كلوريد

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة

يشير مصطلح الكلوريد إلى مركب أو جزيء يحتوي إما على أنيون الكلور ( Cl⁻ ) ، وهو ذرة كلور سالبة الشحنة ، أو ذرة كلور غير مشحونة مرتبطة تساهميًا ببقية الجزيء برابطة أحادية ( Cl⁻ ). يُنطق مصطلح "كلوريد " كالتالي : / ˈklɔːraɪd / . [ 3 ]

تذوب أملاح الكلوريد ، مثل كلوريد الصوديوم، في الماء غالبًا. [ 4 ] وهو إلكتروليت أساسي موجود في جميع سوائل الجسم ، مسؤول عن الحفاظ على توازن الحموضة والقلوية، ونقل السيالات العصبية ، وتنظيم تدفق السوائل داخل وخارج الخلايا. ومن الأمثلة الأخرى على الكلوريدات الأيونية: كلوريد البوتاسيوم ( KCl ) ، وكلوريد الكالسيوم ( CaCl₂ )، وكلوريد الأمونيوم ( NH₄Cl ) . أما أمثلة الكلوريدات التساهمية فتشمل: كلوريد الميثيل ( CH₃Cl ) ، ورابع كلوريد الكربون ( CCl₄ )، وكلوريد السلفوريل ( SO₂Cl₂ ) ، ومونوكلورامين ( NH₂Cl ) .

الخصائص الإلكترونية

أيون الكلوريد (قطره 181 بيكومتر ) أكبر بكثير من ذرة الكلور (قطرها 99 بيكومتر). تكون قدرة ذرة الكلور على الارتباط بغلاف التكافؤ أضعف لأن أيون الكلوريد يحتوي على إلكترون إضافي. [ 5 ] أيون الكلوريد عديم اللون وغير مغناطيسي. في المحلول المائي، يكون شديد الذوبان في معظم الحالات؛ إلا أن بعض أملاح الكلوريد، مثل كلوريد الفضة ، وكلوريد الرصاص (II) ، وكلوريد الزئبق (I) ، تكون قليلة الذوبان في الماء. [ 6 ] في المحلول المائي، يرتبط الكلوريد بالطرف البروتوني لجزيئات الماء.  

تفاعلات الكلوريد

يمكن أكسدة الكلوريد ولكن لا يمكن اختزاله. وتتمثل الأكسدة الأولى، كما هو مستخدم في عملية الكلور القلوي، في تحويله إلى غاز الكلور. ويمكن أكسدة الكلور بشكل إضافي إلى أكاسيد وأيونات أكسجينية أخرى، بما في ذلك هيبوكلوريت ( ClO⁻ ، المكون النشط في مبيض الكلور )، وثاني أكسيد الكلور (ClO₂ ) ، والكلورات ( ClO⁻³ )، والبيركلورات ( ClO⁻⁴ ) .

من حيث خصائصه الحمضية والقاعدية، يُعد الكلوريد قاعدة ضعيفة كما يتضح من القيمة السالبة لثابت تأين حمض الهيدروكلوريك ( pKa ) . ويمكن بروتنة الكلوريد بواسطة أحماض قوية ، مثل حمض الكبريتيك.

NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl

تتفاعل أملاح الكلوريد الأيونية مع أملاح أخرى لتبادل الأنيونات. ويمكن الكشف عن وجود أيونات الهاليد، مثل الكلوريد، باستخدام نترات الفضة . ينتج عن محلول يحتوي على أيونات الكلوريد راسب أبيض من كلوريد الفضة : [ 7 ]

Cl − + Ag + → AgCl

يمكن تحديد تركيز الكلوريد في التحليل باستخدام جهاز قياس الكلوريد ، الذي يكشف عن أيونات الفضة بمجرد ترسب كل الكلوريد في التحليل من خلال هذا التفاعل.

تُستخدم أقطاب الفضة المكلورة بشكل شائع في الفيزيولوجيا الكهربائية خارج الجسم الحي . [ 8 ]

الأنيونات الأكسجينية الأخرى

يمكن أن يتخذ الكلور حالات أكسدة من −1، +1، +3، +5، أو +7. كما تُعرف العديد من أكاسيد الكلور المتعادلة.

حالة أكسدة الكلور-1+1+3+5+7
اسمكلوريدهيبوكلوريتالكلوريتالكلوراتبيركلورات
صيغةCl −ClO −ClO − 2ClO − 3ClO − 4
بناءأيون الكلوريدأيون الهيبوكلوريتأيون الكلوريتأيون الكلوراتأيون البيركلورات

حدوث في الطبيعة

يوجد الكلوريد في الطبيعة بشكل أساسي في مياه البحر، حيث يبلغ تركيز أيونات الكلوريد 19400  ملغم/لتر. [ 9 ] وتوجد كميات أقل، وإن كانت بتراكيز أعلى، في بعض البحار الداخلية وفي آبار المياه المالحة الجوفية ، مثل بحيرة سولت ليك الكبرى في ولاية يوتا والبحر الميت في إسرائيل. [ 10 ] معظم أملاح الكلوريد قابلة للذوبان في الماء، ولذلك، لا توجد المعادن المحتوية على الكلوريد عادةً بوفرة إلا في المناخات الجافة أو في أعماق الأرض. ومن بين المعادن المحتوية على الكلوريد : الهاليت (كلوريد الصوديوم NaCl )، والسيلفيت ( كلوريد البوتاسيوم KCl )، والبيشوفيت (MgCl₂ ·6H₂O ) ، والكارناليت (KCl·MgCl₂ · 6H₂O ) ، والكاينيت (KCl·MgSO₄ · 3H₂O ) . كما يوجد أيضاً في معادن التبخر مثل الكلوراباتيت والسوداليت .

دوره في علم الأحياء

للكلوريد أهمية فسيولوجية بالغة، [ 11 ] تشمل تنظيم الضغط الأسموزي ، وتوازن الكهارل، واستتباب الحموضة والقلوية. يتواجد الكلوريد في جميع سوائل الجسم ، [ 12 ] وهو أكثر الأنيونات وفرةً خارج الخلية ، إذ يُشكّل حوالي ثلث تركيز السائل خارج الخلية . [ 13 ] [ 14 ]

يُعد الكلوريد إلكتروليتًا أساسيًا ، إذ يلعب دورًا رئيسيًا في الحفاظ على استتباب الخلية ونقل جهد الفعل في الخلايا العصبية. [ 15 ] ويمكنه التدفق عبر قنوات الكلوريد (بما في ذلك مستقبل GABA A ) ويتم نقله بواسطة ناقلات KCC2 و NKCC2 .

يوجد الكلوريد عادةً (وإن لم يكن دائمًا) بتركيز أعلى خارج الخلية، مما يجعله ذا جهد انعكاس سالب (حوالي -61  ملي فولت عند 37  درجة مئوية في خلية ثديية). [ 16 ] تتراوح التراكيز المميزة للكلوريد في الكائنات النموذجية بين 10 و200 ملي مولار في كل من الإشريكية القولونية والخميرة المتبرعمة (بحسب الوسط)، وبين 5 و100 ملي مولار في الخلايا الثديية، و 100 ملي مولار في بلازما الدم . [ 17 ]   

يُعد الكلوريد ضروريًا أيضًا لإنتاج حمض الهيدروكلوريك في المعدة. [ 18 ]

يُطلق على تركيز الكلوريد في الدم اسم كلوريد المصل ، ويتم تنظيم هذا التركيز بواسطة الكليتين . يُعد أيون الكلوريد مكونًا بنيويًا لبعض البروتينات؛ على سبيل المثال، يوجد في إنزيم الأميليز . لهذه الأدوار، يُعد الكلوريد أحد المعادن الغذائية الأساسية (يُشار إليه باسم عنصره الكلور ). يتم تنظيم مستويات كلوريد المصل بشكل رئيسي بواسطة الكليتين من خلال مجموعة متنوعة من النواقل الموجودة على طول النفرون . [ 19 ] يُعاد امتصاص معظم الكلوريد، الذي يتم ترشيحه بواسطة الكبيبة ، بواسطة الأنابيب الكلوية القريبة والبعيدة (بشكل رئيسي بواسطة الأنبوب القريب) عن طريق النقل النشط والسلبي. [ 20 ]

تآكل

بنية كلوريد الصوديوم، تكشف عن ميل أيونات الكلوريد (الكرات الخضراء ) للارتباط بالعديد من الكاتيونات.

يؤدي وجود الكلوريدات، كما هو الحال في مياه البحر، إلى تفاقم ظروف التآكل النُقري لمعظم المعادن (بما في ذلك الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم والمواد عالية السبائك). ويؤدي تآكل الفولاذ في الخرسانة بفعل الكلوريدات إلى انهيار موضعي لطبقة الأكسيد الواقية في الخرسانة القلوية، مما يُسبب تآكلًا موضعيًا لاحقًا. [ 21 ]

التهديدات البيئية

يمكن أن تؤدي زيادة تركيزات الكلوريد إلى عدد من الآثار البيئية في البيئات المائية والبرية على حد سواء. فقد تُسهم في تحمض الجداول، وتُحرك المعادن المشعة في التربة عن طريق التبادل الأيوني، وتؤثر على معدلات نفوق وتكاثر النباتات والحيوانات المائية، وتُعزز غزو الكائنات البحرية لبيئات المياه العذبة سابقًا، وتُعيق عملية الاختلاط الطبيعي للبحيرات. وقد ثبت أن كلوريد الصوديوم يُغير تركيبة الأنواع الميكروبية بتركيزات منخفضة نسبيًا، ويُعيق عملية نزع النتروجين ، وهي عملية ميكروبية أساسية لإزالة النترات والحفاظ على جودة المياه، ويُثبط عملية النترجة والتنفس للمواد العضوية. [ 22 ]

إنتاج

تُعدّ صناعة الكلور القلوي من أكبر مستهلكي الطاقة في العالم. تحوّل هذه العملية محاليل كلوريد الصوديوم المركزة إلى كلور وهيدروكسيد الصوديوم، اللذين يُستخدمان في صناعة العديد من المواد الكيميائية الأخرى. تتضمن هذه العملية تفاعلين متوازيين:

2  Cl − → Cl2 + 2e− 
2 ساعة 2 O+ 2 e−→ H2+ 2 OH−
خلية غشائية أساسية تُستخدم في التحليل الكهربائي للمحلول الملحي. عند المصعد ( أ )، يتأكسد الكلوريد (Cl⁻ ) إلى كلور. يسمح الغشاء الانتقائي للأيونات ( ب ) لأيون الصوديوم ( Na⁺) بالمرور بحرية، ولكنه يمنع الأنيونات مثل الهيدروكسيد (OH⁻ ) والكلوريد من الانتشار. عند المهبط ( ج )، يُختزل الماء إلى هيدروكسيد وغاز الهيدروجين.

أمثلة واستخدامات

ومن الأمثلة على ذلك ملح الطعام، وهو كلوريد الصوديوم ذو الصيغة الكيميائية NaCl. في الماء ، يتفكك إلى أيونات Na + و Cl- . أما الأملاح الأخرى مثل كلوريد الكالسيوم ، وكلوريد المغنيسيوم ، وكلوريد البوتاسيوم ، فلها استخدامات متنوعة تتراوح من العلاجات الطبية إلى صناعة الأسمنت. [ 4 ]

كلوريد الكالسيوم (CaCl₂ ) ملح يُسوّق على شكل حبيبات لإزالة الرطوبة من الغرف والعناية بالحدائق. كما يُستخدم كلوريد الكالسيوم في صيانة الطرق غير المعبدة وتدعيم قواعد الطرق في مشاريع الإنشاء الجديدة. إضافةً إلى ذلك، يُستخدم كلوريد الكالسيوم على نطاق واسع كمذيب للجليد ، نظرًا لفعاليته في خفض درجة انصهار الجليد عند استخدامه. [ 23 ]

ومن أمثلة الكلوريدات المرتبطة تساهميًا كلوريد الفوسفور الثلاثي ، وكلوريد الفوسفور الخماسي ، وكلوريد الثيونيل ، وكلها كواشف كلورة تفاعلية .

جودة المياه ومعالجتها

يُعدّ تحلية المياه أحد التطبيقات الرئيسية للكلوريد ، حيث تتطلب هذه العملية استهلاكًا كبيرًا للطاقة لإزالة أملاح الكلوريد والحصول على مياه صالحة للشرب . في صناعة النفط ، تُعتبر الكلوريدات مكونًا أساسيًا في نظام الطين ، ويخضع لمراقبة دقيقة . قد تشير زيادة تركيز الكلوريدات في نظام الطين إلى الحفر في تكوين مائي مالح عالي الضغط، كما قد تدلّ أيضًا على رداءة جودة الرمال المستهدفة.

يُعدّ الكلوريد مؤشرًا كيميائيًا مفيدًا وموثوقًا لتلوث الأنهار والمياه الجوفية بالبراز، فهو مادة غير متفاعلة وموجودة بكثرة في مياه الصرف الصحي ومياه الشرب. وتستخدم العديد من شركات تنظيم المياه حول العالم الكلوريد للتحقق من مستويات التلوث في الأنهار ومصادر مياه الشرب. [ 24 ]

طعام

تُستخدم أملاح الكلوريد مثل كلوريد الصوديوم لحفظ الطعام وكعناصر غذائية أو توابل .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "أيون الكلوريد - قاعدة بيانات PubChem الكيميائية العامة" . مشروع PubChem . الولايات المتحدة الأمريكية: المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية.
  2. 1 2 زومدال، ستيفن س. (2009). المبادئ الكيميائية، الطبعة السادسة . شركة هوتون ميفلين. ص. A21. ISBN  978-0-618-94690-7.
  3. ↑ ويلز، جون سي. (2008)، قاموس لونغمان للنطق ( الطبعة الثالثة)، لونغمان، ص 143، رقم ISBN   9781405881180
  4. 1 2 غرين، جون، وسادرو دامجي. "الفصل 3" . الكيمياء . كامبرويل، فيكتوريا: IBID، 2001. مطبوع.
  5. ↑ "حجم الذرات" . chemed.chem.purdue.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2022-03-03 .
  6. ↑ زومدال، ستيفن (2013). المبادئ الكيميائية ( الطبعة السابعة). سينجايج ليرنينج. ص 109. ISBN   978-1-285-13370-6.
  7. ↑ "اختبار أيونات الهاليد - المجموعة 0 وأيونات الاختبار - مراجعة كيمياء الشهادة العامة للتعليم الثانوي (العلوم الفردية) - WJEC" . BBC Bitesize . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 مارس 2022 .
  8. ↑ مولمان، أريلس (2003). "تقنية التثبيت الموضعي: دليل تمهيدي لعلم وظائف الأعضاء الكهربائية بتقنية التثبيت الموضعي". وايلي وأولاده. ISBN 978-0-471-48685-5.
  9. ↑ "الكلوريد والملوحة" (ملف PDF) . colombia.edu . 8 سبتمبر 2011. تم الاطلاع عليه في 8 يناير 2023 .
  10. ↑ غرينوود، ن.ن. (1984). كيمياء العناصر ( الطبعة الأولى). أكسفورد [أكسفوردشاير]: مطبعة بيرغامون. رقم ISBN  9780750628327.
  11. ↑ راوت، ساتيش (2024). " أيونات الكلوريد في الصحة والمرض" . تقارير العلوم البيولوجية . 44 (5) BSR20240029. doi : 10.1042/BSR20240029 . PMC 11065649. PMID 38573803 .  
  12. ↑ دين، نورمان؛ زيف، موريس؛ سميث، هومر دبليو. (1952). "توزيع الكلوريد الكلي في جسم الإنسان" . مجلة التحقيقات السريرية . 31 (2). ص 201، الجدول 1. doi : 10.1172/JCI102592 . PMC 436401. PMID 14907900 .  
  13. ^ بيريند ، كينريك. فان هولستين، ليونارد هندريك؛ غانز ، رايك أو بي (أبريل 2012). “كلوريد: ملكة الشوارد؟”. المجلة الأوروبية للطب الباطني . 23 (3): 203-211 . دوى : 10.1016/j.ejim.2011.11.013 . بميد 22385875 . 
  14. ↑ رين، جوشوا ل.؛ كوكا، ستيفن ج. (1 مارس 2019). "«لا أحظى بالاحترام»: دور الكلوريد في إصابة الكلى الحادة . المجلة الأمريكية لعلم وظائف الأعضاء. علم وظائف الكلى . 316 (3): F587– F605 . doi : 10.1152/ajprenal.00130.2018 . ISSN 1931-857X . PMC 6459301. PMID 30539650 .   
  15. ↑ جينتش، توماس جيه؛ شتاين، فالنتين؛ واينرايش، فرانك؛ زديبك، أنسيلم أ. (2002-04-01). "البنية الجزيئية والوظيفة الفيزيولوجية لقنوات الكلوريد" . المراجعات الفيزيولوجية . 82 (2): 503-568 . doi : 10.1152/physrev.00029.2001 . ISSN 0031-9333 . PMID 11917096 .  
  16. ↑ "إمكانات التوازن" . www.d.umn.edu .
  17. ↑ ميلو، رون؛ فيليبس، روب. "علم الأحياء الخلوي بالأرقام: ما هي تركيزات الأيونات المختلفة في الخلايا؟" . book.bionumbers.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 مارس 2017 .
  18. ↑ "اختبار مستوى الكلوريد في الدم (المصل)" . مؤرشف من الأصل في 31 مارس 2009. تم الاطلاع عليه في 30 أبريل 2010 .
  19. ^ ناجامي ، جلين ت. (1 يوليو 2016). "فرط كلور الدم - لماذا وكيف" . Nefrología (الطبعة الإنجليزية) . 36 (4): 347-353 . دوى : 10.1016/j.nefro.2016.04.001 . ISSN 2013-2514 . بميد 27267918 .  
  20. ↑ شريمانكر، العشاء؛ بهاتاراي ، سانديب (2020). "الشوارد". ستات بيرلز للنشر. بميد 31082167 . {{cite journal}}يتطلب الاستشهاد بالمجلة ( مساعدة )|journal=
  21. ↑ كريادو، م. (يناير 2015). "13. سلوك التآكل للفولاذ المقوى المدمج في الملاط المنشط قلويًا" . دليل الأسمنت والملاط والخرسانة المنشطة قلويًا . دار وود هيد للنشر. ص 333-372 . doi : 10.1533/9781782422884.3.333 . ISBN  978-1-78242-276-1.
  22. ↑ كوشال، إس إس (19 مارس 2009). "الكلوريد". موسوعة المياه الداخلية . دار النشر الأكاديمية. ص 23-29 . ISBN  978-0-12-370626-3.
  23. ↑ "الأملاح الشائعة" . hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . جامعة ولاية جورجيا.
  24. ↑ "الكلوريدات" . www.gopetsamerica.com . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 أغسطس 2016. تم الاطلاع عليه بتاريخ 14 أبريل 2018 .