Clo khí: Công thức, tác dụng, công dụng và rủi ro

Khí clo (dichlor, clo diatomic, clo phân tử hoặc đơn giản là clo) là một loại khí màu vàng lục, có mùi hăng và ngột ngạt, không cháy ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển.

Nó là nguyên tố có ái lực điện tử cao nhất và độ âm điện cao thứ ba, chỉ sau oxy và flo. Nó là cực kỳ phản ứng và một tác nhân oxy hóa mạnh.

Khả năng oxy hóa cao của clo nguyên tố dẫn đến sự phát triển của chất tẩy trắng và chất khử trùng thương mại, cũng như thuốc thử cho nhiều quá trình trong ngành hóa chất.

Ở dạng ion clorua, clo là cần thiết cho tất cả các loài sống được biết đến. Nhưng clo nguyên tố ở nồng độ cao là cực kỳ nguy hiểm và độc hại đối với tất cả các sinh vật sống, đó là lý do tại sao nó được sử dụng trong Chiến tranh thế giới thứ nhất như là tác nhân chiến tranh hóa học khí đầu tiên.

Nó độc hại khi hít phải. Về lâu dài, việc hít phải nồng độ thấp, hoặc hít phải ngắn hạn nồng độ khí clo cao, có ảnh hưởng có hại cho sức khỏe.

Hơi nặng hơn nhiều so với không khí và có xu hướng lắng ở những khu vực thấp. Nó không cháy, nhưng hỗ trợ đốt cháy.

Nó ít tan trong nước. Tiếp xúc với chất lỏng không được kiểm soát có thể gây ra đóng băng bằng cách làm mát bay hơi.

Nó được sử dụng để làm sạch nước, làm trắng bột gỗ và làm các hóa chất khác.

Công thức

Công thức : Cl-Cl

Số CAS : 7782-50-5

Cấu trúc 2D

Các tính năng

Tính chất hóa lý

Khí clo thuộc nhóm phản ứng của các tác nhân oxy hóa mạnh. Các hợp chất này thường phản ứng mạnh mẽ với các hợp chất khác.

Clo khí cũng thuộc nhóm phản ứng của các tác nhân halogen hóa mạnh, chúng chuyển một hoặc nhiều nguyên tử halogen sang hợp chất mà chúng đang phản ứng.

Các tác nhân halogen hóa thường có tính axit và do đó phản ứng, trong một số trường hợp dữ dội, với các bazơ.

Nhiều trong số các hợp chất này phản ứng với nước và phản ứng với không khí. Các halogen có độ âm điện cao và là chất oxy hóa mạnh.

Cảnh báo phản ứng

Khí clo là một tác nhân oxy hóa mạnh. Phản ứng với nước. Nước hòa tan clo khí, tạo thành hỗn hợp axit clohydric và axit hypochlorous.

Tính dễ cháy

Nó có thể đốt cháy các vật liệu dễ cháy khác (gỗ, giấy, dầu, v.v.). Trộn với nhiên liệu có thể gây nổ. Bình chứa có thể phát nổ khi tiếp xúc với đám cháy. Có nguy cơ nổ (và ngộ độc) do sự tích tụ hơi của nó trong nhà, trong cống rãnh hoặc trong không khí mở.

Hỗn hợp hydro và clo (5-95%) có thể phát nổ do tác động của hầu hết mọi dạng năng lượng (nhiệt, ánh sáng mặt trời, tia lửa, v.v.).

Phát ra khói độc hại cao khi đun nóng. Khi kết hợp với nước hoặc hơi nước, nó tạo ra hơi độc và ăn mòn axit clohydric.

Khả năng phản ứng

Clo phản ứng bùng nổ với (hoặc hỗ trợ đốt cháy) nhiều vật liệu phổ biến.

Clo đốt cháy thép ở 100 ° C với sự có mặt của bồ hóng, rỉ sét, carbon hoặc các chất xúc tác khác.
Len thép nhẹ khô ở 50 ° C.
Bật sulfide ở nhiệt độ phòng.
Ánh sáng (ở dạng lỏng) cao su tự nhiên và tổng hợp.
Bật Trialkylborane và vonfram dioxide.
Nó được đốt cháy khi tiếp xúc với hydrazine, hydroxylamine và canxi nitride.
Nó được đốt cháy hoặc khai thác với arsine, phosphine, silane, diborane, stibnite, phốt pho đỏ, phốt pho trắng, boron, than hoạt tính, silicon, asen.
Nó gây ra sự đánh lửa và một vụ nổ mềm khi nó sủi bọt qua metanol lạnh.
Nó phát nổ hoặc bốc cháy nếu trộn quá nhiều với amoniac và nóng lên.
Hình thành nitơ trichloride nổ khi tiếp xúc với thuốc thử Biuret bị nhiễm axit cyanuric.
Dễ dàng tạo thành các dẫn xuất nổ của N-chloro với aziridine.

Clo (ở dạng lỏng hoặc khí) phản ứng với:

Rượu (vụ nổ)
Đúc nhôm (nổ)
Silanes (vụ nổ)
Pentafluoride brom
Carbon disulfide (vụ nổ được xúc tác bởi sắt)
Clo-2-propyne (clo dư gây ra vụ nổ)
Dibutyl phthalate (vụ nổ ở 118 ° C)
Diethyl ether (lit)
Kẽm ăn kiêng (lit)
Glycerol (vụ nổ ở 70-80 ° C)
Metan trên oxit thủy ngân màu vàng (vụ nổ)
Acetylene (vụ nổ bắt đầu bởi ánh sáng mặt trời hoặc sưởi ấm)
Ethylene trên thủy ngân, oxit thủy ngân (I) hoặc bạc oxit (I) (vụ nổ do nhiệt hoặc ánh sáng)
Xăng (phản ứng tỏa nhiệt và sau đó kích nổ)
Hỗn hợp natri hydroxit và naphta (vụ nổ dữ dội)
Kẽm clorua (phản ứng tỏa nhiệt)
Sáp (vụ nổ)
Hydrogen (vụ nổ bắt đầu bởi ánh sáng)
Cacbua sắt
Urani và zirconi
Hydrua natri, kali và đồng
Tin
Bột nhôm
Bột Vanadi
Tấm nhôm
Tinsel
Tấm đồng
Bột canxi
Dây sắt
Bột mangan
Kali
Bột antimon
Bismuth
Germanium
Magiê
Natri
Kẽm

Độc tính

Khí clo là độc hại, và có thể gây tử vong nếu hít phải. Tiếp xúc có thể gây bỏng da và mắt, cũng như viêm phế quản hoặc bệnh phổi mãn tính.

Công dụng

Khoảng 15.000 hợp chất clo được sử dụng thương mại ngày nay. Natri clorua là hợp chất clo phổ biến nhất và là nguồn chính của clo và axit clohydric cho ngành công nghiệp hóa học khổng lồ của clo.

Trong số tất cả clo nguyên tố được sản xuất, khoảng 63% được sử dụng trong sản xuất các hợp chất hữu cơ, 18% trong sản xuất các hợp chất clo vô cơ và 19% clo còn lại được sản xuất được sử dụng cho các sản phẩm tẩy trắng và khử trùng.

Trong số các hợp chất hữu cơ quan trọng nhất về khối lượng sản xuất là 1, 2-dichloroethane và vinyl clorua (chất trung gian trong sản xuất PVC), metyl clorua, metylen clorua, cloroform, clorua vinylidene, trong số những người khác.

Các hợp chất vô cơ chính bao gồm HCl, Cl2O, HCl, NaClO3, AlCl3, SiCl4, SnCl4, PCl3, PCl5, POCl3, AsCl3, SbCl3, SbCl5, BiCl3, S2Cl2, SCl2, SOC3, IC3, FeCl3, ZnCl2, và nhiều hơn nữa.

Khí clo được sử dụng trong các hoạt động tẩy trắng công nghiệp, xử lý nước thải, sản xuất máy tính bảng để khử trùng clo cho bể bơi hoặc trong chiến tranh hóa học.

Khí clo (được gọi là bertholite) lần đầu tiên được sử dụng làm vũ khí trong Thế chiến I bởi Đức.

Sau lần sử dụng đầu tiên, cả hai bên trong cuộc xung đột đã sử dụng clo làm vũ khí hóa học, nhưng nó đã sớm được thay thế bằng khí phosgene và mù tạt, gây tử vong nhiều hơn.

Khí clo cũng được sử dụng trong Chiến tranh Iraq ở tỉnh Anbar năm 2007.

Tác dụng lâm sàng

Khí clo là một trong những phơi nhiễm hít phải kích thích nghề nghiệp và môi trường phổ biến nhất. Các nghiên cứu gần đây đã báo cáo rằng hỗn hợp thuốc tẩy (thuốc tẩy, được sản xuất chủ yếu dựa trên natri hypochlorite) với các sản phẩm làm sạch khác, là nguyên nhân phổ biến nhất (21% trường hợp) phơi nhiễm đơn lẻ do hít phải được báo cáo tại các trung tâm độc chất của Hoa Kỳ.

Các tác dụng độc hại chính là do chấn thương mô cục bộ chứ không phải do hấp thụ toàn thân. Người ta tin rằng tổn thương tế bào là kết quả của quá trình oxy hóa của các nhóm chức năng trong các thành phần tế bào; đến các phản ứng với nước của các mô để tạo thành axit hypochlorous và axit clohydric; và việc tạo ra các gốc oxy tự do (mặc dù ý tưởng này hiện đang gây tranh cãi).

Trong ngộ độc nhẹ đến trung bình, ho, khó thở, đau ngực, cảm giác nóng rát ở cổ họng và vùng phía sau, buồn nôn hoặc nôn, kích thích mắt và mũi, ngạt, yếu cơ, chóng mặt, khó chịu ở bụng và đau đầu.

Trong ngộ độc nặng, có: phù đường hô hấp trên, co thắt thanh quản, phù phổi nặng, viêm phổi, thiếu oxy kéo dài, suy hô hấp, tổn thương phổi cấp tính và nhiễm toan chuyển hóa.

Phơi nhiễm mãn tính với khí clo là một trong những nguyên nhân thường gặp nhất của bệnh hen suyễn nghề nghiệp. Nó có thể gây khó thở, đánh trống ngực, đau ngực, rối loạn chức năng phản ứng của đường hô hấp trên, xói mòn men răng và tăng tỷ lệ mắc hội chứng virus. Tiếp xúc mãn tính với 15 ppm tạo ra ho, ho ra máu, đau ngực và đau họng.

Tiếp xúc với da có thể gây ban đỏ, đau, kích ứng và bỏng da. Phơi nhiễm nghiêm trọng có thể gây trụy tim mạch và ngừng hô hấp. Ở nồng độ cao, ngất và tử vong gần như ngay lập tức có thể xảy ra. Clo (dưới dạng hypochlorite) gây quái thai ở động vật thí nghiệm.

Bảo mật và rủi ro

Các tuyên bố nguy hiểm của Hệ thống hài hòa toàn cầu về phân loại và ghi nhãn các sản phẩm hóa học (SGA).

Hệ thống hài hòa toàn cầu để phân loại và dán nhãn hóa chất (SGA) là một hệ thống được quốc tế đồng ý, do Liên Hợp Quốc tạo ra để thay thế các tiêu chuẩn phân loại và ghi nhãn khác nhau được sử dụng ở các quốc gia khác nhau thông qua việc sử dụng các tiêu chí toàn cầu nhất quán (Liên hợp quốc Hoa, 2015).

Các nhóm nguy hiểm (và chương tương ứng của GHS), các tiêu chuẩn phân loại và ghi nhãn và các khuyến nghị đối với clo dạng khí là như sau (Cơ quan Hóa chất Châu Âu, 2017, Liên Hợp Quốc, 2015, PubChem, 2017):