Klorid

Kloridanjon
Namn
	Systematiskt IUPAC-namn Klorid
Identifierare
CAS-nummer	16887-00-6 ;
3D-modell ( JSmol )	Interaktiv bild;
Beilstein referens	3587171
ChEBI	CHEBI:17996;
ChEMBL	ChEMBL19429 ;
ChemSpider	306 ;
Gmelin Referens	14910
IUPHAR/BPS	2339;
KEGG	C00698 ;
PubChem CID	312;
UNII	Q32ZN48698 ;
	InChI InChI=1S/ClH/h1H/p-1 Nyckel: VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M ;
	LEDER [Cl-];
Egenskaper
Kemisk formel	Cl- _
Molar massa	35,45 g·mol -1
Konjugerad syra	Väteklorid
Termokemi
; Std molär entropi ( S ⦵ 298 )	153,36 J·K -1 ·mol -1
; Std formationsentalpi ( Δ f H ⦵ 298 )	-167 kJ·mol -1
Besläktade föreningar
Andra anjoner	Fluorid; Bromid; Jodid;
	Om inte annat anges ges data för material i standardtillstånd (vid 25 °C [77 °F], 100 kPa). Infobox referenser

Termen klorid syftar antingen på en kloridjon ( Cl ⁻ ), som är negativt laddad kloratom, eller en icke-laddad kloratom som är kovalent bunden till resten av molekylen genom en enkelbindning ( −Cl ). Många oorganiska klorider är salter . Många organiska föreningar är klorider. Uttalet av ordet "klorid" är / ˈ k l ɔːr aɪ d / .

Kloridjonen är en anjon (negativt laddad jon) med laddningen Cl ^- . Kloridsalter som natriumklorid är ofta lösliga i vatten. Det är en viktig elektrolyt som finns i alla kroppsvätskor som ansvarar för att upprätthålla syra/basbalansen, överföra nervimpulser och reglera vätskeflödet in och ut ur celler. Andra exempel på joniska klorider är NH4 _{kalciumklorid} Cl CaCl2 och _] ammoniumklorid [ .

Kloriden är också en neutral kloratom som är kovalent bunden med en enkelbindning till resten av molekylen. Till exempel är metylklorid CH ₃ Cl en organisk förening med en kovalent C−Cl-bindning där kloret inte är en anjon. S02Cl2 _på_kovalenta Andra exempel NH2Cl _klorider _ är koltetraklorid CC14 _. , sulfurylklorid och monokloramin

Elektroniska egenskaper

En kloridjon (diameter 167 pm ) är mycket större än en kloratom (diameter 99 pm). Kloratomens grepp på valensskalet är svagare eftersom kloridanjonen har en elektron mer än den har. Jonen är färglös och diamagnetisk. I vattenlösning är den i de flesta fall mycket löslig; dock för vissa kloridsalter, såsom silverklorid , bly(II)klorid och kvicksilver(I)klorid , är de endast svagt lösliga i vatten. I vattenlösning är klorid bunden av den protiska änden av vattenmolekylerna.

Reaktioner av klorid

Klorid kan oxideras men inte reduceras. Den första oxidationen, som används i klor-alkali-processen, är omvandling till klorgas. Klor kan oxideras ytterligare till andra oxider och oxianjoner inklusive hypoklorit (ClO ⁻ , den aktiva ingrediensen i klorblekmedel ) , klordioxid (ClO ₂ ), klorat ( ClO
⁻₃ ) och perklorat ( ClO
⁻₄ ).

När det gäller dess syra-bas-egenskaper är klorid en svag bas , vilket indikeras av det negativa värdet av p K _a för saltsyra. Klorid kan protoneras av starka syror , såsom svavelsyra:

NaCl ₊_H2SO4 → NaHSO4 + _HCl

Joniska kloridsalter reaktion med andra salter för att byta anjoner. Närvaron av halogenidjoner som klorid kan detekteras med silvernitrat . En lösning som innehåller kloridjoner ger en vit silverkloridfällning :

Cl ⁻ + Ag ⁺ → AgCl

Koncentrationen av klorid i en analys kan bestämmas med hjälp av en kloridometer , som detekterar silverjoner när all klorid i analysen har fällts ut via denna reaktion.

Klorerade silverelektroder används ofta inom ex vivo elektrofysiologi .

Andra oxyanjoner

Klor kan anta oxidationstillstånd av -1, +1, +3, +5 eller +7. Flera neutrala kloroxider är också kända.

Kloroxidationstillstånd	−1	+1	+3	+5	+7
namn	klorid	hypoklorit	klorit	klorat	perklorat
Formel	Cl- ^_	ClO ⁻	ClO ^-₂	ClO ⁻₃	ClO ^-₄
Strukturera

Förekomst i naturen

I naturen finns klorid främst i havsvatten, som har en kloridjonkoncentration på 19400 mg/liter. Mindre kvantiteter, fastän vid högre koncentrationer, förekommer i vissa inlandshav och i underjordiska saltlakebrunnar , såsom Great Salt Lake i Utah och Döda havet i Israel . De flesta kloridsalter är lösliga i vatten, så kloridhaltiga mineraler finns vanligtvis bara i överflöd i torrt klimat eller djupt under jorden. Vissa kloridhaltiga mineraler inkluderar halit (natriumklorid NaCl ), sylvit (kaliumklorid KCl ), bischofit (MgCl ₂ ∙6H ₂ O), karnalit (KCl ∙MgCl ₂ ∙6H ₂ O) och kainit (KCl∙ ∙MgSO ₎ . 3H2O ) _. Det finns också i evaporitmineraler som klorapatit och sodalit .

Roll i biologi

Klorid har en stor fysiologisk betydelse, vilket inkluderar reglering av osmotiskt tryck , elektrolytbalans och syra-bas homeostas. Klorid finns i alla kroppsvätskor och är den vanligaste extracellulära anjonen som står för cirka en tredjedel av extracellulär vätskas tonicitet .

Klorid är en viktig elektrolyt som spelar en nyckelroll för att upprätthålla cellhomeostas och överföra aktionspotentialer i neuroner. Det kan flöda genom kloridkanaler (inklusive GABAA _- receptorn) och transporteras av KCC2- och NKCC2 -transportörer.

Klorid har vanligtvis (men inte alltid) en högre extracellulär koncentration, vilket gör att den har en negativ reverseringspotential (cirka -61 mV vid 37 °C i en däggdjurscell). Karakteristiska koncentrationer av klorid i modellorganismer är: i både E. coli och spirande jäst är 10–200 mM (beroende på medium), i däggdjursceller 5–100 mM och i blodplasma 100 mM.

Koncentrationen av klorid i blodet kallas serumklorid , och denna koncentration regleras av njurarna . En kloridjon är en strukturell komponent i vissa proteiner; till exempel finns det i amylasenzymet . För dessa roller är klorid ett av de essentiella kostmineralerna (listat med dess grundämnesnamn klor ). Serumkloridnivåerna regleras huvudsakligen av njurarna genom en mängd olika transportörer som finns längs nefronet . Det mesta av kloriden, som filtreras av glomerulus , återabsorberas av både proximala och distala tubuli (främst av proximal tubuli) genom både aktiv och passiv transport.

Korrosion

Strukturen av natriumklorid, avslöjar tendensen hos kloridjoner (gröna sfärer) att länka till flera katjoner.

Närvaron av klorider, såsom i havsvatten, försämrar avsevärt förhållandena för gropkorrosion av de flesta metaller (inklusive rostfria stål, aluminium och höglegerade material). Kloridinducerad korrosion av stål i betong leder till en lokal nedbrytning av den skyddande oxidformen i alkalisk betong, så att en efterföljande lokaliserad korrosionsangrepp äger rum.

Miljöhot

Ökade halter av klorid kan orsaka en rad ekologiska effekter i både vatten- och landmiljöer. Det kan bidra till försurning av vattendrag, mobilisera radioaktiva jordmetaller genom jonbyte, påverka dödligheten och reproduktionen av vattenlevande växter och djur, främja invasionen av saltvattenorganismer i tidigare sötvattensmiljöer och störa den naturliga blandningen av sjöar. Natriumklorid har också visat sig förändra sammansättningen av mikrobiella arter vid relativt låga koncentrationer. Det kan också hindra denitrifieringsprocessen, en mikrobiell process som är avgörande för nitratavlägsnande och bevarande av vattenkvaliteten, och hämma nitrifikationen och andningen av organiskt material.

Produktion

Kloralkaliindustrin är en storkonsument av världens energibudget . Denna process omvandlar natriumklorid till klor och natriumhydroxid, som används för att tillverka många andra material och kemikalier. Processen involverar två parallella reaktioner:

2 Cl ⁻ → Cl
₂ + 2 e ⁻

2 H
₂ O + 2 e ⁻ → H ₂ + 2 OH ⁻

Grundläggande membrancell som används vid elektrolys av saltlake. Vid anoden ( A ) oxideras klorid (Cl ^{− ) till klor.} Det jonselektiva membranet ( B ) tillåter motjonen Na ⁺ att fritt flöda över, men förhindrar anjoner som hydroxid (OH ^- ) och klorid från att diffundera över. Vid katoden ( C ) reduceras vatten till hydroxid och vätgas.

Exempel och användningsområden

Ett exempel är bordssalt, som är natriumklorid med den kemiska formeln NaCl. I vatten dissocierar det i Na ⁺ och Cl ⁻ joner. Salter som kalciumklorid , magnesiumklorid , kaliumklorid har olika användningsområden, allt från medicinska behandlingar till cementbildning.

Kalciumklorid (CaCl ₂ ) är ett salt som marknadsförs i pelletsform för att avlägsna fukt från rum. Kalciumklorid används också för att underhålla oasfalterade vägar och för att befästa vägbaser för nybyggnation. Dessutom används kalciumklorid i stor utsträckning som avisningsmedel , eftersom det är effektivt för att sänka smältpunkten när det appliceras på is.

Exempel på kovalent bundna klorider är fosfortriklorid , fosforpentaklorid och tionylklorid , som alla tre är reaktiva kloreringsreagens som har använts i ett laboratorium .

Vattenkvalitet och bearbetning

En viktig tillämpning som involverar klorid är avsaltning , vilket innebär energikrävande avlägsnande av kloridsalter för att ge dricksvatten . I petroleumindustrin är kloriderna en noggrant övervakad beståndsdel i lersystemet . En ökning av kloriderna i lersystemet kan vara en indikation på borrning i en högtryckssaltvattenformation. Dess ökning kan också indikera den dåliga kvaliteten på en målsand. ^{[ citat behövs ]}

Klorid är också en användbar och pålitlig kemisk indikator på avföring av floder och grundvatten, eftersom klorid är ett icke-reaktivt löst ämne och är allestädes närvarande i avloppsvatten och dricksvatten. Många vattenreglerande företag runt om i världen använder klorid för att kontrollera föroreningsnivåerna i floder och dricksvattenkällor.

Mat

Kloridsalter som natriumklorid används för att konservera mat och som näringsämnen eller smaktillsatser .

Se även

Halid (föreningar av halogener)
Renal kloridreabsorption