氯气

氯气

氯气是有强烈刺激性气味的剧毒气体,常温常压下为黄绿色,具有窒息性,易溶于有机溶剂,是氯碱工业的主要产品之一。氯气能通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里,会对上呼吸道黏膜造成损害。其主要用于生产塑料、合成纤维、染料、农药、消毒剂漂白剂溶剂以及各种氯化物

中文名氯气

英文名chlorine

别称氯单质

化学式Cl₂

分子量70.90

CAS登录号7782-50-5

EINECS登录号231-959-5

熔点-101℃

沸点-34℃

水溶性可溶于水

密度3.21kg/m³

外观常温常压下为有强烈刺激性气味的黄绿色剧毒气体

闪点不可燃气体闪点无意义

应用杀菌、消毒、漂白

安全性描述有毒气体

危险性符号有毒气体 符号(骷髅和交叉的骨头棒):黑色;底色:白色

危险性描述急性毒性-吸入,类别2皮肤腐蚀/刺激,类别2

危险品运输编号UN 1017     CN 23002

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发现历史

氯气的发现

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,但是当他确信自己制得了一种新气体后,他又感到一种由衷的快乐。

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。我国早年的译文将其译作“绿气”,后改为氯气。

技术发展史

氯气的生产方法经历了漫长的发展过程。1774年瑞典化学家舍勒用软锰矿(含有二氧化锰)和浓盐酸作用,首先制得了氯气,其反应方程式为:

4HCl(浓)+MnO₂=加热= MnCl₂+2H₂O+Cl₂↑

然而,由于当时还不能够大量制得盐酸,故这种方法只限于实验室内制取氯气。后来法国化学家贝托雷把氯化钠、软锰矿和浓硫酸的混合物装入铅蒸馏器中,经过加热制得了氯气,其反应方程式为:

2NaCl+3H₂SO₄(浓)+MnO₂=加热=2NaHSO₄+MnSO₄+2H₂O+Cl₂↑

因为此法原料易得,所以,自1774年舍勒制得氯气到1836年止,人们一直沿用贝托雷发明的方法来生产氯气。

1836年古萨格发明了一种焦化塔,用来吸收路布蓝法生产纯碱(Na₂CO₃)的过程中排出的氯化氢气体(以前这种含氯化氢的气体被认为是一种废气,从古萨格开始,才得到了充分利用)得到盐酸,从此盐酸才成为一种比较便宜的酸,可以广为利用.舍勒发明的生产氯气的方法,经过改进,到此时才成为大规模生产氯气的方法。

1868年狄肯和洪特发明了用氯化铜作催化剂,在加热时,用空气中的氧气来氧化氯化氢气体制取氯气的方法,其反应方程式为:

4HCl+O₂=2H₂O+2Cl₂↑

这种方法被称为狄肯法。(又译为地康法)

上面这些生产氯气的方法,虽然在历史上都起过一定的作用,但是它们与电解法生产氯气相比,无论从经济效益还是从生产规模上,都大为逊色.当电解法在生产上付诸实用时,上述生产氯气的方法就逐渐被淘汰了。

电解法的诞生要追溯到1833年。法拉第经过一系列的实验,发现当把电流作用在氯化钠的水溶液时,能够获得氯气,其反应方程式为:

2NaCl+2H₂O ==2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

后来,英国科学家瓦特也发现了这种方法,并在1851年获得了一份关于生产氯气的英国专利。但是由于当时没有实用的直流发电机以产生足够的电流,所以电解法也只能停留在实验室规模,不能付诸工业生产,而被束之高阁。一直到十九世纪七十至八十年代,出现了比较好的直流发电机,电解法才得到广泛的应用。从此,氯气的工业生产跨入了一个新纪元。然而当时电解制取氯气所使用的电极为汞,致使电解得到的氯气、氢气中混有相当多的汞蒸气。这种“汞法制氯”对环境危害很大,所以新的“离子交换膜法”制取氯气,更环保,更节能。(汞法制氯是制取氯气的主流方法,如2010年中国有46%的氯气,2000年西欧50.1%的氯气都为此法生产的)。

参考资料

  • [1]氯气

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