奇妙的化学元素 | 消毒高手--氯

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氯的特性

奇妙的化学元素 | 消毒高手--氯  第1张

    氯(Chlorine)是一种非金属元素,元素符号Cl,原子序数为17,位于第三周期,VII A族,是卤族元素之一。氯单质由两个氯原子构成,化学式为Cl2

奇妙的化学元素 | 消毒高手--氯  第2张

氯气

化学特性:
氯气化学性质十分活泼,具有强氧化性,能与大多数金属和非金属发生化合反应。氯气遇水歧化为盐酸和次氯酸,次氯酸不稳定易分解放出游离氧,其中次氯酸具有漂白性(比SO2强且加热不恢复原色)。氯气也能和很多有机物发生加成或取代反应,有剧毒。

物理特性:
气态氯单质称为氯气,液态氯单质称为液氯。氯气常温常压下为黄绿色气体,密度比空气大(3.214g/L),熔点−101.0℃,沸点−34.4℃,有强烈的刺激性气味。氯气分子由两个氯原子组成,微溶于水,易溶于碱液,易溶于四氯化碳、二硫化碳等有机溶剂。氯有26种同位素,其中只有35Cl和37Cl是稳定的,其余同位素均具有放射性。

氯的发现

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舍勒(1742.12.19 - 1786.5.21)

1774年:瑞典化学家舍勒在从事软锰矿的研究时发现:软锰矿与盐酸混合后加热就会生成一种令人窒息的黄绿色气体。当时,大化学家拉瓦锡认为氧是酸性的起源,一切酸中都含有氧。舍勒及许多化学家都坚信拉瓦锡的观点,认为这种黄绿色的气体是一种化合物,是由氧和另外一种未知的基所组成的,所以舍勒称它为“氧化盐酸”。
1809年:约瑟夫·路易·盖-吕萨克和路易·雅克·泰纳尔(英语:Louis-Jacques Thénard)尝试分解“氧化盐酸”。他们把碳和“氧化盐酸”反应,试图得到muriaticum(和二氧化碳)。他们没有成功,并发表了一份报告,其中他们考虑了“氧化盐酸”是一种元素的可能性,但没有被说服。
1810年:英国化学家汉弗里·戴维重试了这个实验,并确认这种物质是一种元素,不是化合物。同年11月15日,他向皇家学会宣布了他的结果。戴维确定了所谓的氧化盐酸不是一种化合物,而是一种化学元素的单质。他将这种元素命名为“Chlorine”。它的希腊文原意是“绿色”。中文译名为氯。
1823年:迈克尔·法拉第首次取得液氯。

氯的来源

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晒盐场

氯化物在自然界广泛存在。它是地壳第21多的元素,占了126ppm,大部分以氯化物矿物存在,尤其是从水体蒸发来的氯化钠(食盐)。与海水中氯离子的储量相比,所有这些都相形见绌:高浓度的氯离子在一些内海和地下卤水井中,如犹他州的大盐湖和以色列的死海可以找到。
    自然界中游离状态的氯存在于大气层中,是破坏臭氧层的主要单质之一。氯气受紫外线分解成两个氯原子(自由基)。

氯的用途
奇妙的化学元素 | 消毒高手--氯  第5张

漂白粉  

氯在工业中的应用:
1.消毒:氯气常用于水的消毒,因为氯气和水反应生成次氯酸,次氯酸具有很强的氧化性,能够杀死水中的细菌、病毒和其他微生物。这种方法被广泛应用于饮用水的消毒和废水处理等领域。
2.漂白粉:氯气在碱性溶液中会生成氯化钙和次氯酸,次氯酸具有氧化性,能够杀死细菌和病毒。将氯气和氢氧化钙混合,可以制造出漂白粉, 漂白粉被广泛用于纺织品、纸张和水的消毒等领域。
3.塑料:氯气可以与其他有机化合物发生反应,生成一系列的有机氯化合物,这些化合物可以用于制造塑料等材料。例如,聚氯乙烯是一种广泛使用的塑料,它可以用来制造管道、包装材料和建筑材料等。
4.农药:氯气可以与其他有机化合物发生反应,生成一系列的有机氯化合物,这些化合物可以用于制造农药。例如,滴滴涕是一种广泛使用的有机氯农药,它可以用来防止害虫和疾病的发生。
5.冶金:氯气可以与其他金属元素发生反应,生成一系列的氯化物,这些氯化物可以用于冶金工业。例如,用氯气生产冶金级的氯化铜和氯化锌等产品,可以用于铜和锌的提取和精炼。
6.其他:氯气还可以用于石油化工、橡胶工业、造纸工业等领域。



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氯在人体中的作用:
    氯是人体必需常量元素之一,是维持体液和电解质平衡中所必需的,也是胃液的一种必需成分。自然界中常以氯化物形式存在,最普通形式是食盐。氯在人体含量平均为1.17g/kg,总量约为82~100g,占体重的0.15%,广泛分布于全身。主要以氯离子形式与钠、钾化合存在。其中氯化钾主要在细胞内液,而氯化钠主要在细胞外液中。

    膳食氯几乎完全来源于氯化钠,仅少量来自氯化钾。因此食盐及其加工食品酱油、腌制肉或烟熏食品、酱菜类以及咸味食品等都富含氯化物。一般天然食品中氯的含量差异较大;天然水中也几乎都含有氯。
主要生理功能:
1.维持体液酸碱平衡。
2.氯离子与钠离子是细胞外液中维持渗透压的主要离子,二者约占总离子数的80%左右,调节与控制着细胞外液的容量和渗透压。
3.氯离子还参与胃液中胃酸形成,胃酸促进维生素B12和铁的吸收;激活唾液淀粉酶分解淀粉,促进食物消化;刺激肝脏功能,促使肝中代谢废物排出;氯还有稳定神经细胞膜电位的作用等。
4.参与血液CO二价离子运输。

氯的危害
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氯泄露   

    氯气对眼、呼吸道粘膜有刺激作用,能引起流泪、咳嗽、咳少量痰、胸闷、气管炎和支气管炎、肺水肿等呼吸道症状,严重的会导致休克、死亡。一战时曾经被用作化学武器(窒息性毒剂)。
    氯气对环境有严重危害,对水体可造成污染。  

    同时,氯气可助燃,湿润的氯气具有强腐蚀性。
    所以接触氯气时,需注意全身严格防护,严禁直接嗅闻、接触氯气,不得将含氯气的废气直接排放到大气中。



奇妙的化学元素 | 消毒高手--氯  第8张

注意:在家里,可能经常会用到洁厕灵和84消毒液对卫生间进行定时的清洁,但是千万记得不要混用!84消毒液的主要成分是氯酸钠,洁厕灵的主要成分是盐酸,两者混合以后会发生氧化还原反应,生成氯气。氯气是一种有毒气体,严重的会造成生命危险。所以在使用前需看好成分,如不能确定,最好间隔半小时以上再使用,并注意开窗通风。


结语

    每种事物都有其两面性。氯在生活中有很多应用,氯产品较为常见,但氯气有剧毒,我们有必要了解一些关于氯气的生活小常识,为生活增加一份安全保障!人们需要以科学、合理、安全的方式运用氯,让氯为人类造福。


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