كلور: الفرق بين النسختين

وهي ذات طريقة الإنتاج، التي تمكن [[كارل فلهلم شيله]] من خلالها اكتشاف غاز الكلور. إلا أنه حالياً لم تعد هناك حاجة لذلك مع توفر المادة تجارياً. ينتج الكلور صناعياً من [[تحليل كهربائي|التحليل الكهربائي]] لمحلول [[كلوريد الصوديوم]] في الماء، بطريقة تعرف باسم [[عملية الكلور القلوي]] والتي انتشرت على على نطاق صناعي منذ أواخر القرن التاسع عشر؛ وهي تمثل حالياً الطريقة المثلى للحصول على الكلور.<ref name="Greenwood798"/><ref>F. R. Minz, R. Schliebs: ''Moderne Verfahren der Großchemie: Chlor und Natronlauge.'' In: ''Chemie in unserer Zeit.'' 12. Jahrg. Nr. 5, 1978, S.&nbsp;135–145, [[doi:10.1002/ciuz.19780120502]].</ref> ما يرفع من قيمة هذه العملية أن يستحصل منها على منتجات أخرى ذات قيمة وهي غاز [[هيدروجين|الهيدروجين]] و[[هيدروكسيد الصوديوم]].

[[ملف:Chloralkali membrane.svg|يسار|upright=2.75|thumbتصغير|نظام الخلية الغشائية في عملية الكلور القلوي]]

بإجراء التحليل الكهربائي في الخلية الحجابية يوضع حاجز فاصل حاجب من [[أسبست|الأسبست]] بين المهبط والمصعد، مما يحول دون إعادة امتزاج الكلور المتشكل على المصعد من التفاعل مع هيدروكسيد الصوديوم والهيدروجين المتشكلين على المهبط.<ref name="Euro Chlor3">{{citeاستشهاد webويب|urlمسار=http://www.eurochlor.org/the-chlorine-universe/how-is-chlorine-produced/the-diaphragm-cell-process.aspx|titleعنوان=The diaphragm cell process|publisherناشر=Euro Chlor|accessdateتاريخ الوصول=2007-08-15|url-statusحالة المسار=dead|archiveurlمسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20111111191151/http://www.eurochlor.org/the-chlorine-universe/how-is-chlorine-produced/the-diaphragm-cell-process.aspx|archivedateتاريخ أرشيف=2011-11-11}}</ref> يؤمن إضافة المحلول الملحي المركز ([[أجاج|الأجاج]]) إلى حجرة المصعد في الخلية باستمرار، حيث ينفذ عبر الحاجز النفوذ إلى حجرة المهبط حيث ينتج [[هيدروكسيد الصوديوم|الصود الكاوي]]. يوجد نظام آخر قديم من الخلايا اسمه نظام خلية الزئبق، حيث يطفو محلول ملحي مركز على طبقة من [[زئبق|الزئبق]]، الذي يمثل المهبط، والذي ينتج عليه في هذه الحالة [[ملغمة صوديوم]]؛ في حين أن الكلور ينتج على المصعد كما في خلية الحاجز؛ وهي تتميز بأن النواتج تكون ذات نقاوة مرتفعة، إلا أن [[تسمم بالزئبق|التسمم بالزئبق]] هو أحد المشاكل الرئيسية لهذا الأسلوب.<ref name=Greenwood798/>

يستخدم في نظام الخلية الغشائية [[غشاء شبه منفذ|غشاءٌ شبه منفذ]] من [[نافيون|النافيون]] يقوم بدور [[تبادل أيوني|مبادل أيوني]]؛ وتجري العملية بشكل مماثل لما يتم في عملية الخلية الحجابية. تنتج هذه العملية هيدروكسيد الصوديوم بدرجة نقاوة مرتفعة، لكنها تتطلب محايل ملحية مركزة عالية النقاوة.<ref name="Euro Chlor4">{{citeاستشهاد webويب|urlمسار=http://www.eurochlor.org/the-chlorine-universe/how-is-chlorine-produced/the-membrane-cell-process.aspx|titleعنوان=The membrane cell process|publisherناشر=Euro Chlor|accessdateتاريخ الوصول=2007-08-15|url-statusحالة المسار=live|archiveurlمسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20111111190719/http://www.eurochlor.org/the-chlorine-universe/how-is-chlorine-produced/the-membrane-cell-process.aspx|archivedateتاريخ أرشيف=2011-11-11}}</ref>

تتطلب العملية الأصلية وجود [[تحفيز|حفاز]] من [[نحاس|النحاس]]؛ إلا أن تطويراً على العملية لزيادة كفائتها الإنتاجية أدى إلى التحول إلى حفازات معتمدة على [[كروم|الكروم]] و[[روثينيوم|الروثينيوم]].<ref name=chlorine>Schmittinger, Peter ''et al.'' (2006) "Chlorine" in ''Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry'', Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., {{doi|10.1002/14356007.a06_399.pub2}}</ref> بأسلوب آخر مطور من شركة [[دو بونت]] سنة 1975 تتم أكسدة كلوريد الهيدروجين باستخدام مزيج من [[حمض الكبريتيك]] و[[حمض نتروزيل الكبريتيك]]؛ حيث يتشكل [[ثنائي أكسيد النيتروجين]] المسؤول عن عملية الأكسدة؛ لكن هذه العملية لم تكن ذات جدوى اقتصادي كبير، لذلك لم تعد مستخدمة.

هناك [[نظير مستقر|نظيرين مستقرين]] للكلور وهما ³⁵Cl، والذي له [[وفرة طبيعية]] مقدارها 75.78%، والآخر هو النظير ³⁷Cl، والذي يشكل 24.22% من عنصر الكلور في الطبيعة. تلاحظ هذه [[نسبة النظائر|النسبة]] بين النظيرين بشكل واضح في قياسات [[مطيافية الكتلة]] للمركبات العضوية أو اللاعضوية؛ وهي تبلغ حسابياً 37.89:12.11 مما يعطي الكلور كتلة ذرية قياسية مقدارها 35.45 [[وحدة كتل ذرية]] (تقرب أحياناً لتسهيل الحساب إلى 35.5). يتشكل هذان النظيران في النجوم في [[عملية احتراق الأكسجين]] و[[عملية احتراق السيليكون]].<ref name="Cameron">{{citeاستشهاد journalبدورية محكمة|last1الأخير1=Cameron |first1الأول1=A. G. W. |yearسنة=1973 |titleعنوان=Abundance of the Elements in the Solar System |urlمسار=http://pubs.giss.nasa.gov/docs/1973/1973_Cameron_1.pdf |journalصحيفة=Space Science Reviews |volumeالمجلد=15 |issueالعدد=1 |pagesصفحات=121–46 |doi=10.1007/BF00172440 |bibcode=1973SSRv...15..121C |url-statusحالة المسار=dead |archiveurlمسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20111021030549/http://pubs.giss.nasa.gov/docs/1973/1973_Cameron_1.pdf |archivedateتاريخ أرشيف=2011-10-21 }}</ref>

أما باقي نظائر الكلور فهي [[نويدة مشعة|مشعة]] [[عمر النصف]] لها قصير. للكلور إجمالاً أربعة وعشرون [[نظير (كيمياء)|نظيراً]] معروفاً، تتراوح [[عدد كتلي|أعداد الكتلة]] لها بين 28 و 51 مع وجود [[مصاوغ نووي|متصاوغين نووين]] اثنين، وهما ^34mCl و ^38mCl. إن أطول نظائر الكلور [[نويدة مشعة|المشعة]] عمراً هو النظير كلور-36 ³⁶Cl؛ في حين أن لباقي النظائر المشعة لهذا العنصر عمر نصف أقل من ساعة واحدة، والعديد منها أقل من ثانية واحدة. أقصر هذه النظائر المشعة عمراً هو النظير كلور-29 ²⁹Cl وكلور-30 ³⁰Cl اللذين لديهما أعمار نصف أقل من 20 و 30 نانو ثانية على الترتيب.

على العموم فإن نمط [[اضمحلال نشاط إشعاعي|الاضمحلال الإشعاعي]] للنظائر الأخف من ³⁵Cl هو بحدوث [[التقاط إلكترون]] إلى [[نظائر الكبريت]]؛ في حين أن نمط الاضمحلال للنظائر الأثقل من ³⁷Cl هو بحدوث [[اضمحلال بيتا]] إلى [[نظائر الأرغون|نظائر الآرغون]]؛ أما النظير ³⁶Cl فقد يكون نمط الاضمحلال له إما إلى نظير الكبريت المستقر ³⁶S أو إلى الآرغون-36.³⁶Ar.<ref name=NUBASE>G. Audi, F. G. Kondev, Meng Wang, W.J. Huang, S. Naimi: ''The NUBASE2016 evaluation of nuclear properties.'' In: ''Chinese Physics C.'' 41, 2017, S.&nbsp;030001, {{DOI|10.1088/1674-1137/41/3/030001}} ([https://www-nds.iaea.org/amdc/ame2016/NUBASE2016.pdf Volltext]). {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20191130221214/https://www-nds.iaea.org/amdc/ame2016/NUBASE2016.pdf|date=2019-11-30}}</ref> للنظير كلور-36 ³⁶Cl استقرارية نسبية رغم كونه نظيراً مشعاً، حيث أن [[عمر النصف]] حوالي 300 ألف سنة (301,300 سنة).<ref name="NUBASE"/> توجد آثار فقط من النظير كلور-36 في الطبيعة على شكل [[نويدة كونية]]، وتكون نسبته (7–10)&nbsp;×&nbsp;10⁻¹³ إلى 1 بالمقارنة مع نظيري الكلور المستقرين. تتشكل هذه الآثار من النظير كلور-36 في [[غلاف الأرض الجوي]] من أثر [[تشظية الأشعة الكونية]] على ³⁶Ar؛ كما ينتج في الطبقات العليا من [[غلاف الأرض الصخري]] من تنشيط [[حرارة النيوترون|النيوترون الحراري]] للنظير ³⁵Cl ومن تحلل النظيرين ³⁹K و⁴⁰Ca في القشرة الأرضية.<ref name=Zreda>{{citeاستشهاد journalبدورية محكمة | authorمؤلف = M. Zreda | yearسنة = 1991 | titleعنوان = Cosmogenic chlorine-36 production rates in terrestrial rocks | journalصحيفة = Earth and Planetary Science Letters | volumeالمجلد = 105 | issueالعدد = 1–3 | pagesصفحات = 94–109|bibcode = 1991E&PSL.105...94Z |doi = 10.1016/0012-821X(91)90123-Y |display-authorsإظهار المؤلفين=etal}}</ref><ref>{{citeاستشهاد بدورية journalمحكمة | authorمؤلف = M. Sheppard and M. Herod | yearسنة = 2012 | titleعنوان = Variation in background concentrations and specific activities of 36Cl, 129I and U/Th-series radionuclides in surface waters | journalصحيفة = Journal of Environmental Radioactivity | volumeالمجلد = 106 | pagesصفحات = 27–34 | doi=10.1016/j.jenvrad.2011.10.015| pmid = 22304997 }}</ref> بسبب عمر النصف الطويل ولثبات التركيز في الغلاف الجوي تستخدم تراكيز النظير كلور-36 ³⁶Cl في [[تأريخ إشعاعي|تحديد عمر عينات]] [[مياه جوفية|المياه الجوفية]] حتى إلى عمر أقصاه مليون سنة خلت؛<ref name="sahra">[http://web.sahra.arizona.edu/programs/isotopes/chlorine.html Chlorine - SAHRA, Arizona Board of Regents, 2005 (engl.] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20191118150215/http://web.sahra.arizona.edu:80/programs/isotopes/chlorine.html|date=2019-11-18}}</ref> كما يستخدم في تحديد أعمار عينات [[علم الأحياء القديمة|المستحاثات]].<ref>Anita Quiles, Hélène Valladas, Hervé Bocherens, Emmanuelle Delqué-Količ, Evelyne Kaltnecker, Johannes van der Plicht, Jean-Jacques Delannoy, Valérie Feruglio, Carole Fritz, Julien Monney, Michel Philippe, Gilles Tosello, Jean Clottes, Jean-Michel Geneste: ''A high-precision chronological model for the decorated Upper Paleolithic cave of Chauvet-Pont d’Arc, Ardèche, France.'' In: ''PNAS.'' Band 113, Nr. 17, 26. April 2016, S.&nbsp;4670–4675, [[doi:10.1073/pnas.1523158113]].</ref>