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| − | == Chlor ist ein typisches Beispiel für Chemie == | + | == Großtechnische Verfahren zur Chlorgewinnung == |
| − | Das möchte man meinen, denn das sehr reaktive Chlor kommt natürlich nur meist als Chlorid-Ionen vor und alles andere hat die Chemie geschaffen. Und Liste mit den Negativbeispielen aus der industrielle Chlorchemie ist lang. Viele Chlorprodukte, vor allem Chloralkane und andere Chlorkohlenwasserstoffverbindungen sind in Verruf geraten, weil sie Krankheiten auslösen und die Umwelt gefährden.
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| − | Ein paar Beispiele gefällig?
| + | === Amalgam-Verfahren === |
| − | * Insektenbekämpfungsmittel wie Lindan und DDT (Dichlordiphenyltrichlorethan) ebenso wie die für viele Zwecke eingesetzten polychlorierten Biphenyle (PCB) haben sich in der Nahrungskette angereichert und sind sogar im Fettgewebe von weit weg von den Menschen lebenden Pinguinen nachgewiesen worden.
| + | Die Elektrolyse von Natriumchlorid-Lösung erfolgt beim Amalgam-Verfahren zwischen einer Titan-Anode und der namensgebenden Quecksilber-Kathode. Bis Anfang der 70er Jahre wurden Graphit-Anoden verwendet, die jedoch deutlich niedrigere Standzeiten als die modernen Titan-Anoden aufwiesen. An der Anode wird Chlorgas abgeschieden. Das an der Kathode gebildete Natrium löst sich sofort in dem Quecksilber als Natriumamalgam. Das Amalgam wird danach mit Wasser unter Graphit-Katalyse zersetzt, worauf sich Natriumhydroxid und Wasserstoff bilden. Das verbleibende Quecksilber wird in den Prozess zurückgeführt. |
| − | * Wird das Holzschutzmittels Pentachlorphenol (PCP) verbrannt entstehen giftige, krebsauslösende Dioxine.
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| − | * Die Ozonschicht wird durch die, als Kühl- und Treibmittel eingesetzte Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), zerstört. Immerhin hat man das schon erkannt und Konsequenzen gezogen.
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| − | Erstaunlicherweise ist es aber nicht nur der Mensch, der solche giftigen und gefährlichen Halogenalkane produziert. Man hat zwar schon 1934 entdeckt, dass es sich bei dem 30 Jahre zuvor gewonnenen Flechtenstoff Diploicin um einen chlorhaltige Naturstoff handelt. Aber der wurde damals als exotisch empfunden.
| + | === Das Membranverfahren === |
| | + | Beim Diaphragmaverfahren besteht die Kathode aus beschichtetem Stahl, die Anode aus beschichtetem Titan. Der Kathodenraum ist vom Anodenraum durch eine strom- und kationendurchlässige, poröse Trennwand abgegrenzt, damit das an der Anode gebildete Chlor weder mit dem an der Kathode gebildeten Wasserstoff, noch den ebenfalls gebildeten Hydroxid-Ionen in Kontakt kommt. |
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| + | An der Kathode bildet sich Wasserstoff und nicht Natrium. Durch die Entladung der Oxonium-Ionen an der Kathode ist die Lösung im Kathodenraum basisch. An der Anode werden wegen der Überspannung des Sauerstoffes am Titan die Cl− Ionen entladen. |
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| − | File:Diploicia canescens 10 oct 2009.jpg|Die Flechte Diploicia canescens ...
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| − | File:Diploicia canescens apothécies 02.jpg |hier etwas größer.
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| − | Datei:Beispiel.jpg|Beschreibung2
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| − | Inzwischen kennt man etwa 900 natürlich vorkommende Organochlorverbindungen. Produziert werden diese vor allem Bakterien, Pilze und Meeresalgen. Bei einigen Verbindungen sieht die chemische Industrie glatt blass gegenüber den natürliche Produzenten aus. So gelangen aus natürlichen Quellen jährlich etwa fünf Millionen Tonnen Chlormethan in die Luft - größtenteils das Werk von Algen und holzabbauenden Pilzen: Das entspricht etwa ein Viertel des Chlorgehaltes der Erdatmosphäre. Das Chlormethan soll dort eine Rolle bei den jahreszeitlichen Schwankungen der Ozonschicht über den Polen spielen. Die jährlich etwa 30 000 Tonnen produziertes Chlormethan der industriellen Produktion sehen dagegen recht bescheiden aus.
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| − | Warum die Natur diese Stoffe herstellt konnte man inzwischen erklären. So fand man heraus, dass der Einbau eines Chloratoms an einer ganz bestimmten Stelle in einem Molekül, die biologische Wirkung des chlorfreien Moleküle steigert. Ein Beispiel ist das in Erbsen vorkommende Wuchshormon Chlorindolessigsäure das Wachstum der Pflanzen stärker an als seine nichtchlorierten Verwandten. Der Nutzen für die Pflanze liegt letztlich darin, dass sie wegen der besseren Wirksamkeit weniger Hormon produzieren muss.
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| − | Auf der anderen Seite setzen Viele Organismen solche, für andere Lebewesen giftige Chlorverbindungen, als chemische Waffe im täglichem Kampf um ihr Leben ein. Interessant ist das für den Menschen, da Arzneimittelforscher schon zahlreiche sehr wirksame Medikamente gefunden haben, die letztendlich auf Naturstoffen beruhen. Ein wirksames Breitbandantibiotikum ist z.B. das von Bakterien gebildete Chloramphenicol, das mittlerweile synthetisch hergestellt wird. Es tötet Salmonellen und viele andere Krankheitserreger ab. Im Drüsensekret eines südamerikanischen Pfeilgiftfrosches wurde vor nicht all zu langer Zeit eine medizinisch vielversprechende chlorhaltige Substanz, das {{wpde|Epibatidin|Epibatidin}}, nachgewiesen, das etwa 200mal wirksamer ist, als das Schmerzmittel Morphin. Zwar ist das Epibatidin|Epibatidin zu ungesund für den Mensch, aber man hat daraus das ähnliche Tebanicline entwickelt.
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| − | Datei:Epipedobates tricolor close.jpg|Der Dreistreifen-Baumsteiger (Epipedobates tricolor), ist ein in Ecuador lebender Pfeilgiftfrosch (20-22 mm lang)
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| − | Datei:(+)-Epibatidine Structural Formulae V.1.svg|Das Molekül des Epibatidin.
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| − | == Quellen ==
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| − | * {{wpde|chlor|Chlor}}
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| − | * [http://www.welt.de/print-welt/article662145/Die-Natur-erfand-die-Chlorchemie.html Die Natur erfand die Chlorchemie - auf Welt.de]
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Die Elektrolyse von Natriumchlorid-Lösung erfolgt beim Amalgam-Verfahren zwischen einer Titan-Anode und der namensgebenden Quecksilber-Kathode. Bis Anfang der 70er Jahre wurden Graphit-Anoden verwendet, die jedoch deutlich niedrigere Standzeiten als die modernen Titan-Anoden aufwiesen. An der Anode wird Chlorgas abgeschieden. Das an der Kathode gebildete Natrium löst sich sofort in dem Quecksilber als Natriumamalgam. Das Amalgam wird danach mit Wasser unter Graphit-Katalyse zersetzt, worauf sich Natriumhydroxid und Wasserstoff bilden. Das verbleibende Quecksilber wird in den Prozess zurückgeführt.
Beim Diaphragmaverfahren besteht die Kathode aus beschichtetem Stahl, die Anode aus beschichtetem Titan. Der Kathodenraum ist vom Anodenraum durch eine strom- und kationendurchlässige, poröse Trennwand abgegrenzt, damit das an der Anode gebildete Chlor weder mit dem an der Kathode gebildeten Wasserstoff, noch den ebenfalls gebildeten Hydroxid-Ionen in Kontakt kommt.
An der Kathode bildet sich Wasserstoff und nicht Natrium. Durch die Entladung der Oxonium-Ionen an der Kathode ist die Lösung im Kathodenraum basisch. An der Anode werden wegen der Überspannung des Sauerstoffes am Titan die Cl− Ionen entladen.
