Redoxpotenziale

17, Chlor (Cl)
Halogene

Atommasse^[1]:
35.45 ± 0.01 u (35.446 u ‐ 35.457 u)
In kommerziell erhältlichem Material evtl. infolge Fraktionierung Abweichungen außerhalb der angegebenen Bereiche möglich. Isotopenzusammensetzung lokal variabel, Atommasse liegt innerhalb eines Intervalls.

Chlorine
griech. chloros = gelbgrün

Elektronen-Konfiguration^[2]: (Ne) 3s² 3p⁵

Redoxpotenziale

Redoxpotenziale des Elements Chlor:

Liste der Redoxpotenziale für Chlor

von		nach		Reduktion		Oxidation	ε^O in mV	pH

-1	Cl^-	-⅓	Cl₃^-	3 Cl^-	⇌	Cl₃^- + 2 e^-	+1.359 ^[a]	0

-1	Cl^-	±0	Cl₂	2 Cl^-	⇌	Cl₂ + 2 e^-	+1.358 ^[3]	0
-1	Cl^-	±0	Cl₂	2 Cl^-	⇌	Cl₂ + 2 e^-	+1.358 ^[3]	14

-⅓	Cl₃^-	±0	Cl₂	2 Cl₃^-	⇌	3 Cl₂ + 2 e^-	+1.356 ^[4]	0

±0	Cl₂	+1	HOCl	Cl₂ + 4 H₂O	⇌	2 HOCl + 2 H₃O⁺ + 2 e^-	+1.63 ^[3]	0
±0	Cl₂	+1	OCl^-	Cl₂ + 4 OH^-	⇌	2 OCl^- + 2 H₂O + 2 e^-	+0.421 ^[3]	14

+1	HOCl	+3	HClO₂	HOCl + 3 H₂O	⇌	HClO₂ + 2 H₃O⁺ + 2 e^-	+1.647 ^[3]	0
+1	OCl^-	+3	ClO₂^-	OCl^- + 2 OH^-	⇌	ClO₂^- + H₂O + 2 e^-	+0.681 ^[3]	14

+3	HClO₂	+4	ClO₂	HClO₂ + H₂O	⇌	ClO₂ + H₃O⁺ + e^-	+1.188 ^[3]	0
+3	ClO₂^-	+4	ClO₂	ClO₂^-	⇌	ClO₂ + e^-	+1.071 ^[3]	14

+4	ClO₂	+5	ClO₃^-	ClO₂ + 3 H₂O	⇌	ClO₃^- + 2 H₃O⁺ + e^-	+1.175 ^[3]	0
+4	ClO₂	+5	ClO₃^-	ClO₂ + 2 OH^-	⇌	ClO₃^- + H₂O + e^-	-0.481 ^[3]	14

+5	ClO₃^-	+7	ClO₄^-	ClO₃^- + 3 H₂O	⇌	ClO₄^- + 2 H₃O⁺ + 2 e^-	+1.201 ^[3]	0
+5	ClO₃^-	+7	ClO₄^-	ClO₃^- + 2 OH^-	⇌	ClO₄^- + H₂O + 2 e^-	+0.374 ^[3]	14

Tabelle 1: Redoxpotenziale unter Standardbedingungen (25 °C, 1013.25 hPa, 1 mol/L-Lösungen) in wässrigen Lösungen. In der ersten Spalte ist der reduzierte Teil, in der zweiten Spalte der oxidierte Teil der Halbreaktion, jeweils mit Oxidationszahl und Formel angegeben. In den nächsten beiden Spalten ist die Halbreaktion komplett angegeben, in der folgenden Spalte das Standardpotenzial unter den genannten Bedingungen in mV. In der letzten Spalte ist die Bedingung, unter der das Potenzial gilt, meistens pH 0 für sauer und pH 14 für basisch. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind Redoxreaktionen gleicher Ausgangsstufe optisch mit vertikalen Strichen abgetrennt zusammengefasst dargestellt. Redox-Halbreaktionen, deren Werte für die Berechnung der untenstehenden Redoxtabellen verwendet werden, sind gelb unterlegt dargestellt.

Redox-Tabelle für pH 0

von: nach:	(-1) Cl^-	(-⅓) Cl₃^-	(±0) Cl₂	(+1) HOCl	(+3) HClO₂	(+4) ClO₂	(+5) ClO₃^-	(+7) ClO₄^-
(-1) Cl^-	±0	+1.359	+1.358	+1.494	+1.571	+1.494	+1.441	+1.381
(-⅓) Cl₃^-	+1.359	±0	+1.356	+1.562	+1.613	+1.515	+1.451	+1.383
(±0) Cl₂	+1.358	+1.356	±0	+1.63	+1.641	+1.528	+1.457	+1.384
(+1) HOCl	+1.494	+1.562	+1.63	±0	+1.647	+1.494	+1.414	+1.343
(+3) HClO₂	+1.571	+1.613	+1.641	+1.647	±0	+1.188	+1.182	+1.191
(+4) ClO₂	+1.494	+1.515	+1.528	+1.494	+1.188	±0	+1.175	+1.192
(+5) ClO₃^-	+1.441	+1.451	+1.457	+1.414	+1.182	+1.175	±0	+1.201
(+7) ClO₄^-	+1.381	+1.383	+1.384	+1.343	+1.191	+1.192	+1.201	±0

Tabelle 2: Standard-Potenziale (ε^O) aller Redox-Paare der in Tabelle 1 gelb unterlegten Chlor-Verbindungen für pH 0 in mV. In den Spalten- und Zeilenüberschriften sind in Klammern die jeweilige Oxidationsstufe von Chlor und dahinter die Verbindung angegeben. Die angegebenen Werte wurden aus denen der obigen Liste der Redoxpotenziale für Chlor automatisch per Skript berechnet, bzw. in diese Tabelle übernommen. Die Berechnung eines Potenzials erfolgt dabei durch Aufsummierung der Faktoren von Potenzialen und Elektronenzahlen aller Zwischenstufen und anschließendes Teilen dieser Summe durch die Gesamtelektronenzahl (vgl. auch Wiberg et. al, 2007, S. 229^[2]).

Beispiel: ε(SiH₄/SiO₂) bei pH 0 = (ε(SiH₄/Si) × 4e^- + ε(Si/SiO) × 2e^- + ε(SiO/SiO₂) × 2e^-)/8e^- = (0.102 mV×4e - 0.808 mV×2e - 1.01 mV×2e)/8e = -0.4035 mV.

Redox-Tabelle für pH 14

von: nach:	(-1) Cl^-	(±0) Cl₂	(+1) OCl^-	(+3) ClO₂^-	(+4) ClO₂	(+5) ClO₃^-	(+7) ClO₄^-
(-1) Cl^-	±0	+1.358	+0.89	+0.785	+0.842	+0.622	+0.56
(±0) Cl₂	+1.358	±0	+0.421	+0.594	+0.714	+0.475	+0.446
(+1) OCl^-	+0.89	+0.421	±0	+0.681	+0.811	+0.488	+0.45
(+3) ClO₂^-	+0.785	+0.594	+0.681	±0	+1.071	+0.295	+0.335
(+4) ClO₂	+0.842	+0.714	+0.811	+1.071	±0	-0.481	+0.089
(+5) ClO₃^-	+0.622	+0.475	+0.488	+0.295	-0.481	±0	+0.374
(+7) ClO₄^-	+0.56	+0.446	+0.45	+0.335	+0.089	+0.374	±0

Tabelle 3: Standard-Potenziale (ε^O) aller Redox-Paare der in Tabelle 1 gelb unterlegten Chlor-Verbindungen für pH 14 in mV. In den Spalten- und Zeilenüberschriften sind in Klammern die jeweilige Oxidationsstufe von Chlor und dahinter die Verbindung angegeben. Die angegebenen Werte wurden aus denen der obigen Liste der Redoxpotenziale für Chlor automatisch per Skript berechnet, bzw. in diese Tabelle übernommen. Die Berechnung eines Potenzials erfolgt dabei durch Aufsummierung der Faktoren von Potenzialen und Elektronenzahlen aller Zwischenstufen und anschließendes Teilen dieser Summe durch die Gesamtelektronenzahl (vgl. auch Wiberg et. al, 2007, S. 229^[2]).

Beispiel: ε(SiH₄/SiO₂) bei pH 0 = (ε(SiH₄/Si) × 4e^- + ε(Si/SiO) × 2e^- + ε(SiO/SiO₂) × 2e^-)/8e^- = (0.102 mV×4e - 0.808 mV×2e - 1.01 mV×2e)/8e = -0.4035 mV.

Bemerkungen: ^[a] Der Wert wurde aus den Angaben für Cl(-1)/Cl(0) und Cl(-⅓)/Cl(0) berechnet.

Quellen: ^[1] Prohaska, T., Irrgeher, J., Benefield, J., Böhlke, J. K., Chesson, L. A., Coplen, T. B., ... & Meija, J. (2022). Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry, 94(5), 573-600. https://doi.org/10.1515/pac-2019-0603
^[2] Wiberg, N., Wiberg, E. & Holleman, A. F. (2007). Lehrbuch der anorganischen Chemie. (S. 300, 1304, 1878). Walter de Gruyter. https://doi.org/10.1515/9783110206845
^[3] Wiberg, N., Wiberg, E. & Holleman, A. F. (2017). Lehrbuch der anorganischen Chemie. Walter de Gruyter.
^[4] Bratsch, S. G. (1989). Standard electrode potentials and temperature coefficients in water at 298.15 K. Journal of Physical and Chemical Reference Data, 18(1), 1-21. https://doi.org/10.1063/1.555839