Gasformig klor: formel, effekter, användningar och risker

Klorgas (diklor, diatomisk klor, molekylärt klor eller helt enkelt klor) är en gröngul gas med en skarp och kvävande lukt, som inte är brännbar vid rumstemperatur och atmosfärstryck.

Det är elementet med högsta elektroniska affinitet och den tredje högsta elektronegativiteten, bakom endast syre och fluor. Det är extremt reaktivt och ett starkt oxidationsmedel.

Den höga oxidationspotentialen hos elementalklor ledde till utveckling av kommersiella blekmedel och desinfektionsmedel, liksom ett reagens för många processer inom kemisk industri.

I form av kloridjoner är klor nödvändig för alla kända livsarter. Men elementärt klor i höga koncentrationer är extremt farligt och giftigt för alla levande organismer, varför det användes under första världskriget som det första gasformiga kemiska krigsmedlet.

Det är giftigt vid inandning. På lång sikt har inhalation av låga koncentrationer, eller kortvarig inandning av höga koncentrationer av klorgas, skadliga effekter på hälsan.

Ångor är mycket tyngre än luft och tenderar att bosätta sig i låga områden. Det brinner inte, men stöder förbränning.

Det är lite lösligt i vatten. Kontakt med obehandlade vätskor kan orsaka frysning genom förångande kylning.

Det används för att rena vatten, torka trämassa och göra andra kemikalier.

formeln

Formel : Cl-Cl

CAS-nummer : 7782-50-5

2D-struktur

särdrag

Fysikaliska och kemiska egenskaper

Klorgas tillhör den reaktiva gruppen av starka oxidationsmedel. Dessa föreningar reagerar ofta kraftigt med andra föreningar.

Gasformig klor tillhör också den reaktiva gruppen av starka halogeneringsmedel, vilka överför en eller flera halogenatomer till föreningen med vilken de reagerar.

Halogeneringsmedlen är i allmänhet sura och reagerar därför, i vissa fall våldsamt, med baserna.

Många av dessa föreningar är reaktiva mot vatten och reaktiva mot luft. Halogener är starkt elektronegative och är starka oxidanter.

Reaktivitetsvarningar

Klorgas är ett starkt oxidationsmedel. Reagerar med vatten. Vatten löser upp gasformigt klor och bildar en blandning av saltsyra och hypoklora syror.

antändlighet

Det kan antända andra brännbara material (trä, papper, olja etc.). Blandning med bränslen kan orsaka explosion. Behållaren kan explodera när den kommer i kontakt med elden. Det finns risk för explosion (och förgiftning) på grund av ansamling av dess ångor inomhus, i avlopp eller utomhus.

Blandningar av väte och klor (5-95%) kan explodera genom åtgärden av nästan vilken form av energi (värme, solljus, gnistor etc.).

Utsläpper mycket giftiga rök vid upphettning. När det kombineras med vatten eller ånga producerar det giftiga och frätande ångor av saltsyra.

reaktivitet

Klor reagerar explosivt med (eller stöder förbränning av) många vanliga material.

Klor tänder stålet vid 100 ° C i närvaro av sot, rost, kol eller andra katalysatorer.
Lätt stålull torr vid 50 ° C.
Slå på sulfiderna vid rumstemperatur.
Ljus (i flytande form) naturligt och syntetiskt gummi.
Slå på trialkylboran och volframdioxid.
Det antänds i kontakt med hydrazin, hydroxylamin och kalciumnitrid.
Det antänds eller utnyttjas med arsin, fosfin, silan, diboran, stibnit, röd fosfor, vit fosfor, bor, aktivt kol, kisel, arsenik.
Det orsakar tändningen och en mjuk explosion när den bubblar genom kall metanol.
Det exploderar eller antänds om det blandar för mycket med ammoniak och värmer upp.
Form explosiv kväve triklorid vid kontakt med Biuret reagens förorenat med cyanursyra.
Enkelt bildar explosiva derivat av N-klor med aziridin.

Klor (i sin flytande eller gasform) reagerar med:

Alkoholer (explosion)
Gjuten aluminium (explosion)
Silaner (explosion)
Brompentafluorid
Koldisulfid (explosion katalyserad av järn)
Klor-2-propyn (överskott av klor orsakar en explosion)
Dibutylftalat (explosion vid 118 ° C)
Dietyleter (lit)
Dietylzink (lit)
Glycerol (explosion vid 70-80 ° C)
Metan på gul kvicksilveroxid (explosion)
Acetylen (explosion initierad av solljus eller uppvärmning)
Etylen på kvicksilver, kvicksilveroxid (I) eller silveroxid (I) (explosion orsakad av värme eller ljus)
Bensin (exoterm reaktion och sedan detonation)
Blandning av natriumhydroxid och nafta (våldsam explosion)
Zinkklorid (exoterm reaktion)
Vax (explosion)
Vätgas (explosion initierad av ljus)
Järnkarbid
Uran och zirkonium
Natrium-, kalium- och kopparhydrider
tenn
Aluminiumpulver
Vanadinpulver
Aluminiumplåt
glitter
Kopparplåt
Kalciumpulver
Järntråd
Manganpulver
kalium
Antimonpulver
vismut
germanium
magnesium
natrium
zink

toxicitet

Klorgas är giftigt och kan vara dödlig vid inandning. Kontakt kan orsaka brännskador på huden och ögonen, såväl som bronkit eller kroniska lungförhållanden.

tillämpningar

Cirka 15 000 klorföreningar används kommersiellt idag. Natriumklorid är den vanligaste klorföreningen, och är den främsta källan till klor och saltsyra för den enorma kemiska industrin av klor.

Av allt elementärt klor som produceras används cirka 63% vid tillverkning av organiska föreningar, 18% vid tillverkning av oorganiska klorföreningar, och resterande 19% av klor som produceras användes för blekmedel och desinfektionsprodukter.

Bland de viktigaste organiska föreningarna med avseende på produktionsvolymen är 1, 2-dikloretan och vinylklorid (intermediärer vid framställning av PVC), metylklorid, metylenklorid, kloroform, klorid vinyliden, bland andra.

De huvudsakliga oorganiska föreningarna innefattar HCl, Cl20, HCl, NaClO, AlCl3, SiCl4, SnCl4, PCl3, PCl5, POCl3, AsCl3, SbCl3, SbCl5, BiCl3, S2Cl2, SCl2, SOCl2, ClF3, ICl, ICl3, TiCl3, TiCl4, MoCl5, FeCl3, ZnCl2 och många fler.

Klorgas används vid industriell blekning, avloppsrening, tillverkning av tabletter för klorering av simbassänger eller kemisk krigföring.

Klorgas (känd som bertholit) användes först som ett vapen i första världskriget av Tyskland.

Efter den första användningen använde båda sidorna i konflikten klor som ett kemiskt vapen, men det ersattes snart av fosgen och senapsgas, som är mer dödliga.

Klorgas användes också under Irakkriget i Anbar-provinsen 2007.

Kliniska effekter

Klorgas är en av de vanligaste yrkeshygieniska och miljömässiga irriterande inhalationsexponeringarna. Tidigare studier har rapporterat att blandningen av blekmedel (blekmedel, som huvudsakligen baseras på natriumhypoklorit) med andra rengöringsmedel, är den vanligaste orsaken (21% av fallen) av enstaka exponeringar vid inandning som rapporterats i toxikologiska centra i Förenta staterna.

De huvudsakliga toxiska effekterna beror på lokal vävnadsskada i stället för systemisk absorption. Det antas att cellulär skada uppstår genom oxidation av funktionella grupper i cellulära komponenter; till reaktionerna med vattnets vatten för att bilda hypoklorsyra och saltsyra; och genereringen av fria syreradikaler (även om denna idé nu är kontroversiell).

I mild till måttlig förgiftning, hosta, andfåddhet, bröstsmärta, brännande känsla i halsen och retrosternalområdet, illamående eller kräkningar, ögon- och näsirritation, asfyxi, muskelsvaghet, yrsel, bukbehov och huvudvärk.

Vid allvarlig förgiftning finns: övre luftvägsödem, laryngospasm, svårt lungödem, lunginflammation, persistent hypoxemi, andningssvikt, akut lungskada och metabolisk acidos.

Kronisk exponering för klorgas är en av de vanligaste orsakerna till occupational astma. Det kan orsaka dyspné, hjärtklappningar, bröstsmärta, reaktiv dysfunktion i övre luftvägarna, erosion av tandemaljen och ökad förekomst av virala syndrom. Kronisk exponering för 15 ppm ger hosta, hemoptys, bröstsmärta och ont i halsen.

Hudexponering kan orsaka erytem, smärta, irritation och hudförbränning. Allvarlig exponering kan orsaka kardiovaskulär kollaps och andningsstopp. I höga koncentrationer kan synkope och nästan omedelbar död uppträda. Klor (som hypoklorit) är teratogen hos försöksdjur.

Säkerhet och risker

Fareutlåtanden från det globalt harmoniserade systemet för klassificering och märkning av kemiska produkter (SGA).

Det globalt harmoniserade systemet för klassificering och märkning av kemikalier (SGA) är ett internationellt överenskommet system som skapats av FN för att ersätta de olika klassificerings- och märkningsstandarder som används i olika länder genom användning av konsekventa globala kriterier (FN United, 2015).

Faroklasserna (och deras motsvarande kapitel i GHS), klassificerings- och märkningsstandarderna och rekommendationerna för gasformigt klor är följande (European Chemicals Agency, 2017, United Nations, 2015, PubChem, 2017):

Faroklasser i GHS

H270: Kan orsaka eller intensifiera eld; Oxidant [Farliga oxiderande gaser - Kategori 1]

H280: Innehåller gas under tryck; Det kan explodera vid uppvärmning [Varningsgaser under tryck - Komprimerad gas, flytande gas, upplöst gas]

H315: Orsakar hudirritation [Varning Hudkorrosion / irritation - Kategori 2]

H319: Orsakar allvarlig ögonirritation [Varning Allvarlig ögonskada / ögonirritation - Kategori 2A]

H330: Fatal vid inandning [Fara Akut toxicitet, inandning - Kategori 1, 2]

H331: Giftigt vid inandning [Fara Akut toxicitet, inandning - Kategori 3]

H335: Kan ge irritation i luftvägarna [Varning Specifik målorgans toxicitet, enstaka exponeringar; Irritation i luftvägarna - Kategori 3]

H400: Mycket giftigt för vattenlevande organismer [Varning Farlig för vattenmiljön, akut fara - Kategori 1]

H410: Mycket giftigt för vattenlevande organismer, med långvariga biverkningar [Varning Farlig för vattenmiljön, långvarig fara - Kategori 1]

(PubChem, 2017)

Försiktighetsrådets koder

P220, P304, 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 och P501.