि ब्रॉड स्ट्रीट पंप के आसपास की गलियों में ऑफल और गंदगी को कीटाणुरहित करने के लिए चूने के क्लोराइड का इस्तेमाल किया गया था - जो उन्नीसवीं सदी के मध्य में इंग्लैंड में एक आम बात थी। [77]: 296
सेमेल्विस और एंटीसेप्सिस के साथ प्रयोग
इग्नाज सेमेल्विस
शायद लेबरेक के क्लोरीन और रासायनिक आधार समाधानों का सबसे प्रसिद्ध अनुप्रयोग 1847 में था, जब इग्नाज सेमेल्विस ने ऑस्ट्रियाई डॉक्टरों के हाथों को कीटाणुरहित करने के लिए क्लोरीन-पानी (शुद्ध पानी में घुलने वाला क्लोरीन, जो क्लोरीनयुक्त चूने के घोल से सस्ता था) का इस्तेमाल किया था,
जिसे सेमेल्विस ने अभी भी देखा था। सड़न की बदबू को विच्छेदन कक्षों से रोगी परीक्षा कक्षों तक ले गए।
रोग के रोगाणु सिद्धांत से बहुत पहले, सेमेल्विस ने सिद्धांत दिया था कि "कैडवेरिक कण" ताजा चिकित्सा शवों से जीवित रोगियों तक क्षय संचारित कर रहे थे, और उन्होंने क्षय और ऊतक की गंध को दूर करने के लिए एकमात्र ज्ञात विधि के रूप में प्रसिद्ध "लैबरैक के समाधान" का उपयोग किया।
अपघटन (जो उसने पाया कि साबुन नहीं था)। समाधान साबुन की तुलना में कहीं अधिक प्रभावी एंटीसेप्टिक साबित हुए (सेमेल्विस को उनकी अधिक प्रभावकारिता के बारे में भी पता था, लेकिन इसका कारण नहीं था),
और इसके परिणामस्वरूप सेमेल्विस की प्रसूति में बच्चे के बुखार ("प्रसूति बुखार") के संचरण को रोकने में सफलता मिली। 1847 में ऑस्ट्रिया में वियना जनरल अस्पताल के वार्ड।
बहुत बाद में, 1916 में प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, हेनरी ड्रिस्डेल डाकिन (जिन्होंने इस क्षेत्र में लैबरैक के पूर्व कार्य को पूरा श्रेय दिया) द्वारा अम्लीय स्टेबलाइजर के रूप में हाइपोक्लोराइट (0.5%) और बोरिक एसिड युक्त लैबरैक के घोल का एक मानकीकृत और पतला संशोधन विकसित किया गया था। . डाकिन समाधान कहा जाता है, क्लोरीनयुक्त समाधान के साथ घाव सिंचाई की विधि ने आधुनिक एंटीबायोटिक युग से बहुत पहले, खुले घावों की एक विस्तृत विविधता के एंटीसेप्टिक उपचार की अनुमति दी थी। इस समाधान का एक संशोधित संस्करण आधुनिक समय में घाव सिंचाई में उपयोग किया जाता है, जहां यह बैक्टीरिया के खिलाफ प्रभावी रहता है जो कई एंटीबायोटिक दवाओं के प्रतिरोधी होते हैं (देखें सेंचुरी फार्मास्यूटिकल्स)।
सार्वजनिक स्वच्छता
तरल पूल क्लोरीन
अमेरिका के पानी पीने के लिए क्लोरीनीकरण का पहला निरंतर अनुप्रयोग जर्सी सिटी, न्यू जर्सी में 1908 में स्थापित किया गया था। [82] 1918 तक, अमेरिकी ट्रेजरी विभाग ने सभी पीने के पानी को क्लोरीन से कीटाणुरहित करने का आह्वान किया।
क्लोरीन वर्तमान में जल शोधन (जैसे जल उपचार संयंत्रों में), कीटाणुनाशकों और ब्लीच में एक महत्वपूर्ण रसायन है। यहां तक कि छोटी जल आपूर्तियों को भी अब नियमित रूप से क्लोरीनयुक्त किया जाता है।
पीने के पानी की आपूर्ति और सार्वजनिक स्विमिंग पूल में बैक्टीरिया और अन्य रोगाणुओं को मारने के लिए आमतौर पर क्लोरीन का उपयोग (हाइपोक्लोरस एसिड के रूप में) किया जाता है।
अधिकांश निजी स्विमिंग पूल में, क्लोरीन का उपयोग नहीं किया जाता है, बल्कि सोडियम हाइपोक्लोराइट, क्लोरीन और सोडियम हाइड्रॉक्साइड या क्लोरीनयुक्त आइसोसायन्यूरेट्स की ठोस गोलियों से बनता है।
स्विमिंग पूल में क्लोरीन का उपयोग करने का दोष यह है कि क्लोरीन मानव बाल और त्वचा में प्रोटीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। आम धारणा के विपरीत, स्विमिंग पूल से जुड़ी विशिष्ट "क्लोरीन सुगंध" मौलिक क्लोरीन का परिणाम नहीं है, बल्कि क्लोरैमाइन का है, जो कार्बनिक पदार्थों में अमाइन के साथ मुक्त भंग क्लोरीन की प्रतिक्रिया से उत्पन्न एक रासायनिक यौगिक है।
पानी में एक कीटाणुनाशक के रूप में, क्लोरीन एस्चेरिचिया कोलाई के खिलाफ ब्रोमीन के रूप में तीन गुना से अधिक प्रभावी है, और आयोडीन के रूप में छह गुना से अधिक प्रभावी है।
तेजी से, मोनोक्लोरामाइन स्वयं कीटाणुशोधन के प्रयोजनों के लिए पीने के पानी में सीधे जोड़ा जा रहा है, एक प्रक्रिया जिसे क्लोरैमिनेशन कहा जाता है।
जल उपचार के लिए जहरीली क्लोरीन गैस का भंडारण और उपयोग करना अक्सर अव्यावहारिक होता है, इसलिए क्लोरीन जोड़ने के वैकल्पिक तरीकों का उपयोग किया जाता है।
इनमें हाइपोक्लोराइट समाधान शामिल हैं, जो धीरे-धीरे पानी में क्लोरीन छोड़ते हैं, और सोडियम डाइक्लोरो-एस-ट्रायज़िनेट्रियोन (डायहाइड्रेट या निर्जल) जैसे यौगिक, जिन्हें कभी-कभी "डाइक्लोर" कहा जाता है, और ट्राइक्लोरो-एस-ट्रायज़िनेट्रियोन, जिसे कभी-कभी "ट्राइक्लोर" कहा जाता है।
ये यौगिक ठोस होते हुए भी स्थिर होते हैं और इनका उपयोग पाउडर, दानेदार या टैबलेट के रूप में किया जा सकता है। जब पूल के पानी या औद्योगिक जल प्रणालियों में थोड़ी मात्रा में जोड़ा जाता है, तो क्लोरीन परमाणु बाकी अणु से हाइड्रोलाइज करते हैं, जिससे हाइपोक्लोरस एसिड (HOCL) बनता है, जो एक सामान्य बायोसाइड के रूप में कार्य करता है, जिससे कीटाणुओं, सूक्ष्मजीवों, शैवाल आदि को मार दिया जाता है।
हथियार के रूप में क्लोरीन गैस प्रयोग करें
पहला विश्व युद्ध
क्लोरीन गैस, जिसे बर्थोलाइट के नाम से भी जाना जाता है, पहली बार जर्मनी द्वारा 22 अप्रैल, 1915 को Ypres की दूसरी लड़ाई में प्रथम विश्व युद्ध में एक हथियार के रूप में इस्तेमाल किया गया था।
जैसा कि सैनिकों द्वारा वर्णित किया गया था, इसमें काली मिर्च और अनानास के मिश्रण की विशिष्ट गंध थी। इसने धातु का स्वाद भी चखा और गले और छाती के पिछले हिस्से को काट लिया।
क्लोरीन फेफड़ों के म्यूकोसा में पानी के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोक्लोरिक एसिड बनाता है, जो जीवित ऊतक के लिए विनाशकारी और संभावित रूप से घातक है। मानव श्वसन प्रणाली की रक्षा की जा सकती है
सक्रिय चारकोल या अन्य फिल्टर के साथ गैस मास्क द्वारा रोम क्लोरीन गैस, जो अन्य रासायनिक हथियारों की तुलना में क्लोरीन गैस को बहुत कम घातक बनाती है।
जर्मन रासायनिक समूह आईजी फारबेन के सहयोग से बर्लिन में कैसर विल्हेम संस्थान के फ्रिट्ज हैबर ने बाद में एक जर्मन वैज्ञानिक द्वारा नोबेल पुरस्कार विजेता बनने का बीड़ा उठाया, जिसने एक उलझे हुए दुश्मन के खिलाफ क्लोरीन गैस के निर्वहन के लिए तरीके विकसित किए।
इसके पहले प्रयोग के बाद, संघर्ष में दोनों पक्षों ने रासायनिक हथियार के रूप में क्लोरीन का इस्तेमाल किया, लेकिन जल्द ही इसकी जगह अधिक घातक फॉस्जीन और मस्टर्ड गैस ने ले ली।
इराक
2007 में अनबर प्रांत में इराक युद्ध के दौरान भी क्लोरीन गैस का इस्तेमाल किया गया था, जिसमें विद्रोहियों ने मोर्टार के गोले और क्लोरीन टैंक के साथ ट्रक बम पैक किए थे।
हमलों में विस्फोटकों से दो लोगों की मौत हो गई और 350 से अधिक लोग बीमार हो गए। अधिकांश मौतें क्लोरीन के प्रभाव के बजाय विस्फोटों के बल के कारण हुईं क्योंकि विस्फोट से जहरीली गैस आसानी से फैल जाती है और वातावरण में घुल जाती है।
कुछ बम विस्फोटों में, सांस लेने में कठिनाई के कारण सौ से अधिक नागरिकों को अस्पताल में भर्ती कराया गया था।
इराकी अधिकारियों ने मौलिक क्लोरीन के लिए सुरक्षा कड़ी कर दी, जो आबादी को सुरक्षित पेयजल उपलब्ध कराने के लिए आवश्यक है।
23 अक्टूबर 2014 को, यह बताया गया कि इस्लामिक स्टेट ऑफ इराक एंड द लेवेंट ने इराक के दुलुइयाह शहर में क्लोरीन गैस का इस्तेमाल किया था।
कपड़े और मिट्टी के नमूनों के प्रयोगशाला विश्लेषण ने 23 जनवरी 2015 को मोसुल के पास राजमार्ग 47 किस्के जंक्शन पर एक वाहन-जनित तात्कालिक विस्फोटक उपकरण हमले में कुर्द पेशमर्गा बलों के खिलाफ क्लोरीन गैस के उपयोग की पुष्टि की।
रियाई गृहयुद्ध में रासायनिक हथियारों का प्रयोग
सीरियाई सरकार ने बैरल बमों और रॉकेटों से वितरित एक रासायनिक हथियार के रूप में क्लोरीन का उपयोग किया है।
2016 में, ओपीसीडब्ल्यू-यूएन संयुक्त जांच तंत्र ने निष्कर्ष निकाला कि सीरियाई सरकार ने तीन अलग-अलग हमलों में क्लोरीन को रासायनिक हथियार के रूप में इस्तेमाल किया।
बाद में ओपीसीडब्ल्यू की जांच और पहचान दल की जांच ने निष्कर्ष निकाला कि सीरियाई वायु सेना 2017 और 2018 में क्लोरीन हमलों के लिए जिम्मेदार थी।
क्लोरीन जैविक भूमिका
क्लोराइड आयन चयापचय के लिए एक आवश्यक पोषक तत्व है। पेट में हाइड्रोक्लोरिक एसिड के उत्पादन और सेलुलर पंप कार्यों के लिए क्लोरीन की आवश्यकता होती है। मुख्य आहार स्रोत टेबल नमक, या सोडियम क्लोराइड है। रक्त में क्लोराइड की अत्यधिक कम या उच्च सांद्रता इलेक्ट्रोलाइट गड़बड़ी के उदाहरण हैं। अन्य असामान्यताओं की अनुपस्थिति में हाइपोक्लोरेमिया (बहुत कम क्लोराइड होना) शायद ही कभी होता है। यह कभी-कभी हाइपोवेंटिलेशन से जुड़ा होता है। इसे क्रोनिक रेस्पिरेटरी एसिडोसिस से जोड़ा जा सकता है। हाइपरक्लोरेमिया (बहुत अधिक क्लोराइड होना) आमतौर पर लक्षण पैदा नहीं करता है। जब लक्षण होते हैं, तो वे हाइपरनाट्रेमिया (बहुत अधिक सोडियम वाले) के समान होते हैं। रक्त क्लोराइड में कमी से मस्तिष्क निर्जलीकरण होता है; लक्षण सबसे अधिक बार तेजी से पुनर्जलीकरण के कारण होते हैं जिसके परिणामस्वरूप मस्तिष्क शोफ होता है। हाइपरक्लोरेमिया ऑक्सीजन परिवहन को प्रभावित कर सकता है।
Hazards
क्लोरीन एक जहरीली गैस है जो श्वसन प्रणाली, आंखों और त्वचा पर हमला करती है।[107] क्योंकि यह हवा की तुलना में सघन है, यह खराब हवादार स्थानों के तल पर जमा हो जाता है। क्लोरीन गैस एक मजबूत ऑक्सीकारक है, जो ज्वलनशील पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया कर सकती है।
क्लोरीन का पता 0.2 पार्ट प्रति मिलियन (पीपीएम) से कम सांद्रता में मापने वाले उपकरणों और 3 पीपीएम पर गंध से लगाया जा सकता है। 30 पीपीएम पर खांसी और उल्टी हो सकती है और 60 पीपीएम पर फेफड़े खराब हो सकते हैं। लगभग 1000 पीपीएम गैस की कुछ गहरी सांसों के बाद घातक हो सकता है। IDLH (जीवन और स्वास्थ्य के लिए तत्काल खतरनाक) एकाग्रता 10 ppm है। कम सांद्रता में सांस लेने से श्वसन प्रणाली बढ़ सकती है और गैस के संपर्क में आने से आंखों में जलन हो सकती है। जब क्लोरीन 30 पीपीएम से अधिक सांद्रता में साँस लेता है, तो यह फेफड़ों के भीतर पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) और हाइपोक्लोरस एसिड (HClO) का उत्पादन करता है।
जब पानी कीटाणुशोधन के लिए निर्दिष्ट स्तरों पर उपयोग किया जाता है, तो पानी के साथ क्लोरीन की प्रतिक्रिया मानव स्वास्थ्य के लिए एक प्रमुख चिंता का विषय नहीं है। पानी में मौजूद अन्य सामग्रियां कीटाणुशोधन उपोत्पाद उत्पन्न कर सकती हैं जो मानव स्वास्थ्य पर नकारात्मक प्रभाव से जुड़े हैं।
संयुक्त राज्य अमेरिका में, व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य प्रशासन ने मौलिक क्लोरीन के लिए 1 पीपीएम, या 3 मिलीग्राम / एम 3 पर अनुमेय जोखिम सीमा निर्धारित की है। व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य के लिए राष्ट्रीय संस्थान ने 15 मिनट में 0.5 पीपीएम की अनुशंसित जोखिम सीमा निर्धारित की है।
घर में, दुर्घटनाएं तब होती हैं जब हाइपोक्लोराइट ब्लीच समाधान क्लोरीन गैस का उत्पादन करने के लिए कुछ अम्लीय नाली-क्लीनर के संपर्क में आते हैं। हाइपोक्लोराइट ब्लीच (एक लोकप्रिय लॉन्ड्री एडिटिव) अमोनिया (एक अन्य लोकप्रिय लॉन्ड्री एडिटिव) के साथ मिलकर क्लोरैमाइन, रसायनों का एक और जहरीला समूह पैदा करता है।