Chlór(z řeckého χλωρ?ς - „zelený“) - prvek hlavní podskupiny sedmé skupiny, třetí periody periodického systému chemických prvků D. I. Mendělejeva, s atomovým číslem 17. Označeno symbolem Cl(lat. Chlorum). Chemicky aktivní nekov. Patří do skupiny halogenů (původně název „halogen“ používal německý chemik Schweiger pro chlór [doslova „halogen" se překládá jako sůl), ale neujal se a následně se stal běžným pro skupinu VII. prvků, včetně chlóru).
Jednoduchá látka chlor (číslo CAS: 7782-50-5) je za normálních podmínek jedovatý plyn žlutozelené barvy, štiplavého zápachu. Molekula chloru je dvouatomová (vzorec Cl 2).
Historie objevu chlóru
Plynný bezvodý chlorovodík poprvé shromáždil v roce 1772 J. Prisley. (nad kapalnou rtutí). Chlór byl poprvé získán v roce 1774 Scheele, který popsal jeho uvolňování během interakce pyrolusitu s kyselinou chlorovodíkovou ve svém pojednání o pyrolusitu:
4HCl + Mn02 = Cl2 + MnCl2 + 2H20
Scheele zaznamenal zápach chlóru, podobný zápachu aqua regia, jeho schopnost reagovat se zlatem a rumělkou a jeho bělící vlastnosti.
Scheele však v souladu s flogistonovou teorií, která byla v té době v chemii dominantní, navrhl, že chlor je deflogistizovaná kyselina chlorovodíková, tedy oxid kyseliny chlorovodíkové. Berthollet a Lavoisier navrhli, že chlór je oxid prvku Muria pokusy o její izolaci však zůstaly neúspěšné až do práce Davyho, kterému se podařilo rozložit kuchyňskou sůl na sodík a chlór elektrolýzou.
Distribuce v přírodě
V přírodě se vyskytují dva izotopy chloru: 35 Cl a 37 Cl. V zemské kůře je chlor nejběžnějším halogenem. Chlór je velmi aktivní - přímo se slučuje s téměř všemi prvky periodické tabulky. V přírodě se proto nachází pouze ve formě sloučenin v minerálech: halit NaCl, sylvit KCl, sylvinit KCl NaCl, bischofit MgCl 2 6H2O, karnallit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H 2 O. Největší zásoby chloru jsou obsaženy v solích vod moří a oceánů (obsah v mořské vodě je 19 g/l). Chlor tvoří 0,025 % z celkového počtu atomů v zemské kůře, Clarke číslo chloru je 0,017 % a lidské tělo obsahuje 0,25 % hmotnostních iontů chloru. V lidském a zvířecím těle se chlor nachází především v mezibuněčných tekutinách (včetně krve) a hraje důležitou roli v regulaci osmotických procesů a také v procesech spojených s fungováním nervových buněk.
Fyzikální a fyzikálně-chemické vlastnosti
Za normálních podmínek je chlor žlutozelený plyn s dusivým zápachem. Některé z jeho fyzikálních vlastností jsou uvedeny v tabulce.
Některé fyzikální vlastnosti chlóru
| Vlastnictví |
Význam |
|---|---|
| Barva (plyn) | Žluto zelená |
| Teplota varu | -34 °C |
| Teplota tání | -100 °C |
| Teplota rozkladu (disociace na atomy) |
~1400 °C |
| Hustota (plyn, n.s.) | 3,214 g/l |
| Elektronová afinita atomu | 3,65 eV |
| První ionizační energie | 12,97 eV |
| Tepelná kapacita (298 K, plyn) | 34,94 (J/mol K) |
| Kritická teplota | 144 °C |
| Kritický tlak | 76 atm |
| Standardní entalpie tvorby (298 K, plyn) | 0 (kJ/mol) |
| Standardní entropie tvorby (298 K, plyn) | 222,9 (J/mol K) |
| Entalpie tání | 6,406 (kJ/mol) |
| Entalpie varu | 20,41 (kJ/mol) |
| Energie homolytického štěpení vazby X-X | 243 (kJ/mol) |
| Energie heterolytického štěpení vazby X-X | 1150 (kJ/mol) |
| Ionizační energie | 1255 (kJ/mol) |
| Energie elektronové afinity | 349 (kJ/mol) |
| Atomový poloměr | 0,073 (nm) |
| Elektronegativita podle Paulinga | 3,20 |
| Elektronegativita podle Allred-Rochowa | 2,83 |
| Stabilní oxidační stavy | -1, 0, +1, +3, (+4), +5, (+6), +7 |
Plynný chlor poměrně snadno zkapalňuje. Počínaje tlakem 0,8 MPa (8 atmosfér) bude chlor kapalný již při pokojové teplotě. Při ochlazení na −34 °C se chlor také za normálního atmosférického tlaku stává kapalným. Kapalný chlór je žlutozelená kapalina, která je velmi žíravá (kvůli vysoké koncentraci molekul). Zvýšením tlaku lze dosáhnout existence kapalného chloru až do teploty +144 °C (kritická teplota) při kritickém tlaku 7,6 MPa.
Při teplotách pod −101 °C kapalný chlor krystalizuje do ortorombické mřížky s prostorovou grupou Cmca a parametry a=6,29 Á b=4,50 Á, c=8,21 Á. Pod 100 K se ortorombická modifikace krystalického chloru stává tetragonální s prostorovou grupou P4 2/cm a mřížkové parametry a=8,56 Á a c=6,12 Á.
Rozpustnost
Stupeň disociace molekuly chloru Cl 2 → 2Cl. Při 1000 K je to 2,07 × 10 −4 % a při 2500 K je to 0,909 %.
Práh pro vnímání zápachu ve vzduchu je 0,003 (mg/l).
Z hlediska elektrické vodivosti se kapalný chlór řadí k nejsilnějším izolantům: vede proud téměř miliardkrát hůře než destilovaná voda a 10 22krát hůře než stříbro. Rychlost zvuku v chlóru je přibližně jedenapůlkrát menší než ve vzduchu.
Chemické vlastnosti
Struktura elektronového obalu
Valenční hladina atomu chloru obsahuje 1 nepárový elektron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5, takže valence 1 pro atom chloru je velmi stabilní. Kvůli přítomnosti neobsazeného d-sublevel orbitalu v atomu chloru může atom chloru vykazovat jiné valence. Schéma vzniku excitovaných stavů atomu:
Jsou také známy sloučeniny chloru, ve kterých atom chloru formálně vykazuje valenci 4 a 6, například Cl02 a Cl206. Tyto sloučeniny jsou však radikály, což znamená, že mají jeden nepárový elektron.
Interakce s kovy
Chlór reaguje přímo s téměř všemi kovy (s některými pouze za přítomnosti vlhkosti nebo při zahřátí):
Cl 2 + 2Na → 2NaCl 3Cl 2 + 2Sb → 2SbCl 3 3Cl 2 + 2Fe → 2FeCl 3
Interakce s nekovy
S nekovy (kromě uhlíku, dusíku, kyslíku a inertních plynů) tvoří odpovídající chloridy.
Na světle nebo při zahřátí aktivně (někdy až explozí) reaguje s vodíkem radikálním mechanismem. Směsi chloru s vodíkem, obsahující 5,8 až 88,3 % vodíku, explodují po ozáření za vzniku chlorovodíku. Směs chlóru a vodíku v malých koncentracích hoří bezbarvým nebo žlutozeleným plamenem. Maximální teplota vodíko-chlórového plamene 2200 °C:
Cl 2 + H 2 → 2HCl 5Cl 2 + 2P → 2PCl 5 2S + Cl 2 → S 2 Cl 2
S kyslíkem tvoří chlor oxidy, ve kterých vykazuje oxidační stav od +1 do +7: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 6, Cl 2 O 7. Mají pronikavý zápach, jsou tepelně a fotochemicky nestabilní a jsou náchylné k explozivnímu rozkladu.
Při reakci s fluorem nevzniká chlorid, ale fluor:
Cl2 + 3F2 (např.) → 2ClF3
Další vlastnosti
Chlor vytěsňuje brom a jod z jejich sloučenin vodíkem a kovy:
Cl 2 + 2HBr → Br 2 + 2HCl Cl 2 + 2NaI → I 2 + 2NaCl
Při reakci s oxidem uhelnatým vzniká fosgen:
Cl2 + CO → COCl2
Po rozpuštění ve vodě nebo v alkáliích chlor dismutuje a tvoří kyselinu chlornou (a při zahřátí kyselinu chloristou) a kyselinu chlorovodíkovou nebo jejich soli:
Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO 3Cl 2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O
Chlorací suchého hydroxidu vápenatého vzniká bělidlo:
Cl2 + Ca(OH)2 -> CaCl(OCl) + H20
Vliv chloru na amoniak, chlorid dusitý lze získat:
4NH3 + 3Cl2 -> NCI3 + 3NH4Cl
Oxidační vlastnosti chlóru
Chlór je velmi silné oxidační činidlo.
Cl2 + H2S -> 2HCl + S
Reakce s organickými látkami
S nasycenými sloučeninami:
CH3-CH3 + Cl2 -> C2H5Cl + HCl
Připojuje se k nenasyceným sloučeninám prostřednictvím vícenásobných vazeb:
CH2=CH2 + Cl2 -> Cl-CH2-CH2-Cl
Aromatické sloučeniny nahrazují atom vodíku chlorem v přítomnosti katalyzátorů (například AlCl 3 nebo FeCl 3):
C6H6 + Cl2 -> C6H5Cl + HCl
Způsoby získávání
Průmyslové metody
Zpočátku byla průmyslová metoda výroby chloru založena na Scheeleově metodě, to znamená reakci pyrolusitu s kyselinou chlorovodíkovou:
Mn02 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H20
V roce 1867 Deacon vyvinul metodu výroby chlóru katalytickou oxidací chlorovodíku vzdušným kyslíkem. Proces Deacon se v současnosti používá k získávání chlóru z chlorovodíku, vedlejšího produktu průmyslové chlorace organických sloučenin.
4HCl + 02 -> 2H20 + 2Cl2
Dnes se chlor vyrábí v průmyslovém měřítku spolu s hydroxidem sodným a vodíkem elektrolýzou roztoku kuchyňské soli:
2NaCl + 2H 2 O → H 2 + Cl 2 + 2NaOH Anoda: 2Cl − — 2е − → Cl 2 0 Katoda: 2H 2 O + 2e − → H 2 + 2OH −
Protože elektrolýza vody probíhá paralelně s elektrolýzou chloridu sodného, lze celkovou rovnici vyjádřit takto:
1,80 NaCl + 0,50 H20 -> 1,00 Cl2 + 1,10 NaOH + 0,03 H2
Používají se tři varianty elektrochemického způsobu výroby chloru. Dvě z nich jsou elektrolýza s pevnou katodou: diafragmová a membránová metoda, třetí je elektrolýza s kapalnou rtuťovou katodou (metoda výroby rtuti). Z elektrochemických výrobních metod je nejjednodušší a nejpohodlnější metoda elektrolýza se rtuťovou katodou, ale tato metoda způsobuje značné škody na životním prostředí v důsledku odpařování a úniku kovové rtuti.
Diafragmová metoda s pevnou katodou
Dutina elektrolyzéru je rozdělena porézní azbestovou přepážkou - diafragmou - na katodový a anodový prostor, kde je umístěna katoda a anoda elektrolyzéru. Proto se takový elektrolyzér často nazývá membrána a výrobní metodou je membránová elektrolýza. Do anodového prostoru membránového elektrolyzéru nepřetržitě vstupuje proud nasyceného anolytu (roztok NaCl). V důsledku elektrochemického procesu se na anodě uvolňuje chlór v důsledku rozkladu halitu a vodík se uvolňuje na katodě v důsledku rozkladu vody. V tomto případě je blízkokatodová zóna obohacena hydroxidem sodným.
Membránová metoda s pevnou katodou
Membránová metoda je v podstatě podobná diafragmové metodě, ale anodový a katodový prostor jsou odděleny katexovou polymerní membránou. Metoda výroby membrány je účinnější než metoda membránová, ale její použití je obtížnější.
Rtuťová metoda s kapalnou katodou
Proces se provádí v elektrolytické lázni, která se skládá z elektrolyzéru, rozkladače a rtuťového čerpadla, vzájemně propojených komunikací. V elektrolytické lázni rtuť cirkuluje působením rtuťového čerpadla a prochází elektrolyzérem a rozkladačem. Katodou elektrolyzéru je proud rtuti. Anody - grafitové nebo s nízkým opotřebením. Spolu se rtutí elektrolyzérem nepřetržitě protéká proud anolytu, roztoku chloridu sodného. V důsledku elektrochemického rozkladu chloridu vznikají na anodě molekuly chloru a na katodě se uvolněný sodík rozpouští ve rtuti za vzniku amalgámu.
Laboratorní metody
V laboratořích se chlor obvykle vyrábí pomocí procesů založených na oxidaci chlorovodíku silnými oxidačními činidly (například oxid manganičitý, manganistan draselný, dichroman draselný):
2KMnO 4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + 14 HCl → 3Cl 2 + 2 KCl + 2CrCl 3 + 7H 2O
Skladování chlóru
Vzniklý chlór se skladuje ve speciálních „nádržích“ nebo se čerpá do vysokotlakých ocelových lahví. Lahve s kapalným chlorem pod tlakem mají speciální barvu - barvu bažin. Je třeba poznamenat, že při delším používání chlorových lahví se v nich hromadí extrémně výbušný chlorid dusitý, a proto musí chlorové lahve čas od času projít rutinním mytím a čištěním od chloridu dusitého.
Normy kvality chloru
Podle GOST 6718-93 „Kapalný chlór. Technické specifikace“ vyrábí se následující třídy chlóru
aplikace
Chlór se používá v mnoha průmyslových odvětvích, vědě a domácích potřebách:
- Při výrobě polyvinylchloridu, plastových směsí, syntetického kaučuku, ze kterého vyrábí: drátěné izolace, okenní profily, obalové materiály, oděvy a obuv, linolea a gramofonové desky, laky, vybavení a pěnové plasty, hračky, přístrojové díly, stavební materiály . Polyvinylchlorid se vyrábí polymerací vinylchloridu, který se dnes nejčastěji vyrábí z ethylenu chlorovou vyváženou metodou přes meziprodukt 1,2-dichlorethan.
- Bělicí vlastnosti chloru jsou známy již dlouhou dobu, i když „bělí“ nikoli samotný chlór, ale atomární kyslík, který vzniká při rozkladu kyseliny chlorné: Cl 2 + H 2 O → HCl + HClO → 2HCl + O.. Tento způsob bělení látek, papíru, kartonu se používá již několik století.
- Výroba organochlorových insekticidů – látek, které hubí hmyz škodlivý pro plodiny, ale jsou bezpečné pro rostliny. Značná část vyrobeného chlóru se spotřebuje na výrobu přípravků na ochranu rostlin. Jedním z nejdůležitějších insekticidů je hexachlorcyklohexan (často nazývaný hexachloran). Tato látka byla poprvé syntetizována již v roce 1825 Faradayem, ale praktické uplatnění našla až o více než 100 let později - ve 30. letech dvacátého století.
- Používal se jako bojová chemická látka, stejně jako k výrobě dalších chemických bojových látek: yperit, fosgen.
- K dezinfekci vody - „chlorování“. Nejběžnější způsob dezinfekce pitné vody; je založena na schopnosti volného chloru a jeho sloučenin inhibovat enzymatické systémy mikroorganismů, které katalyzují redoxní procesy. K dezinfekci pitné vody se používají: chlór, oxid chloričitý, chloramin a bělidlo. SanPiN 2.1.4.1074-01 stanovuje následující limity (koridor) přípustného obsahu volného zbytkového chloru v pitné vodě centralizovaného zásobování vodou 0,3 - 0,5 mg/l. Řada vědců a dokonce i politiků v Rusku kritizuje samotný koncept chlorace vodovodní vody, ale nemůže nabídnout alternativu k desinfekčnímu účinku sloučenin chlóru. Materiály, ze kterých jsou vyrobeny vodovodní potrubí, interagují s chlorovanou vodovodní vodou odlišně. Volný chlór ve vodovodní vodě výrazně snižuje životnost potrubí na bázi polyolefinů: různé typy polyetylenových trubek, včetně zesíťovaného polyetylenu, známého také jako PEX (PE-X). V USA byly pro kontrolu vstupu potrubí vyrobených z polymerních materiálů pro použití ve vodovodních systémech s chlorovanou vodou nuceny přijmout 3 normy: ASTM F2023 ve vztahu k trubkám ze zesíťovaného polyetylenu (PEX) a horké chlorované vodě, ASTM F2263 ve vztahu ke všem polyetylenovým trubkám a chlorované vodě a ASTM F2330 aplikované na vícevrstvé (kov-polymerové) trubky a horkou chlorovanou vodu. Pokud jde o trvanlivost při interakci s chlorovanou vodou, měděné vodovodní potrubí vykazují pozitivní výsledky.
- Registrován v potravinářském průmyslu jako potravinářská přídatná látka E925.
- Při chemické výrobě kyseliny chlorovodíkové, bělidla, bertholitové soli, chloridů kovů, jedů, léků, hnojiv.
- V metalurgii na výrobu čistých kovů: titan, cín, tantal, niob.
- Jako indikátor slunečních neutrin v chlor-argonových detektorech.
Mnoho rozvinutých zemí se snaží omezit používání chlóru v každodenním životě, mimo jiné proto, že spalování odpadu obsahujícího chlór produkuje značné množství dioxinů.
Biologická role
Chlór je jedním z nejdůležitějších biogenních prvků a je součástí všech živých organismů.
U zvířat a lidí se chloridové ionty podílejí na udržování osmotické rovnováhy chloridový iont má optimální poloměr pro průnik přes buněčnou membránu. To je přesně to, co vysvětluje jeho společnou účast s ionty sodíku a draslíku při vytváření konstantního osmotického tlaku a regulaci metabolismu voda-sůl. Pod vlivem GABA (neurotransmiter) mají ionty chloru inhibiční účinek na neurony tím, že snižují akční potenciál. V žaludku vytvářejí ionty chlóru příznivé prostředí pro působení proteolytických enzymů žaludeční šťávy. Chloridové kanály jsou přítomny v mnoha typech buněk, mitochondriálních membránách a kosterním svalstvu. Tyto kanály plní důležité funkce při regulaci objemu tekutiny, transepiteliálním transportu iontů a stabilizaci membránových potenciálů a podílejí se na udržování pH buněk. Chlór se hromadí ve viscerální tkáni, kůži a kosterních svalech. Chlor se vstřebává především v tlustém střevě. Absorpce a vylučování chloru úzce souvisí s ionty a hydrogenuhličitany sodnými, v menší míře pak s mineralokortikoidy a aktivitou Na + /K + -ATPázy. 10-15 % veškerého chlóru se hromadí v buňkách, z toho 1/3 až 1/2 je v červených krvinkách. Asi 85 % chlóru se nachází v extracelulárním prostoru. Chlor se z těla vylučuje především močí (90-95 %), stolicí (4-8 %) a kůží (až 2 %). Vylučování chloru je spojeno s ionty sodíku a draslíku a recipročně s HCO 3 − (acidobazická rovnováha).
Člověk zkonzumuje 5-10 g NaCl denně. Minimální lidská potřeba chloru je asi 800 mg denně. Dítě dostává potřebné množství chlóru mateřským mlékem, které obsahuje 11 mmol/l chlóru. NaCl je nezbytný pro tvorbu kyseliny chlorovodíkové v žaludku, která podporuje trávení a ničí patogenní bakterie. V současné době není podíl chloru na výskytu některých onemocnění u lidí dobře prozkoumán, především kvůli malému počtu studií. Stačí říci, že ani doporučení ohledně denního příjmu chlóru nebyla vypracována. Lidská svalová tkáň obsahuje 0,20-0,52% chlóru, kostní tkáň - 0,09%; v krvi - 2,89 g/l. Tělo průměrného člověka (tělesná hmotnost 70 kg) obsahuje 95 g chlóru. Každý den člověk přijme z potravy 3-6 g chlóru, což více než pokryje potřebu tohoto prvku.
Ionty chlóru jsou pro rostliny životně důležité. Chlór se podílí na energetickém metabolismu v rostlinách, aktivuje oxidativní fosforylaci. Je nezbytný pro tvorbu kyslíku při fotosyntéze izolovanými chloroplasty a stimuluje pomocné procesy fotosyntézy, především spojené s akumulací energie. Chlor má pozitivní vliv na vstřebávání kyslíku, draslíku, vápníku a sloučenin hořčíku kořeny. Nadměrná koncentrace iontů chlóru v rostlinách může mít i negativní stránku, např. snížit obsah chlorofylu, snížit aktivitu fotosyntézy a zpomalit růst a vývoj rostlin.
Existují ale rostliny, které se v procesu evoluce buď přizpůsobily zasolení půdy, nebo v boji o prostor obsadily prázdné slaniska, kde není konkurence. Rostliny rostoucí na zasolených půdách se nazývají halofyty; během vegetačního období akumulují chloridy a poté se zbavují přebytku opadem listů nebo uvolňují chloridy na povrch listů a větví a získávají dvojitou výhodu zastíněním povrchů před slunečním zářením.
Z mikroorganismů jsou známy i halofily - halobakterie, které žijí ve vysoce slaných vodách nebo půdách.
Vlastnosti provozu a opatření
Chlór je toxický, dusivý plyn, který, pokud se dostane do plic, způsobí poleptání plicní tkáně a dušení. Na dýchací cesty působí dráždivě v koncentraci ve vzduchu asi 0,006 mg/l (tj. dvojnásobek prahu pro vnímání pachu chlóru). Chlór byl jedním z prvních chemických činidel používaných Německem v první světové válce. Při práci s chlórem byste měli používat ochranný oděv, plynovou masku a rukavice. Krátkodobě můžete dýchací orgány chránit před vniknutím chlóru látkovým obvazem navlhčeným v roztoku siřičitanu sodného Na 2 SO 3 nebo thiosíranu sodného Na 2 S 2 O 3.
Maximální přípustné koncentrace chloru v atmosférickém vzduchu jsou následující: průměrná denní - 0,03 mg/m³; maximální jednotlivá dávka - 0,1 mg/m³; v pracovních prostorách průmyslového podniku - 1 mg/m³.
Diskuse na téma, proč je bělidlo škodlivé, by měla začít objasněním toho, co to ve skutečnosti je. Chlór je chemický prvek, který je v přírodě velmi hojný. Chlor lidé objevili již dávno a v běžném životě jej nejčastěji používají k dezinfekčním účelům. Bohužel potenciál toxicity chlóru není omezen na kontrolu plísní a ve skutečnosti mohou být škodlivé vlastnosti chlóru spojeny s vážnými riziky pro lidské zdraví.
Co je chlór: obecná fakta
Chlór je chemická látka používaná v průmyslu a domácích čisticích prostředcích. Při pokojové teplotě je chlor žlutozelený plyn se štiplavým, dráždivým zápachem podobným bělidlu. Chlor se obvykle skladuje pod tlakem a v chlazení a je přepravován ve formě jantarové kapaliny. Chlór sám o sobě není vysoce hořlavý, ale v kombinaci s jinými látkami tvoří výbušné sloučeniny.
Použití chlóru
Chlor má mnoho využití. Používá se k dezinfekci vody a je součástí sanitačního procesu pro odpadní vody a průmyslový odpad. Při výrobě papíru a textilií se jako bělidlo používá chlór. Používá se také v čisticích prostředcích, včetně domácího bělidla, což je chlór rozpuštěný ve vodě. Chlór se používá k přípravě chloridů, chlorovaných rozpouštědel, pesticidů, polymerů, syntetických kaučuků a chladiv.
Proč je chlór pro lidi nebezpečný?
Vzhledem k jeho širokému použití v průmyslovém a komerčním prostředí může k vystavení chlóru dojít v důsledku náhodného rozlití nebo úniku nebo úmyslného jednání. Nejškodlivější účinky chlóru pocházejí z vdechování plynného chlóru. Problémy mohou nastat také při kontaktu kůže nebo očí s plynným chlórem nebo při polykání jídla nebo vody obsahující chlór.
Plynný chlor je těžší než vzduch a zpočátku zůstává v nízko položených oblastech, pokud vítr nebo jiné podmínky nevedou k pohybu vzduchu.
Proč je bělidlo škodlivé: co se stane s chlórem v těle
Když se chlór dostane do těla dýcháním, požitím nebo kontaktem s pokožkou, reaguje s vodou za vzniku kyselin. Kyseliny při kontaktu způsobují korozi a poškození buněk v těle.
Škody způsobené chlórem: okamžité zdravotní účinky expozice chlóru
Většina škodlivých účinků chlóru vzniká vdechováním. Účinky na zdraví obvykle začínají během několika sekund až minut. Po vystavení chlóru jsou nejčastější příznaky:
- Podráždění dýchacích cest
- Sípání
- Namáhavé dýchání
- Bolest krku
- Kašel
- Těsnost v hrudníku
- Podráždění očí
- Podráždění kůže
Závažnost účinků na zdraví závisí na cestě expozice, dávce a délce expozice chloru. Vdechování velkého množství chlóru způsobuje hromadění tekutiny v plicích, což je stav známý jako plicní edém. Rozvoj plicního edému může být opožděn o několik hodin po expozici chlóru. Kontakt se stlačeným kapalným chlórem může způsobit omrzliny kůže a očí.
Co dělat, když jste vystaveni působení chlóru
Pokud jste se již setkali s emisemi chlóru, postupujte takto:
Jak se léčí otrava chlórem?
Abyste omezili zdravotní účinky vystavení chlóru, vypláchněte si oči a pokožku co nejrychleji velkým množstvím vody.
Moderní medicína nemá protijed na otravu chlórem, ale účinky chlóru jsou léčitelné a většina lidí se z otravy chlorem uzdraví. Lidé, kteří pociťují vážné zdravotní účinky (např. vážné podráždění očí a dýchacích cest, velmi silný kašel, potíže s dýcháním, plicní edém), mohou potřebovat nemocniční ošetření.
Laboratorní testy, které pomohou rozhodnout o léčbě, pokud je někdo vystaven působení chlóru
Laboratorní testování expozice chlóru nepomůže při rozhodování o léčbě. Osoba, která je vystavena škodlivému množství chlóru, bude okamžitě zpozorována kvůli nepříjemnému zápachu a problémům s podrážděním kůže, očí, nosu a/nebo krku. Proto bude diagnostika a léčba otravy chlorem primárně založena na pacientově anamnéze a zdravotních účincích expozice bělidlu.
Poškození bělidla jako dezinfekčního prostředku
Chlór se nachází v mnoha domácích čisticích prostředcích a používá se jako fumigant, a protože inhibuje růst bakterií, jako jsou E. coli a Giardia, často se přidává do vodních systémů jako dezinfekční prostředek. Zatímco dezinfekce pitné vody je nezbytným opatřením ke snížení onemocnění, obavy o bezpečnost chlóru byly spojeny s některými vážnými nepříznivými zdravotními účinky, včetně demence u starších pacientů.
Proč se můžete otrávit chlórem v bazénu?
Voda v bazénu musí být čištěna pomocí určitých prostředků, aby se zabránilo kontaminaci a růstu bakterií. Chlor není nejbezpečnější metoda, ale je pravděpodobně nejběžnější. Pamatujte, že chlór je jed. Nařeďte ji dostatečně, aby byla dostatečně silná, ale ne tak silná, aby zabila člověka.
Některé výzkumy potvrzují, že dlouhodobé plavání v chlorovaných bazénech může u plavců způsobit příznaky astmatu. To může ovlivnit sportovce, kteří byli dříve zdraví, zejména dospívající. Navíc existuje hypotéza, že podráždění očí a kůže u plavců je také spojeno s chlórem.
Mimochodem, vědci z New York University College of Dentistry zjistili, že chlorovaná voda má škodlivý vliv na zubní sklovinu.
Proč je chlór doma nebezpečný?
V rezidenčních prostředích dochází každý rok k milionům nehod a zranění a mnoho z nich je způsobeno vystavením toxickým chemikáliím, zejména těm, které se nacházejí v bělidlech. Jeho složení může uvolňovat plynný chlór, který při vdechování dráždí dýchací systém. Pokud jste někdy používali bělidlo k čištění vany v omezeném prostoru, pravděpodobně jste se setkali s popáleninami chlórem. Pamatujte, že chlór je dostatečně toxický, aby mohl být považován za skutečnou chemickou zbraň, a je klasifikován jako prostředek k zástavě dýchání. Vdechování chlóru může způsobit potíže s dýcháním, bolest na hrudi, kašel, podráždění očí, zrychlený tep, zrychlené dýchání a dokonce i smrt. Šňupání bělidla nebo čisticího prostředku po dlouhou dobu bude velmi traumatizující zážitek. Mimochodem, otrava chlórem má opakující se příznaky.
Jak se chránit před expozicí chlóru
- Pokuste se snížit riziko vystavení bělidlu ve vaší domácnosti. Pokud máte bazén, vyhněte se přípravkům, které obsahují chlór. Existují alternativní metody, které lze použít k dezinfekci vody, včetně použití iontů stříbra, generátorů mědi a slané vody.
- Chcete-li se chránit v chlorovaných bazénech, noste masku na ochranu očí a po plavání opusťte bazén a dýchejte čerstvý vzduch, abyste vypláchli plyn z vašeho systému. Sprchování rychle a důkladně odstraní chlór z pokožky.
- Opalovací krém vás neochrání před vystavením chlóru. Volte veřejné bazény, které se nečistí chlórem, ale modernějšími a bezpečnějšími metodami dezinfekce. Mnoho lidí používá generátor iontů stříbra a mědi.
- Vyhněte se čisticím prostředkům pro domácnost, které obsahují chlór. Existují přírodní a organické alternativy. Můžete si dokonce vyrobit vlastní.
- Jedním z nejdůležitějších kroků, které můžete udělat, abyste se ujistili, že vždy pijete vyčištěnou vodu, je zvážit instalaci systému čištění vody pro váš domov. To pomůže snížit toxiny ještě předtím, než se voda dostane do kohoutku.
Upozornění: Informace uvedené v tomto článku o nebezpečích bělení jsou určeny pouze pro informování čtenáře. Není zamýšlen jako náhrada za radu od zdravotnického pracovníka.
DEFINICE
Chlór– chemický prvek skupiny VII období 3 Periodické tabulky chemických prvků D.I. Mendělejev. Nekovový.
Odkazuje na prvky p-rodiny. Halogen. Sériové číslo je 17. Struktura externí elektronické úrovně je 3s 2 3 p 5. Relativní atomová hmotnost – 35,5 amu. Molekula chloru je dvouatomová – Cl 2 .
Chemické vlastnosti chloru
Chlór reaguje s jednoduchými kovy:
Cl2 + 2Sb = 2SbCl3 (t);
Cl2 + 2Fe = 2FeCl3;
Cl2 + 2Na = 2NaCl.
Chlór interaguje s jednoduchými látkami, nekovy. Při interakci s fosforem a sírou se tedy tvoří odpovídající chloridy, s fluorem - fluoridy, s vodíkem - chlorovodíkem, s kyslíkem - oxidy atd.:
5C12 + 2P = 2HC15;
Cl2 + 2S = SCI2;
Cl2 + H2 = 2HCl;
Cl2 + F2 = 2ClF.
Chlór je schopen vytěsnit brom a jód z jejich sloučenin vodíkem a kovy:
Cl2 + 2HBr = Br2 + 2HCl;
Cl2 + 2NaI = I2 + 2NaCl.
Chlór je schopen se rozpouštět ve vodě a alkáliích a dochází k disproporcionačním reakcím chloru a složení reakčních produktů závisí na podmínkách reakce:
Cl2 + H20 ↔ HCl + HClO;
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H20;
3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl + NaCl03 + 3H20.
Chlór reaguje s oxidem nevytvářejícím soli - CO za vzniku látky s triviálním názvem - fosgen, s amoniakem za vzniku chloridu amonného:
Cl2 + CO = COCl2;
3Cl2 + 4NH3 = NCI3 + 3NH4Cl.
Při reakcích vykazuje chlor vlastnosti oxidačního činidla:
Cl2 + H2S = 2HCl + S.
Chlór reaguje s organickými látkami třídy alkanů, alkenů a arenů:
CH 3-CH 3 + Cl 2 = CH 3-CH 2-Cl + HCl (podmínka - UV záření);
CH2 = CH2 + Cl2 = CH2(Cl)-CH2-Cl;
C6H6 + Cl2 = C6H5-Cl + HCl (kat = FeCl3, AICI3);
C 6 H 6 + 6Cl 2 = C 6 H 6 Cl 6 + 6HCl (podmínka – UV záření).
Fyzikální vlastnosti chlóru
Chlór je žlutozelený plyn. Tepelně stabilní. Když je chlazená voda nasycena chlórem, tvoří se pevný klarát. Dobře se rozpouští ve vodě a je vysoce náchylný k dismutaci („chlórová voda“). Rozpouští se v tetrachlormethanu, kapalném SiCl 4 a TiCl 4. Špatně rozpustný v nasyceném roztoku chloridu sodného. Nereaguje s kyslíkem. Silné oxidační činidlo. Bod varu -34,1C, bod tání -101,03C.
Získání chlóru
Dříve se chlor získával Scheeleho metodou (reakce oxidu manganatého (VI) s kyselinou chlorovodíkovou) nebo Deaconovou metodou (reakce chlorovodíku s kyslíkem):
Mn02 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H20;
4HCl + 02 = 2H20 + 2Cl2.
V dnešní době se k výrobě chloru používají následující reakce:
NaOCl + 2HCl = NaCl + Cl2 + H20;
2KMn04 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2+5Cl2+8H20;
2NaCl + 2H 2 O = 2NaOH + Cl 2 + H 2 (podmínka – elektrolýza).
Použití chlóru
Chlór našel široké uplatnění v různých oblastech průmyslu, protože se používá při výrobě polymerních materiálů (polyvinylchlorid), bělidel, organochlorových insekticidů (hexachloran), chemických bojových látek (fosgen), k dezinfekci vody, v potravinářském průmyslu, v hutnictví atd.
Příklady řešení problémů
PŘÍKLAD 1
PŘÍKLAD 2
| Cvičení | Jaký objem, hmotnost a množství látky chloru se uvolní (n.s.), když 17,4 g oxidu manganatého (IV) reaguje s kyselinou chlorovodíkovou přijatou v nadbytku? |
| Řešení | Napište reakční rovnici pro interakci oxidu manganatého s kyselinou chlorovodíkovou: 4HCl + Mn02 = MnCl2 + Cl2 + 2H20. Molární hmotnosti oxidu manganatého a chloru vypočtené pomocí tabulky chemických prvků D.I. Mendělejev – 87 a 71 g/mol. Vypočítejme množství oxidu manganu (IV): n(Mn02) = m(Mn02)/M(Mn02); n(Mn02) = 17,4/87 = 0,2 mol. Podle reakční rovnice n(MnO 2): n(Cl 2) = 1:1, tedy n(Cl 2) = n(MnO 2) = 0,2 mol. Potom se hmotnost a objem chloru budou rovnat: m(C12) = 0,2 x 71 = 14,2 g; V(Cl2) = n(Cl2) x Vm = 0,2 x 22,4 = 4,48 l. |
| Odpovědět | Množství látky chloru je 0,2 mol, hmotnost 14,2 g, objem 4,48 l. |
Na západě Flander leží malé městečko. Přesto je jeho jméno známé po celém světě a dlouho zůstane v paměti lidstva jako symbol jednoho z největších zločinů proti lidskosti. Toto město je Ypres. Crecy (v bitvě u Crecy v roce 1346 použila anglická vojska poprvé v Evropě střelné zbraně.) - Ypry - Hirošima - milníky na cestě přeměny války v gigantický stroj ničení.
Začátkem roku 1915 se na západní frontové linii zformoval tzv. Ypres výběžek. Spojenecké anglo-francouzské síly severovýchodně od Ypres pronikly na území držené německou armádou. Německé velení se rozhodlo zahájit protiútok a srovnat frontovou linii. Ráno 22. dubna, kdy plynule foukal vítr od severovýchodu, zahájili Němci neobvyklé přípravy na ofenzívu – provedli první plynový útok v dějinách války. V předním sektoru Ypres bylo současně otevřeno 6 000 chlórových lahví. Během pěti minut se vytvořil obrovský, 180 tun vážící, jedovatý žlutozelený mrak, který se pomalu pohyboval směrem k nepřátelským zákopům.
Tohle nikdo nečekal. Francouzské a britské jednotky se připravovaly k útoku, k dělostřeleckému ostřelování se vojáci bezpečně zakopali, ale před ničivým chlorovým mrakem byli zcela neozbrojení. Smrtící plyn pronikl do všech trhlin a do všech krytů. Výsledky prvního chemického útoku (a prvního porušení Haagské úmluvy o nepoužití toxických látek z roku 1907!) byly ohromující – chlór zasáhl asi 15 tisíc lidí, přičemž asi 5 tisíc zemřelo. A to vše - s cílem srovnat 6 km dlouhou frontovou linii! O dva měsíce později zahájili Němci chlórový útok na východní frontu. A o dva roky později Ypres zvýšil svou proslulost. Během těžké bitvy 12. července 1917 byla v oblasti tohoto města poprvé použita toxická látka, později zvaná yperit. Hořčičný plyn je derivát chloru, dichlordiethylsulfid.
Připomínáme tyto historické epizody spojené s jedním malým městem a jedním chemickým prvkem, abychom ukázali, jak nebezpečný může být prvek č. 17 v rukou militantních šílenců. Toto je nejtemnější kapitola v historii chlóru.
Bylo by ale zcela nesprávné vidět chlor pouze jako toxickou látku a surovinu pro výrobu dalších toxických látek...
Historie chlóru
Historie elementárního chlóru je poměrně krátká, sahá až do roku 1774. Historie sloučenin chlóru je stará jako svět. Stačí si pamatovat, že chlorid sodný je kuchyňská sůl. A zjevně již v prehistorických dobách byla zaznamenána schopnost soli konzervovat maso a ryby.
Nejstarší archeologické nálezy – důkazy o používání soli lidmi – se datují přibližně do 3...4 tisíciletí před naším letopočtem. A nejstarší popis těžby kamenné soli se nachází ve spisech řeckého historika Hérodota (5. století před Kristem). Herodotos popisuje těžbu kamenné soli v Libyi. V oáze Sinach v centru Libyjské pouště se nacházel slavný chrám boha Ammon-Ra. Proto se Libyi říkalo „Amoniak“ a první název pro kamennou sůl byl „sal ammoniacum“. Později, počínaje kolem 13. stol. AD, toto jméno bylo přiřazeno chloridu amonnému.
Přirozená historie Pliny staršího popisuje metodu oddělování zlata od obecných kovů kalcinací solí a jílem. A jeden z prvních popisů čištění chloridu sodného se nachází v dílech velkého arabského lékaře a alchymisty Jabir ibn Hayyan (v evropském pravopisu - Geber).
S elementárním chlorem se velmi pravděpodobně setkali i alchymisté, neboť v zemích Východu již v 9. století a v Evropě ve 13. století. Byla známá „Aqua regia“ - směs kyseliny chlorovodíkové a dusičné. V knize Holanďana Van Helmonta, Hortus Medicinae, vydané v roce 1668, se říká, že když se chlorid amonný a kyselina dusičná společně zahřejí, získá se určitý plyn. Soudě podle popisu je tento plyn velmi podobný chlóru.
Chlór poprvé podrobně popsal švédský chemik Scheele ve svém pojednání o pyrolusitu. Při zahřívání minerálního pyrolusitu s kyselinou chlorovodíkovou si Scheele všiml zápachu charakteristické pro aqua regia, shromáždil a prozkoumal žlutozelený plyn, který dal vzniknout tomuto zápachu, a studoval jeho interakci s určitými látkami. Scheele jako první objevil vliv chlóru na zlato a rumělku (v druhém případě vzniká sublimát) a bělící vlastnosti chlóru.
Scheele nepovažoval nově objevený plyn za jednoduchou látku a nazval jej „deflogistizovaná kyselina chlorovodíková“. V moderním jazyce Scheele a po něm další vědci té doby věřili, že novým plynem je oxid kyseliny chlorovodíkové.
O něco později Bertholet a Lavoisier navrhli považovat tento plyn za oxid určitého nového prvku „murium“. Po tři a půl desetiletí se chemici neúspěšně pokoušeli neznámou murii izolovat.
Zpočátku byl Davy také zastáncem „oxidu muria“, který v roce 1807 rozložil stolní sůl elektrickým proudem na alkalický kov sodík a žlutozelený plyn. O tři roky později, po mnoha neúspěšných pokusech získat murii, však Davy došel k závěru, že Scheelem objevený plyn byl jednoduchou látkou, prvkem, a nazval jej plynný chlor neboli chlor (z řeckého χλωροζ - žlutozelený) . A o tři roky později dal Gay-Lussac novému prvku kratší název – chlór. Je pravda, že v roce 1811 německý chemik Schweiger navrhl pro chlór jiný název - „halogen“ (doslova přeloženo jako sůl), ale tento název se nejprve neujal a později se stal běžným pro celou skupinu prvků, mezi které patří chlór. .
„Osobní karta“ chlóru
Na otázku, co je chlór, můžete dát nejméně tucet odpovědí. Za prvé je to halogen; za druhé, jedno z nejsilnějších oxidačních činidel; za třetí, extrémně jedovatý plyn; za čtvrté, nejdůležitější produkt hlavního chemického průmyslu; za páté, suroviny pro výrobu plastů a pesticidů, pryže a umělých vláken, barviv a léků; za šesté, látka, se kterou se získává titan a křemík, glycerin a fluoroplast; za sedmé, prostředek pro čištění pitné vody a bělení tkanin...
V tomto výčtu by se dalo pokračovat.
Za normálních podmínek je elementární chlor dosti těžký žlutozelený plyn se silným, charakteristickým zápachem. Atomová hmotnost chloru je 35,453 a molekulová hmotnost je 70,906, protože molekula chloru je dvouatomová. Jeden litr plynného chloru za normálních podmínek (teplota 0 °C a tlak 760 mm Hg) váží 3,214 g Po ochlazení na teplotu –34,05 °C chlor kondenzuje do žluté kapaliny (hustota 1,56 g / cm 3). Vytvrzuje při teplotě – 101,6°C. Při zvýšeném tlaku může být chlor zkapalněn a při vyšších teplotách až do +144°C. Chlór je vysoce rozpustný v dichlorethanu a některých dalších chlorovaných organických rozpouštědlech.
Prvek číslo 17 je velmi aktivní - přímo se kombinuje s téměř všemi prvky periodické tabulky. Proto se v přírodě vyskytuje pouze ve formě sloučenin. Nejčastějšími minerály obsahujícími chlór jsou halit NaCl, sylvinit KCl NaCl, bischofit MgCl 2 6H 2 O, karnallit KCl MgCl 2 6H 2 O, kainit KCl MgSO 4 3H 2 O. Jde především o jejich „chybu“ (neboli „zásluhu“ ), že obsah chloru v zemské kůře je 0,20 % hm. Pro metalurgii neželezných kovů jsou velmi důležité některé poměrně vzácné minerály obsahující chlor, například rohovinové stříbro AgCl.
Z hlediska elektrické vodivosti se kapalný chlór řadí k nejsilnějším izolantům: vede proud téměř miliardkrát hůře než destilovaná voda a 10 22krát hůře než stříbro.
Rychlost zvuku v chlóru je přibližně jedenapůlkrát menší než ve vzduchu.
A nakonec o izotopech chloru.
Nyní je známo devět izotopů tohoto prvku, ale v přírodě se vyskytují pouze dva - chlor-35 a chlor-37. První je asi třikrát větší než druhý.
Zbývajících sedm izotopů se získává uměle. Nejkratší z nich, 32 Cl, má poločas rozpadu 0,306 sekundy a nejdelší, 36 Cl, má poločas rozpadu 310 tisíc let.
Jak získat chlór
První věc, které si všimnete, když vstoupíte do chlorovny, je četné elektrické vedení. Na výrobu chloru se spotřebuje hodně elektřiny – ta je potřeba k rozkladu přírodních sloučenin chloru.
Přirozeně hlavní surovinou chloru je kamenná sůl. Pokud se chlórová továrna nachází v blízkosti řeky, pak se sůl nedodává po železnici, ale na člunu - je to ekonomičtější. Sůl je levný produkt, ale spotřebuje se jí hodně: k získání tuny chlóru potřebujete asi 1,7...1,8 tuny soli.
Sůl přichází do skladů. Skladují se zde zásoby surovin na tři až šest měsíců - výroba chlóru je zpravidla velkosériová.
Sůl se rozdrtí a rozpustí v teplé vodě. Tato solanka je potrubím čerpána do čistírny, kde se v obrovských nádržích o výšce třípatrové budovy solná voda čistí od nečistot vápenatých a hořečnatých solí a čeří (nechává se usadit). Čistý koncentrovaný roztok chloridu sodného je čerpán do hlavní dílny na výrobu chloru - elektrolýzy.
Ve vodném roztoku se molekuly kuchyňské soli přeměňují na ionty Na + a Cl –. Iont Cl se od atomu chloru liší pouze tím, že má jeden elektron navíc. To znamená, že pro získání elementárního chlóru je nutné tento nadbytečný elektron odstranit. To se děje v elektrolyzéru na kladně nabité elektrodě (anodě). Jako by z něj byly „vysávány“ elektrony: 2Cl – → Cl 2 + 2 ē . Anody jsou vyrobeny z grafitu, protože jakýkoli kov (kromě platiny a jejích analogů), odebírající přebytečné elektrony iontům chloru, rychle koroduje a rozkládá se.
Existují dva typy technologického provedení výroby chlóru: diafragma a rtuť. V prvním případě je katodou děrovaný železný plech a katodový a anodový prostor elektrolyzéru jsou odděleny azbestovou membránou. Na železné katodě se vybíjejí vodíkové ionty a vzniká vodný roztok hydroxidu sodného. Pokud se jako katoda použije rtuť, tak se na ni vybijí ionty sodíku a vznikne sodíkový amalgám, který se následně rozloží vodou. Získá se vodík a louh sodný. V tomto případě není potřeba separační membrána a alkálie je koncentrovanější než u membránových elektrolyzérů.
Výroba chloru je tedy současně výrobou louhu a vodíku.
Vodík se odstraňuje kovovými trubkami a chlór skleněnými nebo keramickými trubkami. Čerstvě připravený chlór je nasycený vodní párou a je proto obzvláště agresivní. Následně je nejprve ochlazen studenou vodou ve vysokých věžích, zevnitř obložen keramickými dlaždicemi a naplněn keramickou náplní (tzv. Raschigovy prsteny) a poté vysušen koncentrovanou kyselinou sírovou. Je to jediné vysoušedlo chlóru a jedna z mála kapalin, se kterými chlór nereaguje.
Suchý chlór již není tak agresivní, neničí například ocelová zařízení.
Chlor se obvykle přepravuje v kapalné formě v železničních cisternách nebo lahvích pod tlakem do 10 atm.
V Rusku byla výroba chloru poprvé organizována již v roce 1880 v závodě Bondyuzhsky. Chlór se pak získával v principu stejně, jako ho ve své době získával Scheele – reakcí kyseliny chlorovodíkové s pyrolusitem. Veškerý vyrobený chlór byl použit k výrobě bělidla. V roce 1900 byla v závodě Donsoda poprvé v Rusku uvedena do provozu výrobna elektrolytického chlóru. Kapacita této dílny byla pouhých 6 tisíc tun ročně. V roce 1917 vyrobily všechny továrny na výrobu chlóru v Rusku 12 tisíc tun chlóru. A v roce 1965 SSSR vyrobil asi 1 milion tun chloru...
Jeden z mnoha
Všechny rozmanité praktické aplikace chlóru lze bez velkého roztahování vyjádřit jednou větou: chlór je nezbytný pro výrobu chlórových produktů, tzn. látky obsahující „vázaný“ chlór. Ale když mluvíme o stejných chlórových produktech, nemůžete se zbavit jedné fráze. Jsou velmi odlišné - jak ve vlastnostech, tak v účelu.
Omezený prostor našeho článku nám neumožňuje mluvit o všech sloučeninách chloru, ale bez řeči alespoň o některých látkách, které k výrobě chloru vyžadují, by byl náš „portrét“ prvku č. 17 neúplný a nepřesvědčivý.
Vezměte si například organochlorové insekticidy – látky, které hubí škodlivý hmyz, ale jsou bezpečné pro rostliny. Značná část vyrobeného chlóru se spotřebuje na výrobu přípravků na ochranu rostlin.
Jedním z nejdůležitějších insekticidů je hexachlorcyklohexan (často nazývaný hexachloran). Tato látka byla poprvé syntetizována již v roce 1825 Faradayem, ale praktické uplatnění našla až o více než 100 let později - ve 30. letech našeho století.
Hexachloran se nyní vyrábí chlorací benzenu. Podobně jako vodík reaguje benzen s chlorem ve tmě (a bez katalyzátorů) velmi pomalu, ale za jasného světla probíhá chlorační reakce benzenu (C 6 H 6 + 3 Cl 2 → C 6 H 6 Cl 6) poměrně rychle .
Hexachloran se stejně jako mnoho dalších insekticidů používá ve formě poprašů s plnivy (mastek, kaolin), nebo ve formě suspenzí a emulzí, nebo konečně ve formě aerosolů. Hexachloran je zvláště účinný při ošetřování semen a při kontrole škůdců zeleninových a ovocných plodin. Spotřeba hexachloranu je pouze 1...3 kg na hektar, ekonomický efekt jeho použití je 10...15x větší než náklady. Bohužel hexachloran není pro člověka neškodný...
Polyvinyl chlorid
Pokud kteréhokoli školáka požádáte, aby vyjmenoval jemu známé plasty, bude jedním z prvních, kdo bude jmenovat polyvinylchlorid (jinak známý jako vinylový plast). Z pohledu chemika je PVC (jak je v literatuře často označován polyvinylchlorid) polymer, v jehož molekule jsou atomy vodíku a chloru „navlečeny“ na řetězec atomů uhlíku:
V tomto řetězci může být několik tisíc článků.
A z pohledu spotřebitele je PVC izolace pro dráty a pláštěnky, linolea a gramofonové desky, ochranné laky a obalové materiály, chemická zařízení a pěnové plasty, hračky a části přístrojů.
Polyvinylchlorid vzniká polymerací vinylchloridu, který se nejčastěji získává úpravou acetylenu chlorovodíkem: HC ≡ CH + HCl → CH 2 = CHCl. Existuje další způsob výroby vinylchloridu - tepelné krakování dichlorethanu.
CH 2 Cl – CH 2 Cl → CH 2 = CHCl + HCl. Kombinace těchto dvou metod je zajímavá, když se HCl, uvolněný při krakování dichlorethanu, používá při výrobě vinylchloridu pomocí acetylenové metody.
Vinylchlorid je bezbarvý plyn s příjemným, poněkud opojným éterickým zápachem, snadno polymeruje. K získání polymeru se kapalný vinylchlorid čerpá pod tlakem do teplé vody, kde se drtí na drobné kapičky. Aby se neslily, přidá se do vody trochu želatiny nebo polyvinylalkoholu a aby se začala rozvíjet polymerační reakce, přidává se tam i iniciátor polymerace, benzoylperoxid. Po několika hodinách kapičky ztvrdnou a vytvoří se suspenze polymeru ve vodě. Polymerní prášek se oddělí pomocí filtru nebo odstředivky.
K polymeraci obvykle dochází při teplotách od 40 do 60°C a čím nižší je teplota polymerace, tím delší jsou výsledné molekuly polymeru...
Mluvili jsme pouze o dvou látkách, které k získání vyžadují prvek č. 17. Jen dva z mnoha stovek. Podobných příkladů lze uvést mnoho. A všichni říkají, že chlor není jen jedovatý a nebezpečný plyn, ale velmi důležitý, velmi užitečný prvek.
Elementární výpočet
Při výrobě chloru elektrolýzou roztoku kuchyňské soli se současně získá vodík a hydroxid sodný: 2NACl + 2H 2 O = H 2 + Cl 2 + 2NaOH. Vodík je samozřejmě velmi důležitý chemický produkt, ale existují levnější a pohodlnější způsoby výroby této látky, například přeměna zemního plynu... Ale louh sodný se vyrábí téměř výhradně elektrolýzou roztoků kuchyňské soli - jiné metody tvoří méně než 10 %. Vzhledem k tomu, že produkce chloru a NaOH je zcela propojena (jak vyplývá z reakční rovnice, produkce jednoho gramu molekuly - 71 g chloru - je vždy doprovázena produkcí dvou gramových molekul - 80 g elektrolytické alkálie), je známo, produktivity dílny (nebo závodu, nebo státu) pro alkálie, můžete snadno vypočítat, kolik chlóru produkuje. Každou tunu NaOH „doprovází“ 890 kg chlóru.
No přece lubrikant!
Koncentrovaná kyselina sírová je prakticky jedinou kapalinou, která nereaguje s chlórem. Ke stlačování a čerpání chlóru proto továrny používají čerpadla, ve kterých kyselina sírová působí jako pracovní tekutina a zároveň jako mazivo.
Pseudonym Friedricha Wöhlera
Zkoumání interakce organických látek s chlórem, francouzský chemik 19. století. Jean Dumas učinil úžasný objev: chlór je schopen nahradit vodík v molekulách organických sloučenin. Například při chlorování kyseliny octové se nejprve nahradí jeden vodík methylové skupiny chlorem, pak další, třetí... Nejvýraznější ale bylo, že chemické vlastnosti chloroctových kyselin se od samotné kyseliny octové lišily jen málo. Třída reakcí objevených Dumasem byla zcela nevysvětlitelná elektrochemickou hypotézou a Berzeliovou teorií radikálů, které byly v té době dominantní (slovy francouzského chemika Laurenta byl objev kyseliny chloroctové jako meteor, který zničil celý starý škola). Berzelius a jeho studenti a následovníci energicky polemizovali o správnosti Dumasovy práce. V německém časopise Annalen der Chemie und Pharmacie se objevil posměšný dopis slavného německého chemika Friedricha Wöhlera pod pseudonymem S.S.N. Windier (v němčině „Schwindler“ znamená „lhář“, „podvodník“). Uvádí, že se autorovi podařilo nahradit všechny atomy uhlíku ve vlákně (C 6 H 10 O 5). vodík a kyslík na chlór a vlastnosti vlákna se nezměnily. A teď v Londýně vyrábějí hřejivé vložky na břicho z vaty, která se skládá... z čistého chlóru.
Chlor a voda
Chlór je znatelně rozpustný ve vodě. Při 20 °C se v jednom objemu vody rozpustí 2,3 objemu chlóru. Vodné roztoky chlóru (chlorová voda) jsou žluté. Ale postupem času, zejména při skladování na světle, se postupně odbarvují. To se vysvětluje tím, že rozpuštěný chlor částečně interaguje s vodou, vzniká kyselina chlorovodíková a chlorná: Cl 2 + H 2 O → HCl + HOCl. Ten je nestabilní a postupně se rozkládá na HCl a kyslík. Proto se roztok chloru ve vodě postupně mění na roztok kyseliny chlorovodíkové.
Ale při nízkých teplotách tvoří chlor a voda krystalický hydrát neobvyklého složení - Cl 2 5 3 / 4 H 2 O. Tyto zelenožluté krystaly (stabilní pouze při teplotách pod 10 °C) lze získat průchodem chlóru přes ledovou vodu . Neobvyklý vzorec se vysvětluje strukturou krystalického hydrátu, která je dána především strukturou ledu. V krystalové mřížce ledu mohou být molekuly H2O uspořádány tak, že se mezi nimi objevují pravidelně rozmístěné dutiny. Krychlová jednotková buňka obsahuje 46 molekul vody, mezi kterými je osm mikroskopických dutin. Právě v těchto dutinách se usazují molekuly chloru. Přesný vzorec krystalického hydrátu chloru by proto měl být zapsán následovně: 8Cl 2 46 H 2 O.
Otrava chlórem
Přítomnost asi 0,0001 % chlóru ve vzduchu dráždí sliznice. Neustálé vystavení takové atmosféře může vést k onemocnění průdušek, prudce zhoršuje chuť k jídlu a dodává pokožce nazelenalý odstín. Pokud je obsah chlóru ve vzduchu 0,1°/o, může dojít k akutní otravě, jejímž prvním příznakem jsou silné záchvaty kašle. V případě otravy chlórem je nutný absolutní klid; Je užitečné inhalovat kyslík, nebo čpavek (šňupání čpavku), nebo alkoholové páry s éterem. Podle stávajících hygienických norem by obsah chloru ve vzduchu průmyslových prostor neměl překročit 0,001 mg/l, tzn. 0,00003 %.
Nejen jed
"Každý ví, že vlci jsou chamtiví." Ten chlór je taky jedovatý. V malých dávkách však může jedovatý chlór někdy sloužit jako protijed. Oběti sirovodíku tak dostávají nestabilní bělidlo, které cítí. Interakcí se oba jedy vzájemně neutralizují.
Test na chlór
Pro stanovení obsahu chloru se vzorek vzduchu vede přes absorbéry s okyseleným roztokem jodidu draselného. (Chlor vytěsňuje jód, jeho množství lze snadno stanovit titrací pomocí roztoku Na 2 S 2 O 3). Pro stanovení stopových množství chlóru ve vzduchu se často používá kolorimetrická metoda, založená na prudké změně barvy určitých sloučenin (benzidin, orthotoluidin, methyloranž) při oxidaci chlorem. Například bezbarvý okyselený roztok benzidinu zežloutne a neutrální roztok zmodrá. Intenzita barvy je úměrná množství chlóru.
Obyvatelé moderních měst jsou denně vystaveni látkám, které se přidávají do vody z vodovodu, aby ji dezinfikovaly. Informace o nebezpečí chlóru ve vodě používané k dezinfekci nejsou známy všem. Při častém používání však tento konkrétní prvek může způsobit mnoho vážných onemocnění.
Z tohoto článku se dozvíte:
Co je chlór a kde se používá?
Proč je chlór ve vodě pro člověka nebezpečný a jaké stupně otravy chlorem existují?
Proč je chlór ve vodě nebezpečný pro děti a těhotné ženy?
Co je chlór a kde se používá?
Chlór je jednoduchá chemikálie, která má nebezpečné toxické vlastnosti. Aby byl chlor bezpečný pro skladování, je vystaven tlaku a snížené teplotě, po které se změní na jantarově zbarvenou kapalinu. Při nedodržení těchto opatření se chlor při pokojové teplotě mění na žlutozelený těkavý plyn s pronikavým zápachem.
Chlór se používá v mnoha průmyslových odvětvích. Při výrobě papíru a textilu se používá jako bělidlo. Kromě toho se chlor používá při výrobě chloridů, chlorovaných rozpouštědel, pesticidů, polymerů, syntetických kaučuků a chladiv.
Objev, který umožnil použití chlóru jako dezinfekčního prostředku, lze označit za jeden z nejvýznamnějších úspěchů vědy dvacátého století. Díky chloraci vodovodní vody se podařilo snížit výskyt střevních infekcí, které byly rozšířené ve všech městech.
Voda přicházející z přírodních nádrží do městského vodovodu obsahuje mnoho toxických látek a patogenů infekčních chorob. Pití takové vody bez úpravy je pro každého člověka extrémně nebezpečné. K dezinfekci vody se používá chlór, fluor, ozón a další látky. Vzhledem k nízkým nákladům na chlór se aktivně používá k dezinfekci vody a čištění vodovodního potrubí od nahromadění vegetace, která se tam dostala. Tato metoda pomáhá snížit pravděpodobnost ucpání městského vodovodu.
Proč je chlór ve vodě nebezpečný pro lidský organismus?
Moderní lidé mohou díky chloraci bez obav uhasit žízeň vodou přímo z kohoutku. Chlor ve vodě je však nebezpečný, protože se může stát zdrojem mnoha nemocí. Při chemické reakci s organickou hmotou vytváří chlor sloučeniny, které mohou způsobit vážné onemocnění. Navíc interakcí s léky, vitamíny nebo produkty může chlór změnit jejich vlastnosti z neškodných na nebezpečné. Výsledkem tohoto vlivu mohou být změny metabolismu, ale i selhání imunitního a hormonálního systému.
Chlor, který se dostává do lidského těla dýchacími cestami nebo kůží, může vyvolat zánět sliznic úst a jícnu, přispět k exacerbaci nebo rozvoji bronchiálního astmatu, vzniku kožních zánětlivých procesů a zvýšení hladiny cholesterolu v krvi.
Pokud se do lidského těla dostane velké množství chlóru vodou, může se to projevit podrážděním dýchacích cest, sípáním, dýchacími potížemi, bolestmi v krku, kašlem, tlakem na hrudi, podrážděním očí a kůže. Závažnost účinků na zdraví závisí na cestě expozice, dávce a délce expozice chlóru.
Při přemýšlení o nebezpečí chlóru ve vodě a o tom, zda stojí za to upustit od jeho používání kvůli zjevné nebezpečnosti této látky, je třeba vzít v úvahu, že voda, která neprošla potřebnou dezinfekcí, může způsobit mnoho nemocí. V tomto ohledu se použití chlóru pro čištění vody zdá být menším ze dvou zel.
Proč je chlór ve vodě nebezpečný: čtyři stupně otravy
Na mírná otrava chlórem Mohou být pozorovány následující příznaky:
-
Trhání.
Podráždění sliznic úst a dýchacích cest;
Obsedantní zápach chlóru při vdechování čistého vzduchu;
Pokud jsou takové příznaky pozorovány, není nutná léčba, protože po několika hodinách zmizí.
Na střední otrava chlór jsou pozorovány následující příznaky:
Obtížné dýchání, někdy vedoucí k udušení;
slzení;
Bolest na hrudi.
Při takovém stupni otravy chlórem je nutné zahájit včasnou ambulantní léčbu. Jinak může nečinnost vést během 2–5 hodin k plicnímu edému.
Na těžká otrava chlórem Mohou být pozorovány následující příznaky:
Náhlé zpoždění nebo zástava dýchání;
Ztráta vědomí;
Konvulzivní svalové kontrakce.
K neutralizaci těžké otravy chlórem je nutné urychleně zahájit resuscitační úsilí, včetně umělé ventilace. Následky takového vystavení chlóru mohou vést k poškození tělesných systémů a dokonce ke smrti během půl hodiny.
Bleskový průběh otravy chlórem se rychle rozvíjí. Příznaky zahrnují křeče, vypouklé žíly na krku, ztrátu vědomí a zástavu dechu, které vedou ke smrti. Léčba takovým stupněm požití chlóru je téměř nemožná.
Může chlór ve vodě způsobit rakovinu?
Chlor ve vodě je nebezpečný svou zvýšenou aktivitou, díky které snadno reaguje se všemi organickými i anorganickými látkami. Voda vstupující do městského vodovodu, dokonce i po úpravě, často obsahuje rozpuštěný chemický odpad z průmyslu. Pokud takové látky reagují s chlórem přidávaným do vody za účelem dezinfekce, dochází k tvorbě toxinů obsahujících chlór, mutagenních a karcinogenních látek a jedů včetně oxidů. Mezi nimi je největší nebezpečí:
Chloroform, který má karcinogenní aktivitu;
Dichlorbrommethan, brommethanchlorid, tribrommethan - mají mutagenní účinek na lidské tělo;
2-, 4-, 6-trichlorfenol, 2-chlorfenol, dichloracetonitril, chlorhieredin, polychlorované bifenyly - jsou imunotoxické a karcinogenní látky;
Trihalometany jsou karcinogenní sloučeniny chloru.
Moderní věda studuje důsledky hromadění chlóru rozpuštěného ve vodě v lidském těle. Podle experimentů může chlor a jeho sloučeniny vyvolat tak nebezpečná onemocnění, jako je rakovina močového měchýře, rakovina žaludku, rakovina jater, konečníku a tlustého střeva a také onemocnění trávicího systému. Navíc chlor a jeho sloučeniny, které se do lidského těla dostávají s vodou, mohou způsobit srdeční onemocnění, aterosklerózu, anémii a zvýšený krevní tlak.
Vědecký výzkum chloru jako možné příčiny rakoviny začal v roce 1947. Teprve v roce 1974 však byly získány první potvrzující výsledky. Díky novým analytickým technologiím bylo možné zjistit, že se ve vodě z vodovodu po ošetření chlorem objevuje malé množství chloroformu. Pokusy na zvířatech potvrdily, že chloroform může vyvolat rozvoj rakoviny. Takové výsledky byly také získány jako výsledek statistické analýzy, která ukázala, že v těch oblastech Spojených států, kde obyvatelé pijí chlorovanou vodu, je výskyt rakoviny močového měchýře a střev vyšší než v jiných oblastech.
Následné studie ukázaly, že tento výsledek nelze považovat za 100% spolehlivý, protože předchozí experimenty nezohledňovaly další faktory ovlivňující životy obyvatel těchto regionů. Při praktické laboratorní analýze bylo navíc experimentálním zvířatům injekčně aplikováno množství chloroformu, které bylo několikanásobně vyšší než hladina této látky v běžné vodovodní vodě.
Proč je chlór ve vodě nebezpečný pro děti?
Mnoho nemocí u malých dětí může být způsobeno pitím vody obsahující v ní rozpuštěný chlór. Mezi taková onemocnění patří ARVI, bronchitida, pneumonie, fenitida, onemocnění gastrointestinálního traktu, alergické projevy a také některé infekce, jako jsou spalničky, plané neštovice, zarděnky atd.
Chlór se také používá k dezinfekci vody ve veřejných bazénech. Pokud je koncentrace této látky ve vodě nebezpečně překročena, důsledkem takové nedbalosti může být hromadná otrava dětí. Takové případy bohužel nejsou ojedinělé. Dýchání vzduchu v blízkosti bazénu, který používá k dezinfekci vody chlór, může být navíc škodlivé pro plíce člověka. Tuto skutečnost potvrdily výsledky studie, ve které bylo 200 školáků ve věku 8 až 10 let v tomto prostředí každý den déle než 15 minut. V důsledku toho se ukázalo, že u většiny subjektů došlo ke zhoršení stavu plicní tkáně.
Proč je chlór ve vodě během těhotenství nebezpečný?
Výzkum britských vědců z Birminghamu potvrdil, že pití vody z kohoutku obsahující chlór těhotnými ženami může způsobit, že se u plodu vyvinou nebezpečné vrozené vady, jako jsou srdeční nebo mozkové vady.
Tento závěr byl učiněn na základě analýzy údajů o 400 000 kojencích. Cílem studie bylo identifikovat vztah mezi 11 nejčastějšími vrozenými vývojovými vadami plodu a obsahem chlóru v pitné vodě. Ukázalo se, že chlór a látky obsahující chlor rozpuštěné ve vodě zvyšují riziko vzniku tří nebezpečných vrozených vad u plodu jeden a půl a dokonce dvakrát:
Defekt komorového septa (otvor v přepážce mezi srdečními komorami, který vede k promíchávání arteriální a venózní krve a chronickému nedostatku kyslíku).
"Rozštěp patra".
Anencefalie (úplná nebo částečná absence kostí lebeční klenby a mozku).
Proč je chlór ve vodě nebezpečný, když se sprchujete?
Mnozí z vás nyní možná namítnou, že pokud nebudete k pití používat vodu z kohoutku, můžete se vyhnout riziku, že se vám do těla dostane chlór. Nicméně není. Škodlivá může být i chlorovaná voda během hygienických procedur. Působením chlóru obsaženého ve vodě ztrácí lidská kůže přirozenou tukovou membránu. To vede k suchosti a předčasnému stárnutí epidermis a může také vyvolat svědění nebo alergické reakce. Vlasy vystavené působení chlóru rozpuštěného ve vodě se stávají suché a lámavé. Lékařské studie prokázaly, že hodinová koupel ve vodě obsahující přebytek chlóru odpovídá vypití 10 litrů chlorované vody.
Jak se chránit před chlórem ve vodě
Vzhledem k tomu, že chlorace vodovodní vody v Rusku se provádí všude, řešení problémů vzniklých v důsledku takové dezinfekce by mělo být prováděno na státní úrovni. Dnes je radikální opuštění technologie přidávání chloru do pitné vody nemožné, protože její implementace bude vyžadovat výměnu celého potrubního systému měst a instalaci drahých čistících zařízení. Realizace takového projektu si vyžádá velké finanční a časové výdaje. První kroky k celostátnímu odmítnutí přidávání chlóru do pitné vody však již byly učiněny. Dnes můžete přijmout opatření, která pomohou chránit vás a vaši rodinu před škodlivými účinky chlóru.
Použijte speciální filtrační sprchovou hlavici. Výrazně sníží obsah chlóru ve vodě, která přichází do kontaktu s vaší pokožkou.
Po návštěvě veřejných koupališť se musíte osprchovat a při plavání nosit ochranné brýle.
Změkčovadla mohou pomoci obnovit hebkost pokožky po sprše nebo plavání a snížit riziko svědění a podráždění.
Ke koupání malých dětí nepoužívejte vodu obsahující chlór.
K neutralizaci chlóru ve vodě se používají následující léky:
Vápenné mléko, pro jehož výrobu se jeden hmotnostní díl hašeného vápna zalije třemi díly vody, důkladně se promíchá, načež se na něj nalije vápenný roztok (například 10 kg hašeného vápna + 30 litrů vody);
5% vodný roztok uhličitanu sodného, k jehož přípravě se rozpustí dva hmotnostní díly uhličitanu sodného za míchání s 18 díly vody (například 5 kg uhličitanu sodného + 95 litrů vody);
5% vodný roztok louhu sodného, u kterého se dva hmotnostní díly louhu rozpustí smícháním s 18 díly vody (např. 5 kg louhu + 95 litrů vody).
Je chlór ve vodě po usazení a převaření nebezpečný?
Z tohoto článku jste se podrobně dozvěděli, proč je chlór ve vodě nebezpečný. A samozřejmě si mnozí kladou otázku, jak odstranit nebo alespoň minimalizovat následky přidávání chlóru do pitné vody. Lidové rady nabízejí dvě nejjednodušší metody – usazení a vyvaření.
Sedimentace vodovodní vody je jednou z nejběžnějších metod čištění vody. Chlór a jeho nebezpečné sloučeniny jsou totiž nestabilní, a proto se při kontaktu se vzduchem snadno rozpadají a odpařují. Pro zjednodušení tohoto procesu je třeba nalít vodu do skleněné nebo smaltované nádoby s velkým povrchem ve styku se vzduchem. Po 10 hodinách chlór téměř úplně zmizí a voda bude vhodná k pití.
Tento způsob čištění vody ji však nezbavuje organických látek, které může obsahovat po průchodu městským vodovodem. V otevřené nádobě při pokojové teplotě se tyto mikroorganismy začnou aktivně množit a během jednoho dne může voda získat charakteristický zatuchlý zápach. Pití takové vody je extrémně nebezpečné, protože může obsahovat patogeny střevních onemocnění.
Metoda varu odstraňuje z vody nejen chlór a jeho sloučeniny, ale zabíjí i mikroorganismy, které nejsou odolné vůči vysokým teplotám. Převařená voda se však po ochlazení opět stává ideálním místem pro množení nebezpečných mikroorganismů, které se do ní dostávají z atmosférického vzduchu. Převařenou vodu proto nelze skladovat. Navíc neustálá konzumace takové vody může vést k rozvoji nebezpečné urolitiázy.
Nejspolehlivější způsob čištění vody od chlóru
Před nebezpečnými účinky chlóru je možné se chránit. Nejprve je k tomu nutné nainstalovat systém úpravy vody. Moderní trh nabízí mnoho systémů pro čištění vody od chlóru a dalších škodlivých látek. Neztrácejte svůj drahocenný čas hledáním možnosti, která je pro vás ta pravá, je lepší věřit profesionálům.
Biokit nabízí širokou škálu systémů reverzní osmózy, vodních filtrů a dalších zařízení, která dokážou vrátit kohoutkové vodě její přirozené vlastnosti.
Specialisté naší společnosti jsou připraveni vám pomoci:
Připojte filtrační systém sami;
Pochopit proces výběru vodních filtrů;
Vyberte náhradní materiály;
Odstraňování problémů nebo řešení problémů se zapojením specializovaných instalačních techniků;
Najděte odpovědi na své otázky po telefonu.
Důvěřujte čištění vody systémům od Biokit – ať je vaše rodina zdravá!
