氯:有關其歷史、特性和危害的終極指南

通過 Joost Nusselder | 最後更新:  2022 年 6 月 2 日

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氯是一種多用途的化學元素,存在於許多化合物中。 它通常用於製造漂白劑、消毒劑和其他產品。 它的符號為 Cl,原子序數為 17,是鹵素中第二輕的,在元素週期表中位於氟和溴之間。

氯氣在常溫下為黃綠色氣體,接近室溫時液化,在-101℃時為黃綠色結晶固體。 其高度反應性使其可用於生產塑料、殺蟲劑、藥物和溶劑。 此外,它還是飲用水和游泳池消毒的熱門選擇。

什麼是氯

氯:不僅僅是漂白劑

氯是一種高度活潑的化學元素,通常存在於多種化合物中。 它與人們每天使用的一長串產品和流程相關聯。 來自家庭 清潔用品 就工業生產而言,氯氣是一種應用廣泛的普通化學品。

氯的性質

氯氣在室溫下為黃綠色氣體,對眼睛和呼吸系統有強烈刺激性。 它有一種強烈的、刺鼻的氣味,可以在空氣中停留很長時間。 氯還具有很強的腐蝕性,可以與多種物質發生反應,包括氫、鈉和酸。

生產準備

工業上通過電解氯化鈉(食鹽)在稱為氯鹼的過程中生產氯氣。 也可由鹽酸與二氧化錳反應制得。 氯可以氣體、液體形式存在,也可以以次氯酸的形式溶解在水中。

氯的應用

氯氣在各個行業有著廣泛的應用,包括:

  • 水處理廠使用氯對水進行消毒並殺死有害細菌。
  • 造紙工業使用氯來漂白紙製品。
  • 化學工業使用氯來生產各種化學品,包括 PVC 和溶劑。
  • 家用清潔產品通常含有氯漂白劑作為消毒劑。
  • 氯用於生產許多常見產品,包括塑料、紡織品和藥品。

接觸氯氣的危害

氯可能有劇毒,接觸高濃度氯會導致嚴重的健康問題,包括呼吸窘迫甚至死亡。 氯氣在加壓或冷卻時具有爆炸性,並可與水分反應生成腐蝕性次氯酸。 氯氣暴露可通過吸入、攝入或皮膚接觸發生。

氯的迷人歷史

  • 1774 年,一位名叫 Carl Wilhelm Scheele 的瑞典藥劑師首次發現了氯。
  • 他描述了鹽酸與二氧化錳反應後產生的黃綠色氣體。
  • 漢弗萊·戴維爵士 (Sir Humphry Davy) 於 1810 年將這種氣體識別為一種元素,並根據其顏色的希臘詞“khloros”將其命名。

早期使用和生產

  • 氯在被認為是一種元素之前就已經被使用了。
  • 古希臘人和羅馬人使用氯和鹽酸的混合物來漂白布料和給水消毒。
  • 18世紀,氯氣由鹽酸與二氧化錳反應制得。
  • 後來在漂白粉中加入鹽酸制得。
  • 19世紀,氯的產量大幅增加,每年約生產35,000噸。

科學與研究中的氯

  • 氯是一種高反應性元素,在自然界中以化合物形式存在。
  • 它是製備各種化合物(包括氯化物和氯酸鹽)的關鍵元素。
  • 氯還用於製造許多產品,包括殺蟲劑、塑料和藥品。
  • 儘管氯具有強大而活躍的性質,但它是生命必不可少的元素,因為它是葉綠素(植物中發現的綠色色素)的關鍵成分。

戰爭和軍火庫中的氯

  • 氯在第一次世界大戰期間被用作化學武器而聞名。
  • 它以氣體形式釋放,對士兵造成嚴重的呼吸系統損傷。
  • 氯氣在第二次世界大戰中也被用作化學武器庫的一部分。
  • 時至今日,氯氣仍被用於製造化學武器,並被列入許多國家的武器庫。

水處理和消耗中的氯

  • 氯通常用於對水進行消毒並殺死有害細菌和病毒。
  • 它以百萬分之一 (ppm) 的小比例添加到水中,被認為可以安全食用。
  • 儘管它用於水處理,但有些人擔心食用氯可能對健康造成影響。
  • 氯還用於生產瓶裝水和其他飲料。

儲存和運輸中的氯

  • 氯是一種高活性和易揮發的元素,必須小心儲存和運輸。
  • 它通常儲存在裝有安全裝置的鋼瓶中,以防止洩漏和溢出。
  • 氯氣由能夠安全處理該元素的技術交付公司交付給工業用戶。
  • 儘管氯具有潛在危害,但它是許多行業和產品中常見且必不可少的元素。

氯:它從哪裡來?

  • 氯是一種化學元素,少量自然存在於地殼中。
  • 它存在於自然界中,溶解在海水中的鹽和鹽礦的沉積物中。
  • 氯也存在於某些礦物質以及一些湖泊和死海水中。
  • 據分析,氯是地殼中第 21 位最豐富的元素。

電解工藝

  • 電解過程涉及使電流通過液體或溶液以產生化學反應。
  • 在生產氯氣的情況下,使用鹽水(溶解的氯化鈉)溶液。
  • 將溶液置於電解池中,電解池包含隔膜或隔膜以分隔陽極室和陰極室。
  • 當電流通過溶液時,在陽極產生氯氣,在陰極產生氫氣。
  • 然後收集氯氣,通常排放氫氣。
  • 該過程需要大量能量並產生大量熱量。
  • 產生的氯氣通常不純,含有少量其他化合物,例如鹽酸和氧氣。
  • 這些雜質可以通過改用不同的生產方法或進一步處理氯氣來去除。

其他生產方法

  • 氯氣也可由鹽酸和二氧化錳或鹽酸和硫酸與某些礦物質反應制得。
  • 這些方法不太常見並且需要更高濃度的氯。
  • 在某些自然環境中,例如火山區或鹽湖,氯氣也可能以氣體形式存在。
  • 然而,這些環境中的氯濃度遠低於通過工業方法產生的氯濃度。

儲量與比較

  • 氯是一種儲量豐富的元素,估計儲量約為 1.5 億噸。
  • 相比之下,鉀、鈉等其他重要元素的儲量要大得多。
  • 氯具有很高的反應活性,在自然界中很少以游離形式存在。
  • 相反,它通常存在於與其他元素的化合物中,例如氯化鈉(食鹽)或鹽酸。

氯的多種用途

氯以其對水進行消毒的能力而聞名,使人們可以安全飲用。 該過程涉及向水中添加氯化合物,這些化合物反應形成次氯酸和次氯酸根離子。 這些化合物在殺死細菌、病毒和其他可能導致疾病的有害微生物方面非常有效。 氯氣還用於污水和工業廢物的處理,以去除有機物和防止腐敗。

漂白和造紙

氯通常用作紙張和布料生產中的漂白劑。 該過程包括向紙漿中添加二氧化氯或氯化有機和無機化合物,這有助於分解木質素和其他雜質。 這會產生一種純淨的白色產品,適用於從建築到食品包裝的一系列應用。

冷卻塔和金屬生產

氯還用於冷卻塔和金屬生產。 在這些應用中,氯氣通常用於防止可能導致腐蝕和其他損壞的細菌和其他微生物的生長。 氯還用於乙烯基和其他化合物的生產,以及絕緣材料和其他工業材料的製造。

醫療和家庭清潔

氯是許多醫療和家用清潔產品(包括漂白劑)中的常見成分。 家用漂白劑是溶解在水中的氯,可高效殺死細菌和其他有害微生物。 氯還用於生產醫院和其他醫療設施中使用的消毒劑和滅菌劑。

動物飼料和生物膜開發

氯還用於動物飼料的生產,以及生物膜和其他微生物群落的開發。 在這些應用中,氯用於控制有害細菌和其他微生物的傳播,從而促進在各種生物過程中發揮重要作用的有益生物的生長。

紙張和清潔用品

氯還用於造紙和清潔產品的生產。 在這些應用中,氯被用來漂白和消毒材料,生產出純淨無菌的產品,可在各種環境中安全使用。 許多公司在其日常製造過程中使用氯,因為它非常有效並可顯著降低污染和其他危害的風險。

氯氣危害:不要被燙傷!

  • 接觸低濃度的氯會導致鼻子、喉嚨和眼睛受到刺激。
  • 在更高的濃度下,吸入氯氣可能會導致呼吸頻率和咳嗽發生變化,並損害肺部。
  • 吸入較高濃度的氯氣 (>15 ppm) 會迅速導致呼吸窘迫,伴有氣道收縮和肺部積液(肺水腫)。
  • 氯具有劇毒,可能對健康造成潛在的嚴重影響。
  • 氯氣對眼睛、鼻子和喉嚨有強烈的刺激性,可導致嚴重的眼睛和呼吸系統損傷。
  • 氯氣也是一種強氧化劑,可以與多種材料發生反應,生成具有高反應性和潛在爆炸性的混合物。
  • 氯氣是一種腐蝕性物質,與皮膚或眼睛接觸會導致嚴重灼傷和組織損傷。
  • 氯氣還可以與水反應生成鹽酸,鹽酸具有很強的腐蝕性,與皮膚或眼睛接觸會導致嚴重灼傷和組織損傷。

火災和爆炸危險

  • 氯氣具有很高的反應性,與鋁、鋅、二乙基鋅、鈣等多種材料接觸後會燃燒或爆炸。
  • 氯氣還可以與氫氣反應生成爆炸性混合物。
  • 氯氣可以點燃其他易燃或可燃材料,例如燃料、油和氣體。
  • 氯氣會產生具有高度刺激性和潛在毒性的煙霧。
  • 氯氣還可以與其他氧化劑反應,生成高反應性和潛在爆炸性混合物。
  • 氯氣是一種高度氧化物質,與許多常見材料接觸後會引起火災和爆炸。
  • 氯氣還可以與有機材料發生反應,產生有毒且具有潛在爆炸性的混合物。

處理和儲存危險

  • 氯氣是一種高反應性和腐蝕性物質,需要特殊的處理和儲存程序。
  • 氯氣必須儲存在乾燥、涼爽、通風良好的區域,遠離過熱、火花和火焰。
  • 氯氣必須儲存在由鋼或其他與氯氣相容的材料製成的容器中。
  • 必須小心處理氯氣,以免接觸到眼睛、皮膚和呼吸系統。
  • 氯氣只能在通風良好的區域使用,並配備適當的個人防護設備和吸收劑。
  • 氯氣只能由熟悉氯氣相關危害和風險的經過培訓且經驗豐富的人員運輸和處理。
  • 氯氣必須與不相容的材料(例如氧化劑、燃料和有機材料)分開儲存和處理。
  • 必鬚根據所有適用的法規、警報和指南(包括 TSP 和 MMG 有毒物質醫療管理指南)存儲和處理氯氣。

存在和反應性危害

  • 氯氣是一種高反應性物質,可以與多種材料發生反應,產生有毒且具有潛在爆炸性的混合物。
  • 氯氣是一種強氧化劑,會引起其他物質的反應性和性質發生變化。
  • 氯氣可與水反應生成鹽酸,鹽酸具有很強的腐蝕性,與皮膚或眼睛接觸可導致嚴重灼傷和組織損傷。
  • 氯氣可與其他氧化劑反應,生成高反應性和潛在爆炸性混合物。
  • 氯氣可與有機材料發生反應,生成有毒且具有潛在爆炸性的混合物。
  • 氯氣可與金屬(例如鋁和鋅)發生反應,生成具有高反應性和潛在爆炸性的混合物。
  • 氯氣可與氫氣反應生成爆炸性混合物。
  • 氯氣可與多種其他物質發生反應,生成高反應性和潛在爆炸性混合物。

簡介和支持危害

  • 氯氣是一種高度危險的物質,需要特殊的處理和儲存程序。
  • 氯氣是一種強氧化劑,可導致其他物質的反應性和性質發生變化。
  • 氯氣是一種高反應性物質,可以與多種材料發生反應,產生有毒且具有潛在爆炸性的混合物。
  • 氯氣是一種腐蝕性物質,與皮膚或眼睛接觸會導致嚴重灼傷和組織損傷。
  • 氯氣是一種劇毒物質,接觸後會對健康造成嚴重影響。
  • 氯氣是一種高度危險的物質,需要特殊培訓、設備和程序才能安全處理和儲存。
  • 氯氣是一種高度危險的物質,用於許多領域和應用,包括水處理、能源生產、材料合成等。
  • 氯氣是一種高度危險的物質,眾所周知,它與多種其他物質不相容,包括許多常見材料。

當氯氣襲擊時:治療氯氣中毒

氯是一種高反應性化學物質,接觸後會對身體造成嚴重傷害。 如果您懷疑您或您認識的人接觸過氯,那麼識別氯中毒的症狀很重要,其中包括:

  • 眼睛、鼻子和喉嚨有燒灼感
  • 咳嗽和喘息
  • 胸痛和呼吸困難
  • 噁心和嘔吐
  • 皮膚刺激和燒傷
  • 頭痛和頭暈
  • 心跳加快和低血壓

立即採取行動

如果您或您認識的人接觸過氯氣並出現上述任何症狀,請務必立即採取行動。 以下是您可以採取的一些步驟:

  • 立即將受影響的人轉移到空氣新鮮的地方。
  • 脫掉任何被污染的衣服,用水沖洗受影響的皮膚至少 15 分鐘。
  • 如果眼睛受到影響,請將眼瞼撐開,用水沖洗至少 15 分鐘。
  • 立即撥打 911 或就醫。

氯氣中毒的醫療

氯中毒可能是醫療急症,盡快就醫很重要。 以下是一些可以在醫院進行的治療:

  • 氧氣療法有助於緩解呼吸困難
  • 支氣管擴張劑打開呼吸道
  • 靜脈輸液以幫助脫水
  • 減少體內炎症的類固醇
  • 抗組胺藥減少過敏反應
  • 緩解不適的止痛藥

預防氯氣中毒

治療氯中毒的最佳方法是首先防止它發生。 以下是一些降低暴露風險的提示:

  • 使用氯時,務必小心處理氯並穿戴防護服和設備。
  • 在通風良好的地方使用氯氣。
  • 切勿將氯與其他化學品混合,尤其是氨,因為這會產生有毒煙霧。
  • 將氯氣存放在遠離兒童和寵物的安全位置。
  • 使用氯時,請遵循所有安全準則和說明。

請記住,氯中毒可能是嚴重的醫療緊急情況。 如果您懷疑您或您認識的人受到氯的影響,請立即就醫。

結論

因此,氯是一種化學元素,可用於對水進行消毒並生產我們每天使用的許多產品。 它也用於戰爭,所以要小心! 了解氯及其反應的化學物質的危險性很重要,這樣您才能保護自己。 所以,不要害怕提出問題並獲取正確的信息。 你能行的!

Lakeside Smokers 的創始人 Joost Nusselder 是一名內容營銷人員,父親喜歡嘗試以燒烤吸煙(和日本料理!)為核心的新食物,並與他的團隊一起創作了深入的博客文章。 2016 年幫助忠實讀者提供食譜和烹飪技巧。