氯氣對人體的危害有哪些

氯氣，化學(xué)式為Cl?。常溫常壓下為黃綠色，有強(qiáng)烈刺激性氣味的劇毒氣體，密度比空氣大，可溶于水，易壓縮,可液化為黃綠色的油狀液氯，是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一，可用作為強(qiáng)氧化劑。下面就一起來學(xué)習(xí)一下吧。

目錄氯氣對人體的危害有哪些氯氣的化學(xué)性質(zhì)氯氣的發(fā)現(xiàn)氯氣的生產(chǎn)氯氣的制取方法

1氯氣對人體的危害有哪些

　　急性中毒主要為呼吸系統(tǒng)損害的表現(xiàn)。

　　a. 起病及病情變化一般均較迅速。

　　b. 可發(fā)生咽喉炎、支氣管炎、肺炎或肺水腫，表現(xiàn)為咽痛、嗆咳、咳少量痰、氣急、胸悶或咳粉紅色泡沫痰、呼吸困難等癥狀，肺部可無明顯陽性體征或有干、濕性羅音。有時伴有惡心、嘔吐等癥狀。

　　c. 重癥者尚可出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征,有進(jìn)行性呼吸頻速和窘迫、心動過速，頑固性低氧血癥,用一般氧療無效。

　　d. 少數(shù)患者有哮喘樣發(fā)作，出現(xiàn)喘息，肺部有哮喘音。

　　e. 極高濃度時可引起聲門痙攣或水腫、支氣管痙攣或反射性呼吸中樞抑制而致迅速窒息死亡。

　　f. 病發(fā)癥主要有肺部繼發(fā)感染、心肌損害及氣胸、縱隔氣腫等。

　　g. X線檢查：可無異常，或有兩側(cè)肺紋理增強(qiáng)、點狀或片狀邊界模糊陰影或云霧狀、蝶翼狀陰影。

　　h. 血氣分析：病情較重者動脈血氧分壓明顯降低。

　　i.心電圖檢查：中毒后由于缺氧、肺動脈高壓以及植物神經(jīng)功能障礙等，可導(dǎo)致心肌損害及心律失常。

　　眼損害：氯可引起急性結(jié)膜炎，高濃度氯氣或液氯可引起眼灼傷。

　　皮膚損害：液氯或高濃度氯氣可引起皮膚暴露部位急性皮炎或灼傷。

2氯氣的化學(xué)性質(zhì)

　　一、毒性

　　氯氣是一種有毒氣體，它主要通過呼吸道侵入人體并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和鹽酸，對上呼吸道黏膜造成損傷：次氯酸使組織受到強(qiáng)烈的氧化;鹽酸刺激黏膜發(fā)生炎性腫脹，使呼吸道黏膜浮腫，大量分泌黏液，造成呼吸困難，所以氯氣中毒的明顯癥狀是發(fā)生劇烈的咳嗽。癥狀重時，會發(fā)生肺水腫，使循環(huán)作用困難而致死亡。由食道進(jìn)入人體的氯氣會使人惡心、嘔吐、胸口疼痛和腹瀉。1L空氣中最多可允許含氯氣0.001mg，超過這個量就會引起人體中毒。

　　二、助燃性

　　氯氣的化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，在非金屬中僅次于氟和氧。氯氣支持燃燒，許多物質(zhì)都可在氯氣中燃燒。(除少數(shù)物質(zhì)如碳等)。

3氯氣的發(fā)現(xiàn)

　　氯氣的發(fā)現(xiàn)應(yīng)歸功于瑞典化學(xué)家舍勒。1774年，當(dāng)時他正在研究軟錳礦(二氧化錳)。當(dāng)他使軟錳礦與濃鹽酸混合并加熱時，產(chǎn)生了一種黃綠色的氣體，這種氣體的強(qiáng)烈的刺激性氣味使舍勒感到極為難受。

　　舍勒制備出氯氣以后，把它溶解在水里，發(fā)現(xiàn)這種水溶液對紙張、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用;他還發(fā)現(xiàn)氯氣能與金屬或金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

　　1810年，許多科學(xué)家先后對這種氣體的性質(zhì)進(jìn)行了研究。這期間，氯氣一直被當(dāng)作一種化合物。直到1810年，戴維經(jīng)過大量實驗研究，才確認(rèn)這種氣體是由一種化學(xué)元素組成的物質(zhì)。他將這種元素命名為chlorine。這個名稱來自希臘文，有“綠色的”意思。中國早年的譯文將其譯作“綠氣”，后改為氯氣。

4氯氣的生產(chǎn)

　　技術(shù)發(fā)展史

　　氯氣的生產(chǎn)方法經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程.1774年瑞典化學(xué)家舍勒用軟錳礦(含有二氧化錳)和濃鹽酸作用，首先制得了氯氣：

　　4HCl(濃)+MnO?=加熱= MnCl?+2H?O+Cl?↑

　　然而，由于當(dāng)時還不能夠大量制得鹽酸，故這種方法只限于實驗室內(nèi)制取氯氣.后來法國化學(xué)家貝托雷把氯化鈉、軟錳礦和濃硫酸的混合物裝入鉛蒸餾器中，經(jīng)過加熱制得了氯氣：

　　2NaCl+3H?SO?(濃)+MnO?=加熱=2NaHSO?+MnSO?+2H?O+Cl?↑

　　因為此法原料易得，所以，自1774年舍勒制得氯氣到1836年止，人們一直沿用貝托雷發(fā)明的方法來生產(chǎn)氯氣。

　　1836年古薩格發(fā)明了一種焦化塔，用來吸收路布藍(lán)法生產(chǎn)純堿(Na?CO?)的過程中排出的氯化氫氣體(以前這種含氯化氫的氣體被認(rèn)為是一種廢氣，從古薩格開始，才得到了充分利用)得到鹽酸，從此鹽酸才成為一種比較便宜的酸，可以廣為利用.舍勒發(fā)明的生產(chǎn)氯氣的方法，經(jīng)過改進(jìn)，到此時才成為大規(guī)模生產(chǎn)氯氣的方法.

　　1868年狄肯和洪特發(fā)明了用氯化銅作催化劑，在加熱時，用空氣中的氧氣來氧化氯化氫氣體制取氯氣的方法：

　　4HCl+O?=2H?O+2Cl?↑

　　這種方法被稱為狄肯法(又譯為地康法).

　　上面這些生產(chǎn)氯氣的方法，雖然在歷史上都起過一定的作用，但是它們與電解法生產(chǎn)氯氣相比，無論從經(jīng)濟(jì)效益還是從生產(chǎn)規(guī)模上，都大為遜色.當(dāng)電解法在生產(chǎn)上付諸實用時，上述生產(chǎn)氯氣的方法就逐漸被淘汰了.

　　電解法的誕生要追溯到1833年.法拉第經(jīng)過一系列的實驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)把電流作用在氯化鈉的水溶液時，能夠獲得氯氣：

　　2NaCl+2H?O =2NaOH+H?↑+Cl?↑

　　后來，英國科學(xué)家瓦特也發(fā)現(xiàn)了這種方法，并在1851年獲得了一份關(guān)于生產(chǎn)氯氣的英國專利.但是由于當(dāng)時沒有實用的直流發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生足夠的電流，所以電解法也只能停留在實驗室規(guī)模，不能付諸工業(yè)生產(chǎn)，而被束之高閣.一直到十九世紀(jì)七十至八十年代，出現(xiàn)了比較好的直流發(fā)電機(jī)，電解法才得到廣泛的應(yīng)用。從此，氯氣的工業(yè)生產(chǎn)跨入了一個新紀(jì)元。然而當(dāng)時電解氯氣所使用的電極為汞，致使電解得到的氯氣、氫氣中混有相當(dāng)多的汞蒸氣。這種“汞法制氯”對環(huán)境危害很大，所以新的“離子交換膜法”制取氯氣，更環(huán)保，更節(jié)能。(汞法制氯至今仍是制取氯氣的主流方法，如2010年中國有46%的氯氣，2000年西歐50.1%的氯氣都為此法生產(chǎn)的)[6]

　　氯氣液化

　　氯氣通?？芍苯永?，但為了制取純凈的氯氣，并考慮貯運的方便，而把一部分氯氣進(jìn)行液化制成液氯，用鋼瓶或槽車運往用戶。生產(chǎn)中，將從電解槽出來的熱氯氣(其中含有少量氫、氧和二氧化碳等雜質(zhì))，用冷水洗滌或在換熱器內(nèi)冷凝脫水，再用硫酸干燥(必要時可以液氯洗滌以除去水分和雜質(zhì))，然后送去液化。因濕氯對鐵有腐蝕作用，液化前氯中水分應(yīng)低于50ppm。

　　液氯鋼瓶 氯氣液化的溫度和壓力范圍很大，工業(yè)生產(chǎn)上分為低壓法、中壓法和高壓法。低壓法在氯氣為0.078～0.147MPa(表壓)，冷卻溫度為-35～-40℃下進(jìn)行液化。中壓法在氯氣為0.245～0.49MPa，冷卻溫度為-15～-20℃下進(jìn)行液化。高壓法的氯氣為0.98～1.17MPa,用15～25℃水冷卻即可液化。高壓法比低壓法能耗低，循環(huán)水用量少，但設(shè)備費用較高，適于大規(guī)模生產(chǎn)使用，中、小型氯堿廠多采用中壓法。液化率由氯中含氫量來決定。液化尾氣中含氫不得超過4%(體積)。尾氣含60%～70%的氯氣可作為合成鹽酸、氯苯、次氯酸鹽的原料氣，也可經(jīng)過深度凈化精制，使液化率達(dá)到98%～99%。

5氯氣的制取方法

　　電解

　　1.工業(yè)生產(chǎn)中用直流電電解飽和食鹽水法來制取氯氣：

　　2NaCl+2H?O=通電= H?↑+Cl?↑+2NaOH

　　2.實驗室通常用氧化濃鹽酸的方法來制取氯氣：

　　常見的氧化劑有：MnO?、K?Cr?O?(重鉻酸鉀)、KMnO?、Ca(ClO)?、CoO

　　發(fā)生的反應(yīng)分別是：

　　4HCl(濃)+MnO? =加熱=MnCl?+Cl?↑+2H?O

　　14HCl+K?Cr?O?=2KCl+2CrCl?+7H?O+3Cl?↑

　　16HCl+2KMnO?=2KCl+2MnCl?+8H?O+5Cl?↑

　　[這兩個反應(yīng)用的鹽酸比較稀的話，微熱即可反應(yīng)，沒有鹽酸可用一種非還原性酸和氯化鈉的混合物代替，也可產(chǎn)生氯氣。]

　　4HCl+Ca(ClO)?=CaCl?+2H?O+2Cl?↑{此反應(yīng)需要的鹽酸很稀，1mol/L便可以劇烈反應(yīng)。}

　　H++ClO-+Cl-=H2O+Cl2↑

　　{只要能電離出H的酸即可參加并且發(fā)生此歸中反應(yīng);如：草酸。但由于參加反應(yīng)的酸電離出的H能力的不同，反應(yīng)的速率也會不同。如果此酸為有機(jī)酸，且易揮發(fā)，那么要注意不能在強(qiáng)光照的照射下反應(yīng)，不然氯氣可能會和揮發(fā)出來的有機(jī)酸發(fā)生取代反應(yīng)發(fā)生爆炸或生成有毒物質(zhì)，如：冰醋酸會和氯氣發(fā)生取代反應(yīng)生成氯醋酸(劇毒固體)、二氯醋酸(固體)、三氯醋酸(固體)}

　　如不用濃鹽酸，亦可用NaCl(固體)跟濃硫酸來代替.如：

　　2NaCl+3H?SO?(濃)+MnO?=加熱=2NaHSO?+MnSO?+2H?O+Cl?↑

　　注意：切勿被網(wǎng)絡(luò)上的無知言論欺騙

　　，，因為會生成大量難以分離且易爆炸的ClO。

　　總之，實驗室制氯氣的辦法都圍繞著一個核心：氯離子+氧化劑+酸性環(huán)境，氧化劑的氧化性不強(qiáng)的話還需不同程度加熱。

　　相關(guān)口訣

　　二氧化錳鹽酸逢，隔網(wǎng)熱瓶氯氣生。

　　鹽水硫酸除雜質(zhì)，吸收通入火堿中。

　　解釋

　　(1)二氧化錳鹽酸逢，隔網(wǎng)熱瓶氯氣生：這句的意思是說在實驗室中是用二氧化錳與濃鹽酸在燒瓶中隔石棉網(wǎng)加熱的方法來制取氯氣。

　　(2)鹽水硫酸除雜質(zhì)：“鹽水”指飽和食鹽水，“雜質(zhì)”指混在氯氣中的氯化氫和水蒸氣。這句的意思是說使氣體依次通過飽和食鹽水和濃硫酸分別除掉混在氯氣中的氯化氫和水蒸氣。

　　(3)吸收通入火堿中：的意思是說多余的氯氣必須通入火堿溶液中吸收掉(因為氯氣有毒)。

　　尾氣處理及離子反應(yīng)

　　用NaOH溶液。

　　2OH + Cl? =Clˉ+ ClOˉ + H?O

　　第一個瓶子內(nèi)的是飽和食鹽水是為了除鹽酸。

　　第二個是濃硫酸是為了除水蒸氣。

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