Chlor gazowy: formuła, efekty, zastosowania i zagrożenia

Gazowy chlor (dichlor, dwuatomowy chlor, cząsteczkowy chlor lub po prostu chlor) jest zielonkawo-żółtym gazem o ostrym i duszącym zapachu, niepalnym w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym.

Jest to element o najwyższym powinowactwie elektronicznym i trzecim najwyższym elektroujemności, za tlenem i fluorem. Jest niezwykle reaktywny i silny środek utleniający.

Wysoki potencjał utleniający chloru pierwiastkowego doprowadził do opracowania wybielaczy i środków dezynfekujących o charakterze komercyjnym, a także odczynnika do wielu procesów w przemyśle chemicznym.

W postaci jonów chlorkowych chlor jest niezbędny dla wszystkich znanych gatunków życia. Ale chlor pierwiastkowy w wysokich stężeniach jest niezwykle niebezpieczny i trujący dla wszystkich żywych organizmów, dlatego został użyty w pierwszej wojnie światowej jako pierwszy gazowy środek bojowy.

Działa toksycznie przez drogi oddechowe. W dłuższej perspektywie wdychanie niskich stężeń lub krótkotrwałe wdychanie wysokich stężeń chloru gazowego ma szkodliwy wpływ na zdrowie.

Pary są znacznie cięższe od powietrza i mają tendencję do osiadania w niskich obszarach. Nie pali się, ale wspomaga spalanie.

Jest słabo rozpuszczalny w wodzie. Kontakt z nieskonserwowanymi cieczami może spowodować zamarznięcie przez chłodzenie wyparne.

Służy do oczyszczania wody, wybielania miazgi drzewnej i wytwarzania innych chemikaliów.

Formuła

Wzór : Cl-Cl

Numer CAS : 7782-50-5

Struktura 2D

Funkcje

Właściwości fizyczne i chemiczne

Gaz chlorowy należy do reaktywnej grupy silnych środków utleniających. Związki te często reagują energicznie z innymi związkami.

Chlor gazowy również należy do reaktywnej grupy silnych środków fluorowcujących, które przenoszą jeden lub więcej atomów fluorowca do związku, z którym reagują.

Środki fluorowcujące są na ogół kwasowe i dlatego reagują, w niektórych przypadkach gwałtownie, z zasadami.

Wiele z tych związków reaguje z wodą i reaguje z powietrzem. Halogeny są wysoce elektroujemne i są silnymi utleniaczami.

Alarmy reaktywności

Chlor gazowy jest silnym środkiem utleniającym. Reaguje z wodą. Woda rozpuszcza gazowy chlor, tworząc mieszaninę kwasu chlorowodorowego i kwasów podchlorawych.

Palność

Może zapalić inne materiały palne (drewno, papier, olej itp.). Mieszanie z paliwami może spowodować wybuch. Pojemnik może eksplodować w kontakcie z ogniem. Istnieje ryzyko wybuchu (i zatrucia) z powodu gromadzenia się jego oparów wewnątrz, w kanałach lub na wolnym powietrzu.

Mieszaniny wodoru i chloru (5-95%) mogą eksplodować w wyniku działania niemal każdej formy energii (ciepło, światło słoneczne, iskry itp.).

Po podgrzaniu emituje bardzo toksyczne opary. W połączeniu z wodą lub parą wytwarza toksyczne i żrące opary kwasu solnego.

Reaktywność

Chlor reaguje wybuchowo z wieloma popularnymi materiałami (lub wspomaga spalanie).

  • Chlor zapala stal w temperaturze 100 ° C w obecności sadzy, rdzy, węgla lub innych katalizatorów.
  • Lekka wełna stalowa sucha w temperaturze 50 ° C
  • Włącz siarczki w temperaturze pokojowej.
  • Lekka (w postaci płynnej) kauczuk naturalny i syntetyczny.
  • Włącz trialkiloboran i dwutlenek wolframu.
  • Zapala się w kontakcie z hydrazyną, hydroksyloaminą i azotkiem wapnia.
  • Jest zapalany lub wykorzystywany z arsenem, fosfiną, silanem, diboranem, stibnitem, czerwonym fosforem, białym fosforem, borem, węglem aktywnym, krzemem, arsenem.
  • Powoduje zapłon i miękką eksplozję, gdy pęcherzyki przenikają przez zimny metanol.
  • Wybucha lub zapala się, jeśli nadmiernie miesza się z amoniakiem i nagrzewa się.
  • Tworzyć wybuchowy trichlorek azotu w kontakcie z odczynnikiem Biuret zanieczyszczonym kwasem cyjanurowym.
  • Łatwo tworzy wybuchowe pochodne N-chloro z azyrydyną.

Chlor (w postaci ciekłej lub gazowej) reaguje z:

  • Alkohole (wybuch)
  • Odlew aluminiowy (wybuch)
  • Silany (wybuch)
  • Pentafluorek bromu
  • Dwusiarczek węgla (eksplozja katalizowana przez żelazo)
  • Chlor-2-propyn (nadmiar chloru powoduje wybuch)
  • Ftalan dibutylu (wybuch w 118 ° C)
  • Eter dietylowy (lit)
  • Cynk dietylowy (lit)
  • Glicerol (wybuch w 70-80 ° C)
  • Metan na żółtym tlenku rtęci (wybuch)
  • Acetylen (wybuch zainicjowany przez światło słoneczne lub ogrzewanie)
  • Etylen na rtęć, tlenek rtęci (I) lub tlenek srebra (I) (wybuch spowodowany przez ciepło lub światło)
  • Benzyna (reakcja egzotermiczna, a następnie detonacja)
  • Mieszanina wodorotlenku sodu i benzyny ciężkiej (gwałtowny wybuch)
  • Chlorek cynku (reakcja egzotermiczna)
  • Wosk (eksplozja)
  • Wodór (wybuch zainicjowany światłem)
  • Węglik żelaza
  • Uran i cyrkon
  • Wodorki sodu, potasu i miedzi
  • Cyna
  • Proszek aluminiowy
  • Proszek wanadu
  • Blacha aluminiowa
  • Świecidełko
  • Blacha miedziana
  • Proszek wapnia
  • Żelazny drut
  • Proszek manganu
  • Potas
  • Proszek z antymonu
  • Bizmut
  • German
  • Magnez
  • Sód
  • Cynk

Toksyczność

Chlor gazowy jest trujący i może być śmiertelny w przypadku wdychania. Kontakt może powodować oparzenia skóry i oczu, a także zapalenie oskrzeli lub przewlekłe choroby płuc.

Używa

Obecnie na rynku stosuje się około 15 000 związków chloru. Chlorek sodu jest zdecydowanie najczęstszym związkiem chloru i jest głównym źródłem chloru i kwasu solnego dla ogromnego przemysłu chemicznego chloru.

Spośród całego wyprodukowanego chloru pierwiastkowego około 63% wykorzystuje się do produkcji związków organicznych, 18% do produkcji nieorganicznych związków chloru, a pozostałe 19% wytworzonego chloru stosuje się do produktów wybielających i dezynfekujących.

Do najważniejszych związków organicznych pod względem wielkości produkcji należą 1, 2-dichloroetan i chlorek winylu (półprodukty w produkcji PCW), chlorek metylu, chlorek metylenu, chloroform, chlorek między innymi winyliden.

Główne związki nieorganiczne obejmują HCl, Cl2O, HCl, NaClO3, AlCl3, SiCl4, SnCl4, PCl3, PCl5, POCl3, AsCl3, SbCl3, SbCl5, BiCl3, S2Cl2, SCl2, SOCI2, ClF3, ICl, ICl3, TiCl3, TiCl4, ICCl, ICl3, TiCl3, TiCl4, MoCl5, FeCl3, ZnCl2 i wiele innych.

Chlor gazowy jest wykorzystywany w przemysłowych procesach bielenia, oczyszczania ścieków, produkcji tabletek do chlorowania basenów lub w wojnie chemicznej.

Gaz chlorowy (znany jako bertholite) został po raz pierwszy użyty jako broń podczas I wojny światowej przez Niemcy.

Po pierwszym użyciu obie strony konfliktu użyły chloru jako broni chemicznej, ale wkrótce zastąpiono go fosgenem i gazem musztardowym, które są bardziej zabójcze.

Chlor gazowy był również używany podczas wojny w Iraku w prowincji Anbar w 2007 roku.

Efekty kliniczne

Chlor gazowy jest jednym z najczęstszych narażeń zawodowych na drażniące czynniki zawodowe i środowiskowe. Ostatnie badania donoszą, że mieszanina wybielacza (wybielacz, wykonany głównie na bazie podchlorynu sodu) z innymi środkami czyszczącymi jest najczęstszą przyczyną (21% przypadków) jednorazowego narażenia przez inhalację zgłaszaną w ośrodkach toksykologicznych Stanów Zjednoczonych.

Główne działania toksyczne wynikają raczej z lokalnego uszkodzenia tkanek niż z wchłaniania ogólnoustrojowego. Uważa się, że uszkodzenie komórek wynika z utleniania grup funkcyjnych w składnikach komórkowych; do reakcji z wodą tkanek z wytworzeniem kwasu podchlorawego i kwasu chlorowodorowego; i generowanie wolnych rodników tlenowych (choć ten pomysł jest obecnie kontrowersyjny).

W łagodnym do umiarkowanego zatruciu, kaszlu, duszności, bólu w klatce piersiowej, pieczeniu w gardle i okolicy zamostkowej, nudnościach lub wymiotach, podrażnieniu oczu i nosa, zamartwicy, osłabieniu mięśni, zawrotach głowy, dyskomfortie brzusznym i ból głowy.

W ciężkim zatruciu występują: obrzęk górnych dróg oddechowych, skurcz krtani, ciężki obrzęk płuc, zapalenie płuc, utrzymująca się hipoksemia, niewydolność oddechowa, ostre uszkodzenie płuc i kwasica metaboliczna.

Chroniczna ekspozycja na gazowy chlor jest jedną z najczęstszych przyczyn astmy zawodowej. Może powodować duszność, kołatanie serca, ból w klatce piersiowej, reaktywną dysfunkcję górnych dróg oddechowych, erozję szkliwa zębów i zwiększoną częstość występowania zespołów wirusowych. Chroniczna ekspozycja na 15 ppm powoduje kaszel, krwioplucie, ból w klatce piersiowej i ból gardła.

Narażenie przez skórę może powodować rumień, ból, podrażnienie i oparzenia skóry. Ciężka ekspozycja może spowodować zapaść sercowo-naczyniową i zatrzymanie oddechu. W wysokich stężeniach może wystąpić omdlenie i niemal natychmiastowa śmierć. Chlor (jako podchloryn) jest teratogenny u zwierząt doświadczalnych.

Bezpieczeństwo i ryzyko

Zwroty wskazujące rodzaj zagrożenia w Globalnie Zharmonizowanym Systemie Klasyfikacji i Oznakowania Produktów Chemicznych (SGA).

Globalnie Zharmonizowany System Klasyfikacji i Oznakowania Chemikaliów (SGA) to międzynarodowo uzgodniony system stworzony przez ONZ, mający na celu zastąpienie różnych standardów klasyfikacji i oznakowania stosowanych w różnych krajach poprzez stosowanie spójnych kryteriów globalnych (Organizacja Narodów Zjednoczonych United, 2015).

Klasy zagrożeń (i odpowiadający im rozdział GHS), normy klasyfikacji i oznakowania oraz zalecenia dotyczące chloru gazowego są następujące (Europejska Agencja Chemikaliów, 2017, Organizacja Narodów Zjednoczonych, 2015, PubChem, 2017):

Klasy zagrożenia GHS

H270: Może powodować lub intensyfikować pożar; Utleniacz [Niebezpieczne gazy utleniające - kategoria 1]

H280: Zawiera gaz pod ciśnieniem; Może wybuchnąć po podgrzaniu [Ostrzeżenie Gazy pod ciśnieniem - Sprężony gaz, Skroplony gaz, Rozpuszczony gaz]

H315: Działa drażniąco na skórę [Ostrzeżenie Działanie żrące / drażniące na skórę - Kategoria 2]

H319: Działa drażniąco na oczy [Ostrzeżenie Poważne uszkodzenie oczu / działanie drażniące na oczy - Kategoria 2A]

H330: Śmiertelny przez wdychanie [Niebezpieczeństwo Toksyczność ostra, wdychanie - Kategoria 1, 2]

H331: Działa toksycznie przez drogi oddechowe [Niebezpieczeństwo Toksyczność ostra, wdychanie - Kategoria 3]

H335: Może powodować podrażnienie dróg oddechowych [Ostrzeżenie Działanie toksyczne na narządy docelowe, jednorazowe narażenie; Podrażnienie dróg oddechowych - kategoria 3]

H400: Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne [Ostrzeżenie Niebezpieczne dla środowiska wodnego, zagrożenie ostre - kategoria 1]

H410: Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne, powodując długotrwałe niekorzystne skutki [Ostrzeżenie Niebezpieczne dla środowiska wodnego, zagrożenie długotrwałe - kategoria 1]

(PubChem, 2017)

Kody rad ostrożnościowych

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