氯气在生活中的应用 氯气对人体的危害有哪些

2017-11-08 08:37 来源:网友分享

一、氯气发现的历史

  氯气的发现应归功于瑞典化学家舍勒。

  舍勒是18世纪中后期欧洲的一位相当出名的科学家,他从少年时代起就在药房当学徒,他迷恋实验室工作,在仪器、设备简陋的实验室里他做了大量的化学实验,涉及内容非常广泛,发明也非常多。他以其短暂而勤奋的一生,对化学做出了突出的贡献,赢得了人们的尊敬。

  舍勒发现氯气是在1774年,当时他正在研究软锰矿(二氧化锰)。当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时,产生了一种黄绿色的气体,这种气体的强烈的刺激性气味使舍勒感到极为难受。

  舍勒制备出氯气以后,把它溶解在水里,发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用;他还发现氯气能与金属或金属氧化物发生化学反应。从1774年舍勒发现氯气以后,到1810年,许多科学家先后对这种气体的性质进行了研究。这期间,氯气一直被当作一种化合物。直到1810年,戴维经过大量实验研究,才确认这种气体是由一种化学元素组成的物质。他将这种元素命名为chlorine。这个名称来自希腊文,有“绿色的”意思。中国早年的译文将其译作“绿气”,后改为氯气。

二、氯气的物理性质

  状态

  通常情况下为有强烈刺激性气味的

  黄绿色的有毒气体。

  密度

  氯气密度是空气密度的2.5倍,标况下ρ=3.21kg/m³。

  易液化

  熔沸点较低,常温常压下,熔点为-101.00℃,沸点-34.05℃,常温下把氯气加压至600~700kPa或在常压下冷却到-34℃都可以使其变成液氯,液氯即Cl₂,液氯是一种油状的液体,其与氯气物理性质不同,但化学性质基本相同。

  溶解性

  可溶于水,且易溶于有机溶剂

  (例如:四氯化碳),难溶于饱和食盐水。1体积水在常温下可溶解2体积氯气,形成黄绿色氯水,密度为 3.170g/L,比空气密度大。

  结构

  原子结构:氯原子最外层有7个电子,反应中易得到1个电子或共用一个电子对达到稳定结构(共价键)

  分子结构:氯分子为双原子分子,分子式Cl₂。

  离子结构:氯离子最外层有8个电子,因而很稳定。

三、氯气对人体有什么危害

  人吸入LCLo: 500 ppm/5M。

  大鼠吸入LC50: 293 ppm/1H。小鼠吸入LC50: 137 ppm/1H。

  氯气吸入后,主要作用于气管、支气管、细支气管和肺泡,导致相应的病变,部分氯气又可由呼吸道呼出。人体对氯的嗅阈为0.06mg/m³; 90mg/m³,可致剧咳; 120~180mg/m³,30~60min可引起中毒性肺炎和肺水肿; 300mg/m³时,可造成致命损害; 3000mg/m³时,危及生命; 高达30000mg/m³时,一般滤过性防毒面具也无保护作用。

  中毒机理:

  氯气吸入后与粘膜和呼吸道的水作用形成氯化氢和新生态氧。氯化氢可使上呼吸道粘膜炎性水肿、充血和坏死; 新生态氧对组织具有强烈的氧化作用,并可形成具细胞原浆毒作用的臭氧。氯浓度过高或接触时间较久,常可致深部呼吸道病变,使细支气管及肺泡受损,发生细支气管炎、肺炎及中毒性肺水肿。由于刺激作用使局部平滑肌痉挛而加剧通气障碍,加重缺氧状态; 高浓度氯吸入后,还可刺激迷走神经引起反射性的心跳停止。氯气中毒不可以进行人工呼吸。

  临床表现

  急性中毒主要为呼吸系统损害的表现。

  a. 起病及病情变化一般均较迅速。

  b. 可发生咽喉炎、支气管炎、肺炎或肺水肿,表现为咽痛、呛咳、咳少量痰、气急、胸闷或咳粉红色泡沫痰、呼吸困难等症状,肺部可无明显阳性体征或有干、湿性罗音。有时伴有恶心、呕吐等症状。

  c. 重症者尚可出现急性呼吸窘迫综合征,有进行性呼吸频速和窘迫、心动过速,顽固性低氧血症,用一般氧疗无效。

  d. 少数患者有哮喘样发作,出现喘息,肺部有哮喘音。

  e. 极高浓度时可引起声门痉挛或水肿、支气管痉挛或反射性呼吸中枢抑制而致迅速窒息死亡。

  f. 病发症主要有肺部继发感染、心肌损害及气胸、纵隔气肿等。

  g. X线检查:可无异常,或有两侧肺纹理增强、点状或片状边界模糊阴影或云雾状、蝶翼状阴影。

  h. 血气分析:病情较重者动脉血氧分压明显降低。

  i.心电图检查:中毒后由于缺氧、肺动脉高压以及植物神经功能障碍等,可导致心肌损害及心律失常。

  眼损害:氯可引起急性结膜炎,高浓度氯气或液氯可引起眼灼伤。

  皮肤损害:液氯或高浓度氯气可引起皮肤暴露部位急性皮炎或灼伤。

  处理

  吸入气体者立即脱离现场至空气新鲜处,保持安静及保暖。眼或皮肤接触液氯时立即用清水彻底冲洗。

  吸入后有症状者至少观察12小时,对症处理。吸入量较多者应卧床休息,吸氧,给舒喘灵气雾剂、喘乐宁(Ventolin)或5%碳酸氢钠加地塞米松等雾化吸入。

  急性中毒时需合理氧疗; 早期、适量、短程应用肾上腺糖皮质激素; 维持呼吸道通畅; 防治肺水肿及继发感染。参见《急性刺激性气体中毒性肺水肿的治疗》

  其他对症处理。

  眼及皮肤灼伤按酸灼伤处理,参见《化学性眼灼伤的治疗》和《化学性皮肤灼伤的治疗》。

四、氯气生活中主要的用途

  用途概述

  ①消毒(自来水常用氯气消毒,1L水里约通入0.002g氯气,消毒原理是其与水反应生成了次氯酸,它的强氧化性能杀死水里的病菌。而之所以不直接用次氯酸为自来水杀菌消毒,是因为次氯酸易分解难保存、成本高、毒性较大,则用氯气消毒可使水中次氯酸的溶解、分解、合成达到平衡,浓度适宜,水中残余毒性较少。)

  ②制盐酸

  ③工业用于制漂白粉或漂粉精。

  ④制多种农药(如六氯环己烷,俗称666。)

  ⑤制氯仿、四氯化碳等有机溶剂

  ⑥制塑料(如聚氯乙烯塑料)等 Cl₂可用来制备多种消毒剂,含Cl的消毒剂有ClO₂,NaClO,Ca(ClO)₂。

  ⑦常用于将FeCl₂氧化成FeCl₃

  ⑧工业用于海水提溴(Cl₂+2NaBr==Br₂+2NaCl)

  漂白

  Cl制成的漂白物很多,一般生活中涉及两种,NaClO和Ca(ClO)₂

  一般来说,消毒液是NaClO,因为其稳定,所以是液态,一般用氯气通入氢氧化钠中制得。但其价格较高,工业漂白不用,常见于84。

  消毒粉则是Ca(ClO)₂,因为其不够稳定一般为固体,是氯气通入石灰乳中制得,价格低廉,用于工业漂白,使用方法是加水溶解有效成分是次氯酸钙,从而漂白。

  保存以上漂白剂时,注意密封干燥,避免阳光直射。因为次氯酸盐在空气中会与二氧化碳、水发生反应,产生次氯酸,次氯酸在光照下分解,从而导致漂白剂失效。

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