Ο τύπος του αερίου χλωρίου, οι επιδράσεις, οι χρήσεις και οι κίνδυνοι



Το αέριο χλώριο (διχλωρο, διατομικό χλώριο, μοριακό χλώριο ή απλά χλώριο) είναι ένα πρασινοκίτρινο αέριο, με πικάντικη και ασφυκτική οσμή, μη εύφλεκτο σε θερμοκρασία δωματίου και ατμοσφαιρική πίεση. 

Είναι το στοιχείο με την υψηλότερη ηλεκτρονική συνάφεια και την τρίτη υψηλότερη ηλεκτροαρνητικότητα, πίσω από το οξυγόνο και το φθόριο. Είναι εξαιρετικά αντιδραστικό και ισχυρό οξειδωτικό.

Το υψηλό δυναμικό οξειδώσεως του στοιχειακού χλωρίου οδήγησε στην ανάπτυξη εμπορικών λευκαντικών και απολυμαντικών, καθώς και ενός αντιδραστηρίου για πολλές διεργασίες στη χημική βιομηχανία.

Με τη μορφή ιόντων χλωρίου, το χλώριο είναι απαραίτητο για όλα τα γνωστά είδη ζωής. Αλλά στοιχειακού χλωρίου σε υψηλές συγκεντρώσεις είναι εξαιρετικά επικίνδυνο και δηλητηριώδες σε όλους, γιατί χρησιμοποιήθηκε στο Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο ως το πρώτο αέριο παράγοντα πολέμου χημικών ζωντανούς οργανισμούς.

Είναι τοξικό όταν εισπνέεται. Μακροπρόθεσμα, η εισπνοή χαμηλών συγκεντρώσεων ή η βραχυπρόθεσμη εισπνοή υψηλών συγκεντρώσεων αερίου χλωρίου έχουν επιβλαβείς επιδράσεις στην υγεία.

Οι ατμοί είναι πολύ βαρύτεροι από τον αέρα και τείνουν να εγκατασταθούν σε χαμηλές περιοχές. Δεν καίγεται, αλλά υποστηρίζει την καύση.

Είναι λίγο διαλυτό στο νερό. Η επαφή με άθικτα υγρά μπορεί να προκαλέσει κατάψυξη με ψύξη με εξάτμιση.

Χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό του νερού, την λεύκανση του χαρτοπολτού και την παραγωγή άλλων χημικών προϊόντων.

Φόρμουλα

Φόρμουλα: Cl-Cl

Αριθμός CAS: 7782-50-5

2D δομή

Χαρακτηριστικά

Φυσικές και χημικές ιδιότητες

Το αέριο χλωρίου ανήκει στην δραστική ομάδα ισχυρών οξειδωτικών παραγόντων. Αυτές οι ενώσεις συχνά αντιδρούν έντονα με άλλες ενώσεις.

Το αέριο χλωρίου ανήκει επίσης στην δραστική ομάδα ισχυρών παραγόντων αλογόνωσης, οι οποίοι μεταφέρουν ένα ή περισσότερα άτομα αλογόνου στην ένωση με την οποία αντιδρούν.

Οι παράγοντες αλογόνωσης είναι γενικά όξινοι και συνεπώς αντιδρούν, σε μερικές περιπτώσεις βίαια, με τις βάσεις.

Πολλές από αυτές τις ενώσεις αντιδρούν στο νερό και αντιδρούν στον αέρα. Τα αλογόνα είναι εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικά και είναι ισχυρά οξειδωτικά.

Ειδοποιήσεις αντιδραστικότητας

Το αέριο του χλωρίου είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Αντιδρά με το νερό. Το νερό διαλύει αέριο χλώριο, σχηματίζοντας ένα μείγμα υδροχλωρικού οξέος και υποχλωριωδών οξέων.

Αναφλεξιμότητα

Μπορεί να ανάψει άλλα εύφλεκτα υλικά (ξύλο, χαρτί, λάδι κ.λπ.). Η ανάμειξη με τα καύσιμα μπορεί να προκαλέσει έκρηξη. Το δοχείο μπορεί να εκραγεί όταν έρθει σε επαφή με τη φωτιά. Υπάρχει κίνδυνος έκρηξης (και δηλητηρίασης) από τη συσσώρευση των ατμών του σε εσωτερικούς χώρους, σε υπονόμους ή σε εξωτερικούς χώρους.

Μίγματα υδρογόνου και χλωρίου (5-95%) μπορούν να εκραγούν με τη δράση σχεδόν κάθε μορφής ενέργειας (θερμότητα, ηλιακό φως, σπινθήρες κλπ.),.

Εκλύει πολύ τοξικούς καπνούς όταν θερμαίνεται. Όταν συνδυάζεται με νερό ή ατμό παράγει τοξικούς και διαβρωτικούς ατμούς υδροχλωρικού οξέος.

Δραστικότητα

Το χλώριο αντιδρά εκρηκτικά με (ή στηρίζει την καύση) πολλών κοινών υλικών.

  • Το χλώριο ανάβει χάλυβα στους 100 ° C παρουσία αιθάλης, σκουριάς, άνθρακα ή άλλων καταλυτών.
  • Απαλό ξηρό ατσάλινο μαλλί στους 50 ° C.
  • Γυρίστε τα σουλφίδια σε θερμοκρασία δωματίου.
  • Φως (σε υγρή μορφή) φυσικό και συνθετικό καουτσούκ.
  • Ενεργοποιήστε το τριαλκυλοβοράνιο και το διοξείδιο του βολφραμίου.
  • Αναφλέγεται σε επαφή με υδραζίνη, υδροξυλαμίνη και νιτρίδιο ασβεστίου.
  • Είναι καίγονται ή να εκραγεί με αρσίνη, φωσφίνη, σιλάνιο, διβοράνιο, stibine, κόκκινο φωσφόρο, μαύρο φωσφόρο, βόριο, ενεργού άνθρακα, πυρίτιο, αρσενικού.
  • Προκαλεί ανάφλεξη και μαλακή έκρηξη όταν διοχετεύεται μέσω ψυχρής μεθανόλης.
  • Εκρηγνύεται ή αναφλέγεται αν αναμειχθεί υπερβολικά με την αμμωνία και θερμαίνεται.
  • Δημιουργήστε εκρηκτικό τριχλωριούχο άζωτο σε επαφή με το αντιδραστήριο Biuret που έχει μολυνθεί με κυανουρικό οξύ.
  • Εύκολα σχηματίζει εκρηκτικά παράγωγα του Ν-χλωρίου με αζιριδίνη.

Το χλώριο (σε υγρή ή αέρια μορφή του) αντιδρά με:

  • Αλκοόλες (έκρηξη)
  • Χυτό αλουμίνιο (έκρηξη)
  • Σιλάνια (έκρηξη)
  • Πενταφθοριούχο βρώμιο
  • Ο δισουλφιδικός άνθρακας (έκρηξη καταλυόμενος από σίδηρο)
  • Χλωριούχο-2-προπύνιο (η περίσσεια χλωρίου προκαλεί έκρηξη)
  • Ο φθαλικός διβουτυλεστέρας (έκρηξη στους 118 ° C)
  • Ο διαιθυλαιθέρας (αναμμένος)
  • Ο διαιθυλικός ψευδάργυρος (αναμμένος)
  • Γλυκερόλη (έκρηξη στους 70-80 ° C)
  • Μεθάνιο σε κίτρινο οξείδιο του υδραργύρου (έκρηξη)
  • Ακετυλένιο (έκρηξη που προκαλείται από ηλιακό φως ή θέρμανση)
  • Το αιθυλένιο στον υδράργυρο, το οξείδιο του υδραργύρου (I) ή το οξείδιο του αργύρου (I) (έκρηξη που προκαλείται από τη θερμότητα ή το φως)
  • Βενζίνη (εξωθερμική αντίδραση και στη συνέχεια έκρηξη)
  • Μείγμα υδροξειδίου του νατρίου και νάφθα (βίαιη έκρηξη)
  • Ο χλωριούχος ψευδάργυρος (εξώθερμη αντίδραση)
  • Κερί (έκρηξη)
  • Υδρογόνο (εκκίνηση με ανάφλεξη)
  • Καρβίδιο σιδήρου
  • Ουράνιο και ζιρκόνιο
  • Υδρίδια νατρίου, καλίου και χαλκού
  • Κασσίτερος
  • Πούδρα αλουμινίου
  • Σκόνη βαναδίου
  • Φύλλο αλουμινίου
  • Tinsel
  • Χαλκός φύλλο
  • Σκόνη ασβεστίου
  • Σιδερένια σύρμα
  • Σκόνη μαγγανίου
  • Κάλιο
  • Σκόνη αντιμονίου
  • Βισμούθιο
  • Γερμάνιο
  • Μαγνήσιο
  • Νάτριο
  • Ψευδάργυρος

Τοξικότητα 

Το αέριο χλώριο είναι δηλητηριώδες και μπορεί να είναι θανατηφόρο εάν εισπνευστεί. Η επαφή μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα στο δέρμα και τα μάτια, εκτός από βρογχίτιδα ή χρόνιες πνευμονικές παθήσεις.

Χρησιμοποιεί

Περίπου 15.000 ενώσεις χλωρίου χρησιμοποιούνται σήμερα στο εμπόριο. Το χλωριούχο νάτριο είναι μακράν η πιο κοινή ένωση χλωρίου και είναι η κύρια πηγή χλωρίου και υδροχλωρικού οξέος για την τεράστια χημική βιομηχανία χλωρίου.

Όλα στοιχειακό χλώριο που παράγεται, περίπου 63% χρησιμοποιείται για την παρασκευή των οργανικών ενώσεων, το 18% στην κατασκευή των ανόργανων ενώσεων χλωρίου, και το υπόλοιπο 19% του χλωρίου που παράγεται χρησιμοποιείται για την λεύκανση και την απολύμανση προϊόντων.

Μεταξύ των σημαντικότερων οργανικές ενώσεις από την άποψη του όγκου παραγωγής είναι η 1,2-διχλωροαιθάνιο και χλωριούχου βινυλίου (ενδιάμεσα στην παραγωγή του PVC), χλωριούχο μεθύλιο, χλωριούχο μεθυλένιο, χλωροφόρμιο, χλωριούχο βινυλιδένιο, μεταξύ άλλων.

Σημαντικές ανόργανες ενώσεις περιλαμβάνουν HCl, Cl2O, ΗΟΟΙ, NaClO 3, AICI3, SiCl4, SnCl4, PCl3, PCl5, POCl3, AsCl3, SbCl3, SbCl5, BiCl 3, S2Cl2, SCl2, SOCl2, ClF3, ΙΟΙ, ICl3, TiCl3, TiCl4, MoCl5 , FeCl3, ZnCl2, και πολλά άλλα.

Το αέριο χλωρίου χρησιμοποιείται στις βιομηχανικές λεύκανσεις, στην επεξεργασία λυμάτων, στην κατασκευή δισκίων για την χλωρίωση των πισίνων ή στον χημικό πόλεμο.

Το αέριο του χλωρίου (γνωστό ως bertholite), χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά ως όπλο στον πρώτο παγκόσμιο πόλεμο από τη Γερμανία.

Μετά την πρώτη χρήση, και οι δύο πλευρές στη σύγκρουση χρησιμοποίησαν χλώριο ως χημικό όπλο, αλλά σύντομα αντικαταστάθηκαν από φωσγένιο και μουστάρδα, τα οποία είναι πιο θανατηφόρα.

Το αέριο του χλωρίου χρησιμοποιήθηκε επίσης κατά τη διάρκεια του πολέμου στο Ιράκ στην επαρχία Anbar το 2007.

Κλινικά αποτελέσματα

αέριο χλώριο είναι ένα από τα μονά ανοίγματα ερεθιστικά κοινές στα επαγγελματικής και περιβαλλοντικής εισπνοή επίπεδο. Πρόσφατες μελέτες έχουν αναφέρει ότι το μίγμα του λευκαντικού (Bleach, κατασκευασμένο κυρίως από υποχλωριώδες νάτριο) με άλλα προϊόντα καθαρισμού, είναι η πιο συχνή αιτία (21% των περιπτώσεων) και μόνη έκθεση εισπνοής αναφερθεί σε κέντρα δηλητηριάσεων Ηνωμένες Πολιτείες.

Οι κύριες τοξικές επιδράσεις οφείλονται στην τοπική βλάβη ιστού και όχι στη συστηματική απορρόφηση. Πιστεύεται ότι η κυτταρική βλάβη προκύπτει από την οξείδωση λειτουργικών ομάδων σε κυτταρικά συστατικά. στις αντιδράσεις με το νερό των ιστών για να σχηματιστεί υποχλωριώδες οξύ και υδροχλωρικό οξύ. και η δημιουργία ελεύθερων ριζών οξυγόνου (αν και αυτή η ιδέα είναι τώρα αμφιλεγόμενη).

Σε ήπιες δηλητηρίαση μέτρια συμβαίνει: βήχας, δύσπνοια, πόνο στο στήθος, αίσθημα καύσου στο λαιμό και οπισθοστερνικό περιοχή, ναυτία ή έμετο, των ματιών και ρινικό ερεθισμό, πνιγμού, μυϊκή αδυναμία, ζάλη, κοιλιακή δυσφορία και κεφαλαλγία.

Σε σοβαρές δηλητηρίαση συμβαίνει: οίδημα άνω αεραγωγού, λαρυγγικό σπασμό, σοβαρή πνευμονική οίδημα, πνευμονία, επίμονη υποξαιμία, αναπνευστική ανεπάρκεια, οξεία πνευμονική βλάβη και μεταβολική οξέωση.

Η χρόνια έκθεση στο αέριο του χλωρίου είναι μία από τις συχνότερες αιτίες του επαγγελματικού άσθματος. Μπορεί να προκαλέσει δύσπνοια, αίσθημα παλμών, πόνο στο στήθος, αντιδραστική δυσλειτουργία της ανώτερης αναπνευστικής οδού, διάβρωση του σμάλτου των δοντιών και αυξημένη επικράτηση των ιογενών συνδρόμων. Η χρόνια έκθεση σε 15 ppm προκαλεί βήχα, αιμόπτυση, θωρακικό άλγος και πονόλαιμο.

Η δερματική έκθεση μπορεί να προκαλέσει ερύθημα, πόνο, ερεθισμό και εγκαύματα στο δέρμα. Η σοβαρή έκθεση μπορεί να προκαλέσει καρδιαγγειακή κατάρρευση και αναπνευστική ανακοπή. Σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να εμφανιστεί συγκοπή και σχεδόν άμεσος θάνατος. Το χλώριο (ως υποχλωριώδες) είναι τερατογόνο σε πειραματόζωα.

Ασφάλεια και κίνδυνοι

Δηλώσεις επικινδυνότητας του παγκοσμίως εναρμονισμένου συστήματος ταξινόμησης και επισήμανσης των χημικών ουσιών (SGA).

Το σύστημα οικουμενικής εναρμόνισης για την ταξινόμηση και την επισήμανση των χημικών ουσιών (GHS) είναι ένα διεθνώς αποδεκτό σύστημα, που δημιουργήθηκε από τα Ηνωμένα Έθνη έχουν σχεδιαστεί για να αντικαταστήσει τα διάφορα πρότυπα ταξινόμησης και επισήμανσης χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές χώρες που χρησιμοποιούν συνεπή κριτήρια σε όλο τον κόσμο (Έθνη United, 2015).

τάξεις κινδύνου (και το αντίστοιχο κεφάλαιο του ΓεΣΥ) τα πρότυπα ταξινόμησης και επισήμανσης και προτάσεις για το φυσικό αέριο χλώριο είναι οι εξής (Ευρωπαϊκός Οργανισμός Χημικών Προϊόντων, 2017? Ηνωμένων Εθνών, το 2015? PubChem, 2017):

Κλάσεις κινδύνου του GHS

H270: Μπορεί να προκαλέσει ή να εντείνει τη φωτιά. Οξειδωτικό [Αέρια οξείδωσης κινδύνου - Κατηγορία 1]

H280: Περιέχει αέριο υπό πίεση. Μπορεί να εκραγεί αν θερμαίνεται [Προειδοποιητικά Αέρια υπό πίεση - Συμπιεσμένο αέριο, Υγροποιημένο αέριο, Διαλυμένο αέριο]

H315: Προκαλεί ερεθισμό του δέρματος [Προειδοποίηση Διάβρωση / ερεθισμός του δέρματος - Κατηγορία 2]

H319: Προκαλεί σοβαρό ερεθισμό των ματιών [Προειδοποίηση Σοβαρή οφθαλμική βλάβη / ερεθισμός των οφθαλμών - Κατηγορία 2Α]

H330: Μοιραία κατά την εισπνοή [Κίνδυνος Οξεία τοξικότητα, εισπνοή - Κατηγορία 1, 2]

H331: Τοξικό όταν εισπνέεται [Κίνδυνος Οξεία τοξικότητα, εισπνοή - Κατηγορία 3]

H335: Μπορεί να προκαλέσει ερεθισμό του αναπνευστικού συστήματος [Προειδοποίηση Ειδική τοξικότητα στα όργανα-στόχους, μία έκθεση, Ερεθισμός του αναπνευστικού συστήματος - Κατηγορία 3]

H400: Πολύ τοξικό για τους υδρόβιους οργανισμούς [Προειδοποίηση Επικίνδυνο για το υδάτινο περιβάλλον, οξύ κίνδυνο - Κατηγορία 1]

H410: Πολύ τοξικό για τους υδρόβιους οργανισμούς, με μακροχρόνιες επιπτώσεις [Προειδοποίηση Επικίνδυνο για το υδάτινο περιβάλλον, μακροπρόθεσμους κινδύνους - Κατηγορία 1]

(PubChem, 2017)

Κώδικες των επιτροπών προληπτικής εποπτείας

P220, P244, P260, P261, P264, P271, P273, P280, P284, P302 + P352, P304 + P340, P305 + P351 + P338, P310, P311, P312, P320, P321, P332 + P313, P337 + P313, P362, P370 + P376, P391, P403, P403 + P233, P405, P410 + P403, P501 και.

Αναφορές

  1. Benjah-bmm27 (2007). Διχλωριούχο-αέριο-3D-vdW [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: commons.wikimedia.org.
  2. Bundesarchiv (1915). Deutsche Soldaten versprühen künstlichen Nebel [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: commons.wikimedia.org.
  3. ChemIDplus (2017) 3D δομή της 7782-50-5 - χλώριο [εικόνα] ανακτημένα: chem.nlm.nih.gov.
  4. Ευρωπαϊκός Οργανισμός Χημικών Προϊόντων (ECHA), (2017). Σύνοψη της ταξινόμησης και της επισήμανσης. Εναρμονισμένη ταξινόμηση - παράρτημα VI του κανονισμού (ΕΚ) αριθ. 1272/2008 (κανονισμός CLP). Χλώριο. Ανακτήθηκε από: echa.europa.eu.
  5. Τράπεζα δεδομένων επικίνδυνων ουσιών (HSDB). TOXNET (2017). Χλώριο. Bethesda, MD, ΕΕ: Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής. Ανακτήθηκε από: toxnet.nlm.nih.gov.
  6. Hurley, F., (1917). Αυστραλιανός αναπνευστήρας μικρού κουτιού πεζικού Ypres 1917 [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org.
  7. Μέγιστο εικονοστοιχείο (2017). Υδραυλικοί σωλήνες υδραυλικής εγκατάστασης υδραυλικού σωλήνα [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: maxpixel.freegreatpicture.com.
  8. Ηνωμένα Έθνη (2015). Σύστημα παγκόσμιας εναρμόνισης για την ταξινόμηση και την επισήμανση των χημικών προϊόντων (SGA) Έκτη αναθεωρημένη έκδοση. Νέα Υόρκη, Ηνωμένες Πολιτείες: Δημοσίευση των Ηνωμένων Εθνών. Ανακτήθηκε από: unece.org.
  9. Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών. PubChem Ένωση Database (2016) Χλώριο - PubChem Δομή [εικόνα] Bethesda, MD, Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής των ΗΠΑ. Ανακτήθηκε από: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  10. Εθνικό Κέντρο Βιοτεχνολογικών Πληροφοριών. PubChem Σύνθετη Βάση Δεδομένων (2016) Χλώριο. Bethesda, MD, ΕΕ: Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής. Ανακτήθηκε από: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  11. Εθνική Ωκεανική και Ατμοσφαιρική Διοίκηση (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Φύλλο χημικών ουσιών. Χλώριο. Silver Spring, MD. ΕΕ · Ανακτήθηκε από: cameochemicals.noaa.gov.
  12. Εθνική Ωκεανική και Ατμοσφαιρική Διοίκηση (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Δελτίο δεδομένων αντιδραστικών ομάδων. Αλογονωτικά μέσα. Silver Spring, MD. ΕΕ · Ανακτήθηκε από: cameochemicals.noaa.gov.
  13. Εθνική Ωκεανική και Ατμοσφαιρική Διοίκηση (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Δελτίο δεδομένων αντιδραστικών ομάδων. Οξειδωτικοί παράγοντες, Ισχυροί. Silver Spring, MD. ΕΕ · Ανακτήθηκε από: cameochemicals.noaa.gov.
  14. Oelen, W., (2005). Αέριο χλώριο σε φιάλη [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: commons.wikimedia.org.
  15. Sargent, J., (1918). Αέρια [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org.
  16. Tomia (2006). Πλαστικό-ανακύκλωση-03 [εικόνα]. Ανακτήθηκε από: commons.wikimedia.org.
  17. Wikipedia (2017). Χλώριο. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org.