淺談-氯氣的“功”與“名”

每次聽到氯氣這個詞,下意識的就只想到他是有毒氣體,畢竟在一戰中,氯氣是用于毒氣戰的,可今天閱讀資料時發現,氯氣原來應用這么廣泛,接下來就帶大家了解一下吧。
氯氣(chlorine)是氯元素形成的一種單質,化學式Cl2。常溫常壓下為黃綠色,有強烈刺激性氣味的劇毒氣體,具有窒息性,密度比空氣大。熔點-101.00℃,沸點-34℃。可溶于水和堿溶液,易溶于有機溶劑(如四氯化碳),難溶于飽和食鹽水 。易壓縮,可液化為黃綠色的油狀液氯。

研究簡史
氯氣的發現:
舍勒發現氯氣是在1774年,當時他正在研究軟錳礦(二氧化錳),當他使軟錳礦與濃鹽酸混合并加熱時,產生了一種黃綠色的氣體,他發現這是一種新的氣體,并具有刺激性。
從1774年舍勒發現氯氣以后,到1810年,許多科學家先后對這種氣體的性質進行了研究。這期間,氯氣一直被當作一種化合物。直到1810年,戴維經過大量實驗研究,才確認這種氣體是由一種化學元素組成的物質。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。

理化性質
物理性質

氯氣物理性質:氯氣化學式為Cl2。常溫常壓下為黃綠色氣體,密度比空氣大,可溶于水,易壓縮經壓縮可液化為金黃色液態氯,用作強氧化劑與氯化劑,氯氣可溶于水,易溶于有機溶劑,難溶于飽和鹽水。

化學性質


漂白性
助燃性
與金屬反應
例如:與鈉的反應:2Na+Cl2=2NaCl
與非金屬單質反應
與有機化合物反應
與無機化合物反應


營養功能
光合作用:
氯氣參與光合作用。在光合作用中,氯作為錳的輔助因子參與水的光解反應。水光解反應是光合作用最初的光化學反應,氯的作用位點在光系統II。研究工作表明,在缺氯條件下,植物細胞的增殖速度降低,葉面積減少,生長量明顯下降(大約60%),但氯并不影響植物體中光合速率。氯不僅為希爾反應放O2所必需,它還能促進光合磷酸化作用。
氣孔運動:
氯對氣孔的開張和關閉有調節作用。當某些植物葉片氣孔開張時,K+流入是由有機酸陰離子(主要是蘋果酸根)作為陪伴離子,這些離子在代謝過程中是靠消耗淀粉產生的;但是對某些淀粉含量不多的作物(如洋蔥),當K+流入保衛細胞時,由于缺少蘋果酸根則需由Cl-作為陪伴離子。
缺氯時,洋蔥的氣孔就不能自如地開關,而導致水分過多地損失。由于氯在維持細胞膨壓、調節氣孔運動方面的明顯作用,從而能增強植物的抗旱能力。
激活酶 :
氯氣參與激活H+-泵ATP酶
抑制病害:
施用含氯肥料對抑制病害的發生有明顯作用。
據報道,2013以前年至少有10種作物的15個品種,其葉、根病害可通過增施含氯肥料而明顯減輕。例如冬小麥的全蝕病、條銹病,春小麥的葉銹病、枯斑病,大麥的根腐病,玉米的莖枯病,馬鈴薯的空心病、褐心病等。
根據研究者的推論,氯能抑制土壤中銨態氮的硝化作用。當施入銨態氮肥時,氯使大多數銨態氮不能被轉化,而迫使作物吸收更多的銨態氮;在作物吸收銨態氮肥的同時,根系釋放出H+離子,使根際酸度增加。
許多土壤微生物由于適宜在酸度較大的環境中大量繁衍,從而抑制了病菌的滋生,如小麥因施用含氯肥料而減輕了全蝕病病害的發生。還有一些研究者從Cl-和NO3-存在吸收上的競爭性來解釋。施含氯肥料可降低作物體內NO3-的濃度,一般認為NO3-含量低的作物很少發生嚴重的根腐病。
其他作用:
在許多陰離子中,Cl-是生物化學性質穩定的離子,它能與陽離子保持電荷平衡,維持細胞內的滲透壓。植物體內氯的流動性很強,輸送速度較快,能迅速進入細胞內,提高細胞的滲透壓和膨壓。滲透壓的提高可增強細胞吸水,并提高植物細胞和組織束縛水分的能力。這就有利于促進植物從外界吸收更多的水分。
氯對酶活性也有影響。氯化物能激活利用谷氨酰胺為底物的天冬酰胺合成酶,促進天冬酰胺和谷氨酸的合成。氯在氮素代謝過程中有重要作用。
適量的氯有利于碳水化合物的合成和轉化。

應用領域

化學工業

化學工業用于生產次氯酸鈉、漂白粉等無機化工產品,以及有機氯化物。
制備環氧丙烷
制備氯化鐵
制備鹽酸
制聚氯乙烯
重單體制法可分為兩種路線,一種是以乙烯為原料的石油路線,即氧氯化法。由石油裂解分離出乙烯,然后用氧氣和HCl(裂解副產物)作用生成的Cl2與乙烯發生氯化反應,生成二氯乙烷,再裂解出氯化氫得氯乙烯。
制漂白物
冶金工業
主要用于生產金屬鈦、鎂等。
電子工業
在電子工業中,高純氯氣主要用于電子工業干刻、光導纖維、晶體生長和熱氧化。
醫藥工業
氯氣常用于制藥,常參與含氯有機化合物的合成。如:馬來酸氨氯地平片。
農藥工業
用作生產高效殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、植物生長刺激劑的原料。
其他方面
用于啤酒廠的污水處理
中國公布了用氯氣對啤酒廠污水進行處理的方法。氯氣價格低廉,用量少,消毒可靠,工藝成熟,是自來水公司普遍使用的消毒劑,氯氣還可以除臭、除微生物,對生物耗氧量和化學耗氧量去除率也很高,可確保回收水質的穩定,因而比較適合啤酒廠污水的處理。
自來水消毒
自來水常用氯氣消毒,1 L水里約通入0.002 g氯氣,消毒原理是其與水反應生成了次氯酸,它的強氧化性能殺死水里的病菌。而之所以不直接用次氯酸為自來水殺菌消毒,是因為次氯酸易分解難保存、成本高、毒性較大,則用氯氣消毒可使水中次氯酸的溶解、分解、合成達到平衡,濃度適宜。
去除乙炔中的硫、磷雜質
乙炔氣是PVC生產的主要原料。工業乙炔氣中,硫、磷是以H2S和H3P氣體形式存在的,這2種氣體超標,會使生產PVC所用的催化劑中毒。利用氯水中的CIO-的強氧化性,對乙炔氣進行噴淋洗滌,可除去H2S和H3P。
安全措施
中毒處理
吸入氣體者立即脫離現場至空氣新鮮處,保持安靜及保暖。眼或皮膚接觸液氯時立即用清水沖洗。
吸入后有癥狀者至少觀察12小時,對癥處理。吸入量較多者應臥床休息,吸氧,給舒喘靈氣霧劑、喘樂寧(Ventolin)或5%碳酸氫鈉加地塞米松等霧化吸入。
急性中毒時需合理氧療;早期、適量、短程應用腎上腺糖皮質激素;維持呼吸道通暢;防治肺水腫及繼發感染。
危害防治
1.不能選用存在缺陷的設備和部件,各設備和部件要定期檢測和檢驗;
2.加強工藝管理,嚴格控制工藝指標,發現問題必須及時檢查和處理;
3.加強事故氯處理裝置的管理和檢修,相關裝置采用多路電源供電,定期清洗事故氯處理裝置,機泵定期試車;
4.為了及時發現氯氣泄漏,在生產、儲存、輸送和使用的崗位都要安裝氯氣報警器,一旦氯氣泄漏,可及早發現,防止事故擴大,并在液化崗位安裝電視監控和堿液噴淋裝置;

儀器推薦



JC-ADT
固定式氯氣探測器

產品簡介
INTRODUCTION
JC-ADT是一款隔爆型、24小時在線監測的有毒氣體檢測儀,儀器采用進口傳感器,可實現數據實時傳輸,響應速度快,測量精度高,穩定性好,多種信號輸出,可兼容現場DCS、PLC等控制系統,也可以作為單機控制使用,一體化聲光報警器。儀器外殼采用防爆合金金屬外殼,同時有多重電路保護功能可防止人為因素導致的儀器損壞,本儀器廣泛應用于石油化工、電力消防、管井隧道,污水處理等各種工業環境以及特殊環境。



MP100
氯氣檢測儀
產品簡介
INTRODUCTION
MP100單一氣體檢測儀可對包括氧氣在內的超過21種有毒有害氣體進行準確測量。雙按鍵操作簡單方便;可視性顯示,輕松感知儀器信息;堅固和可靠的外殼設計,保證在惡劣條件下都可以輕松應對;使用者可以通過紅色LEDs快速得知報警信息。功能測試和標定操作可以通過手動輕松完成,亦可通過MP300T1自動校準與管理平臺進行管理。因此MP100可以被廣泛的應用在石油石化,冶金,化工等行業,用于進行人員保護以及氣體檢測。

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