คลอรีน: ประวัติคุณสมบัติโครงสร้างความเสี่ยงการใช้งาน - เคมี - 2026

คลอรีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีซึ่งเป็นตัวแทนสัญลักษณ์ Cl. ที่สองของฮาโลเจนที่ถูกตั้งอยู่ด้านล่างฟลูออรีนและเป็นครั้งที่สามองค์ประกอบขั้วลบที่สุดของทั้งหมด ชื่อของมันเกิดจากสีเขียวอมเหลืองซึ่งเข้มข้นกว่าฟลูออไรด์

เป็นที่นิยมเมื่อมีคนได้ยินชื่อของคุณสิ่งแรกที่พวกเขานึกถึงคือผลิตภัณฑ์ฟอกสีสำหรับเสื้อผ้าและน้ำในสระว่ายน้ำ แม้ว่าคลอรีนจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในตัวอย่างดังกล่าว แต่ก็ไม่ใช่ก๊าซ แต่เป็นสารประกอบ (โดยเฉพาะไฮโปคลอไรต์) ที่ทำหน้าที่ฟอกสีและฆ่าเชื้อ

ขวดกลมที่มีคลอรีนเป็นก๊าซอยู่ภายใน ที่มา: Larenmclane

ภาพบนแสดงขวดทรงกลมที่มีก๊าซคลอรีน ความหนาแน่นของมันมากกว่าอากาศซึ่งอธิบายได้ว่าเหตุใดจึงยังคงอยู่ในขวดและไม่หลุดออกสู่ชั้นบรรยากาศ เช่นเดียวกับก๊าซที่เบากว่าอื่น ๆ เช่นฮีเลียมหรือไนโตรเจน ในสถานะนี้เป็นสารที่มีพิษร้ายแรงเนื่องจากผลิตกรดไฮโดรคลอริกในปอด

นั่นคือเหตุผลที่คลอรีนเป็นองค์ประกอบหรือก๊าซไม่มีประโยชน์มากมายนอกเหนือจากการสังเคราะห์บางอย่าง อย่างไรก็ตามสารประกอบของมันไม่ว่าจะเป็นเกลือหรือโมเลกุลอินทรีย์ที่มีคลอรีนครอบคลุมการใช้งานที่ดีนอกเหนือไปจากสระว่ายน้ำและเสื้อผ้าสีขาว

ในทำนองเดียวกันอะตอมของมันในรูปของแอนไอออนของคลอไรด์จะพบได้ในร่างกายของเราควบคุมระดับของโซเดียมแคลเซียมและโพแทสเซียมรวมถึงในน้ำย่อย มิฉะนั้นการบริโภคโซเดียมคลอไรด์จะยิ่งทำให้เสียชีวิตได้

คลอรีนเกิดจากการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกลือซึ่งอุดมไปด้วยโซเดียมคลอไรด์ซึ่งเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ได้รับโซเดียมไฮดรอกไซด์และไฮโดรเจน และเนื่องจากทะเลเป็นแหล่งเกลือนี้ที่แทบจะไม่สิ้นสุดจึงมีโอกาสสำรองของธาตุนี้ในไฮโดรสเฟียร์ได้มาก

ประวัติศาสตร์

แนวทางแรก

เนื่องจากก๊าซคลอรีนมีปฏิกิริยาสูงอารยธรรมโบราณจึงไม่เคยสงสัยถึงการมีอยู่ของมัน อย่างไรก็ตามสารประกอบของมันเป็นส่วนหนึ่งของวัฒนธรรมของมนุษยชาติมาตั้งแต่สมัยโบราณ ประวัติของมันเริ่มเชื่อมโยงกับเกลือทั่วไป

ในทางกลับกันคลอรีนเกิดขึ้นจากการปะทุของภูเขาไฟและเมื่อมีคนละลายทองคำใน aqua regia แต่ไม่มีแนวทางแรกใดที่เพียงพอที่จะกำหนดแนวคิดที่กล่าวว่าก๊าซสีเขียวอมเหลืองเป็นองค์ประกอบหรือสารประกอบ

การค้นพบ

การค้นพบคลอรีนเป็นผลมาจากนักเคมีชาวสวีเดน Carl Wilhelm Scheele ซึ่งในปี พ.ศ. 2317 ได้ทำปฏิกิริยาระหว่างแร่ไพโรลูไซท์กับกรดไฮโดรคลอริก (โดยเรียกว่ากรดมูริอาติก)

Scheele ได้รับเครดิตเนื่องจากเขาเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ศึกษาคุณสมบัติของคลอรีน แม้ว่าจะได้รับการยอมรับก่อนหน้านี้ (1630) โดย Jan Baptist van Helmont

การทดลองที่ Scheele ได้รับการสังเกตของเขานั้นน่าสนใจ: เขาประเมินการฟอกสีของคลอรีนบนกลีบดอกไม้สีแดงและสีน้ำเงินรวมทั้งบนใบของพืชและแมลงที่ตายทันที

ในทำนองเดียวกันเขารายงานอัตราการเกิดปฏิกิริยาสูงสำหรับโลหะกลิ่นที่ทำให้หายใจไม่ออกและผลกระทบที่ไม่พึงปรารถนาต่อปอดและเมื่อละลายในน้ำความเป็นกรดจะเพิ่มขึ้น

กรดออกซิมูราติก

จากนั้นนักเคมีพิจารณาว่ากรดเป็นสารประกอบใด ๆ ที่มีออกซิเจน ดังนั้นพวกเขาจึงเข้าใจผิดคิดว่าคลอรีนต้องเป็นก๊าซออกไซด์ นี่คือวิธีที่พวกเขาเรียกมันว่า 'กรดออกซิมูเรียติก' (muriatic acid oxide) ซึ่งเป็นชื่อที่สร้างขึ้นโดย Antoine Lavoisier นักเคมีชื่อดังชาวฝรั่งเศส

จากนั้นในปี 1809 Joseph Louis Gay-Lussac และ Louis Jacques Thénardได้พยายามลดกรดนี้ด้วยถ่าน ปฏิกิริยาที่พวกเขาได้รับโลหะจากออกไซด์ ด้วยวิธีนี้พวกเขาต้องการดึงองค์ประกอบทางเคมีของกรดออกซิมูราติกที่ควรจะเป็น (ซึ่งพวกเขาเรียกว่า 'muriatic acid deflogsticated air'

อย่างไรก็ตาม Gay-Lussac และThénardล้มเหลวในการทดลองของพวกเขา แต่ถูกต้องในการพิจารณาความเป็นไปได้ที่กล่าวว่าก๊าซสีเขียวอมเหลืองจะต้องเป็นองค์ประกอบทางเคมีไม่ใช่สารประกอบ

การรับรู้เป็นองค์ประกอบ

การรับรู้คลอรีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีต้องขอบคุณ Sir Humphry Davy ซึ่งในปีพ. ศ. 2353 ได้ทำการทดลองกับอิเล็กโทรดคาร์บอนและสรุปได้ว่าไม่มีออกไซด์ของกรดมูเรียติกดังกล่าว

และยิ่งไปกว่านั้นเดวี่เป็นผู้ที่ตั้งชื่อ 'คลอรีน' สำหรับองค์ประกอบนี้จากคำภาษากรีก 'chloros' ซึ่งหมายถึงสีเขียวอมเหลือง

ในขณะที่พวกเขาศึกษาคุณสมบัติทางเคมีของคลอรีนพบว่าสารประกอบหลายชนิดเป็นน้ำเกลือในธรรมชาติ ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงตั้งชื่อมันว่า 'ฮาโลเจน' ซึ่งหมายถึงเกลือในอดีต จากนั้นจึงใช้คำว่าฮาโลเจนกับองค์ประกอบอื่น ๆ ในกลุ่มเดียวกัน (F, Br และ I)

Michael Faraday ประสบความสำเร็จในการทำให้คลอรีนเหลวเป็นของแข็งซึ่งเนื่องจากการปนเปื้อนกับน้ำทำให้เกิดไฮเดรต Cl ₂ · H ₂ O

ประวัติที่เหลือของคลอรีนเชื่อมโยงกับคุณสมบัติของสารฆ่าเชื้อและการฟอกขาวจนกระทั่งมีการพัฒนากระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกลือเพื่อผลิตคลอรีนจำนวนมหาศาล

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

ลักษณะทางกายภาพ

เป็นก๊าซสีเขียวขุ่นสีเหลืองขุ่นที่มีกลิ่นฉุนระคายเคือง (คลอรีนเชิงพาณิชย์ที่ได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น) และยังมีพิษร้ายแรงอีกด้วย

เลขอะตอม (Z)

17

น้ำหนักอะตอม

35.45 น.

เว้นแต่จะระบุเป็นอย่างอื่นส่วนที่เหลือของสอดคล้องคุณสมบัติเพื่อวัดปริมาณคลอรีนโมเลกุล Cl 2

จุดเดือด

-34.04ºC

จุดหลอมเหลว

-101.5 ºC

ความหนาแน่น

- ภายใต้สภาวะปกติ 3.2 ก. / ล

- เพียงที่จุดเดือด 1.5624 g / mL

โปรดทราบว่าคลอรีนเหลวมีความหนาแน่นสูงกว่าก๊าซประมาณห้าเท่า นอกจากนี้ความหนาแน่นของไอยังมากกว่าอากาศ 2.49 เท่า นั่นคือเหตุผลที่ในภาพแรกคลอรีนไม่มีแนวโน้มที่จะหลุดออกจากขวดทรงกลมเนื่องจากมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศซึ่งจะอยู่ที่ด้านล่าง ลักษณะนี้ทำให้ก๊าซอันตรายยิ่งขึ้น

ความร้อนของฟิวชั่น

6.406 กิโลจูล / โมล

ความร้อนของการกลายเป็นไอ

20.41 กิโลจูล / โมล

ความจุความร้อนกราม

33.95 J / (โมล K)

ความสามารถในการละลายน้ำ

1.46 g / 100 mL ที่ 0 ºC

ความดันไอ

7.67 atm ที่ 25 ° C ความดันนี้ค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับก๊าซอื่น ๆ

อิเล็ก

3.16 ในระดับ Pauling

พลังงานไอออไนเซชัน

- ขั้นแรก: 1251.2 กิโลจูล / โมล

- วินาที: 2298 กิโลจูล / โมล

- ประการที่สาม: 3822 กิโลจูล / โมล

การนำความร้อน

8.9 ^10-3 W / (ม. K)

ไอโซโทป

คลอรีนเกิดขึ้นในธรรมชาติโดยส่วนใหญ่เป็นไอโซโทปสองไอโซโทป: ³⁵ Cl โดยมีความอุดมสมบูรณ์ 76% และ³⁷ Cl โดยมีความอุดมสมบูรณ์ 24% ดังนั้นน้ำหนักอะตอม (35.45 u) จึงเป็นค่าเฉลี่ยของมวลอะตอมของไอโซโทปทั้งสองนี้โดยมีเปอร์เซ็นต์ความอุดมสมบูรณ์ตามลำดับ

ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีคลอรีนทั้งหมดเป็นของเทียมซึ่ง³⁶ Cl มีความเสถียรมากที่สุดโดยมีครึ่งชีวิต 300,000 ปี

เลขออกซิเดชัน

คลอรีนสามารถมีเลขออกซิเดชันหรือสถานะต่างๆได้เมื่อเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบ เป็นหนึ่งในอะตอมที่มีอิเล็กโตรเนกาติวิตีมากที่สุดในตารางธาตุจึงมักมีเลขออกซิเดชันเป็นลบ ยกเว้นเมื่อมันวิ่งเข้าไปในออกซิเจนหรือฟลูออรีนซึ่งมีออกไซด์และฟลูออไรด์ตามลำดับจะต้อง "สูญเสีย" อิเล็กตรอน

ในเลขออกซิเดชันจะถือว่าการดำรงอยู่หรือการปรากฏตัวของไอออนที่มีขนาดประจุเท่ากัน ดังนั้นเราจึงมี: -1 (Cl ^- , ประจุลบคลอไรด์ที่มีชื่อเสียง), +1 (Cl ⁺ ), +2 (Cl ²⁺ ), +3 (Cl ³⁺ ), +4 (Cl ⁴⁺ ), +5 ( Cl ⁵⁺ ), +6 (Cl ⁶⁺ ) และ +7 (Cl ⁷⁺ ) ในจำนวนนี้ -1, +1, +3, +5 และ +7 เป็นสารที่พบมากที่สุดในสารประกอบคลอรีน

ตัวอย่างเช่นใน ClF และ ClF ₃เลขออกซิเดชันของคลอรีนคือ +1 (Cl ⁺ F ^- ) และ +3 (Cl ³⁺ F ₃ ^- ) ใน Cl ₂ O นี่คือ +1 (Cl ₂ ⁺ O ^2- ); ในขณะที่อยู่ใน ClO ₂ , Cl ₂ O ₃และ Cl ₂ O ₇คือ +4 (Cl ⁴⁺ O ₂ ^2- ), +3 (Cl ₂ ³⁺ O ₃ ^2- ) และ +7 (Cl ₂ ⁷⁺หรือ₇ ^2- )

ในทางกลับกันคลอไรด์ทั้งหมดคลอรีนมีเลขออกซิเดชัน -1; เช่นเดียวกับในกรณีของ NaCl (Na ⁺ Cl ^- ) ซึ่งสามารถบอกได้ว่า Cl ^-มีอยู่เนื่องจากลักษณะไอออนิกของเกลือนี้

โครงสร้างและการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์

โมเลกุลของคลอรีน

โมเลกุลของคลอรีนไดอะตอมแสดงด้วยแบบจำลองการเติมเชิงพื้นที่ ที่มา: Benjah-bmm27 จาก Wikipedia

อะตอมของคลอรีนในสถานะพื้นดินมีการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ดังต่อไปนี้:

3s ² 3p ⁵

ดังนั้นแต่ละตัวจึงมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเจ็ดตัว หากไม่ได้รับพลังงานมากเกินไปจะมีอะตอม Cl แต่ละตัวอยู่ในอวกาศราวกับว่าเป็นหินอ่อนสีเขียว อย่างไรก็ตามแนวโน้มตามธรรมชาติของพวกมันคือการสร้างพันธะโควาเลนต์ระหว่างพวกเขาดังนั้นจึงเสร็จสิ้นการออกเตตเวเลนซ์

โปรดสังเกตว่าพวกมันต้องการอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวเพื่อให้มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนแปดตัวดังนั้นพวกมันจึงสร้างพันธะที่เรียบง่ายเพียงตัวเดียว นี่คืออะตอมที่รวมสองอะตอม Cl เพื่อสร้างโมเลกุล Cl ₂ (ภาพบน), Cl-Cl นั่นคือเหตุผลที่คลอรีนในสภาพปกติและ / หรือบนบกเป็นก๊าซโมเลกุล ไม่ใช่ monatomic เช่นเดียวกับก๊าซมีตระกูล

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล

โมเลกุลCl ₂เป็นโฮโมนิวเคลียร์และอะโพลาร์ดังนั้นปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลจึงถูกควบคุมโดยกองกำลังกระเจิงของลอนดอนและมวลโมเลกุลของมัน ในเฟสของก๊าซระยะทาง Cl ₂ -Cl ₂ค่อนข้างสั้นเมื่อเทียบกับก๊าซอื่น ๆ ซึ่งเมื่อรวมเข้ากับมวลทำให้ก๊าซมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศถึงสามเท่า

แสงสามารถกระตุ้นและส่งเสริมการเปลี่ยนอิเล็กทรอนิกส์ภายในโมเลกุล orbitals ของ Cl ₂ ; จึงมีลักษณะสีเขียวอมเหลืองปรากฏขึ้น สีนี้จะทวีความรุนแรงขึ้นในสถานะของเหลวและบางส่วนจะหายไปเมื่อแข็งตัว

เมื่ออุณหภูมิลดลง (-34 ºC) โมเลกุลของ Cl ₂จะสูญเสียพลังงานจลน์และระยะทาง Cl ₂ -Cl _{2 จะ}ลดลง ดังนั้นสิ่งเหล่านี้จึงรวมตัวกันและสิ้นสุดการกำหนดคลอรีนเหลว สิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นเมื่อระบบถูกทำให้เย็นลงมากขึ้น (-101 ºC) ขณะนี้โมเลกุลของ Cl ₂อยู่ใกล้กันมากจนกำหนดผลึกออร์โธร์โมบิก

ความจริงที่ว่าผลึกคลอรีนมีอยู่บ่งบอกว่าแรงกระจายของมันมีทิศทางเพียงพอที่จะสร้างรูปแบบโครงสร้าง นั่นคือชั้นโมเลกุลของ Cl 2 การแยกชั้นเหล่านี้ทำให้โครงสร้างของมันไม่ได้รับการแก้ไขแม้ภายใต้ความกดดัน 64 GPa และไม่มีการนำไฟฟ้า

จะหาและรับได้ที่ไหน

เกลือคลอไรด์

ผลึกเฮไลท์ที่แข็งแกร่งหรือที่รู้จักกันดีว่าเป็นเกลือทั่วไปหรือเกลือแกง ที่มา: Parent Géry

คลอรีนในสถานะก๊าซไม่สามารถพบได้ทุกที่บนพื้นผิวโลกเนื่องจากมีปฏิกิริยามากและมีแนวโน้มที่จะสร้างคลอไรด์ คลอไรด์เหล่านี้กระจายไปทั่วเปลือกโลกได้ดีและยิ่งไปกว่านั้นหลังจากหลายล้านปีที่ถูกฝนพัดหายไปพวกมันก็เพิ่มคุณค่าให้กับทะเลและมหาสมุทร

ในบรรดาคลอไรด์ทั้งหมด NaCl ของแร่เฮไลท์ (ภาพบน) เป็นสิ่งที่พบมากที่สุดและมีอยู่มากมาย ตามด้วยแร่ธาตุ silvin, KCl และ carnalite, MgCl ₂ · KCl · 6H ₂ O. เมื่อมวลน้ำระเหยไปตามการกระทำของดวงอาทิตย์พวกมันจะทิ้งทะเลสาบเกลือในทะเลทรายซึ่ง NaCl สามารถสกัดเป็นวัตถุดิบได้โดยตรง สำหรับการผลิตคลอรีน

อิเล็กโทรลิซิสของน้ำเกลือ

NaCl ละลายในน้ำเพื่อผลิตน้ำเกลือ (26%) ซึ่งอยู่ภายใต้กระแสไฟฟ้าภายในเซลล์คลอร์อัลคาไล มีปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งเกิดขึ้นในช่องขั้วบวกและแคโทด:

2Cl ^- (aq) => Cl ₂ (g) + 2e ^- (แอโนด)

2H ₂ O (l) + 2e ^- => 2OH ^- (aq) + H ₂ (g) (แคโทด)

และสมการสากลสำหรับปฏิกิริยาทั้งสองคือ:

2NaCl (aq) + 2H ₂ O (l) => 2NaOH (aq) + H ₂ (g) + Cl ₂ (g)

ในขณะที่ปฏิกิริยาดำเนินไปไอออนของ Na ^{+ ที่}เกิดขึ้นที่ขั้วบวกจะย้ายเข้าไปในช่องแคโทดผ่านเยื่อใยหินที่ซึมผ่านได้ ด้วยเหตุนี้ NaOH จึงอยู่ทางด้านขวาของสมการสากล ก๊าซทั้งสอง Cl ₂และ H ₂ถูกรวบรวมจากขั้วบวกและแคโทดตามลำดับ

ภาพด้านล่างแสดงสิ่งที่เพิ่งเขียน:

แผนภาพสำหรับการผลิตคลอรีนด้วยกระแสไฟฟ้าของน้ำเกลือ ที่มา: Jkwchui

โปรดทราบว่าความเข้มข้นของน้ำเกลือจนจบจะลดลง 2% (ผ่าน 24-26%) ซึ่งหมายความว่าส่วนหนึ่งของแอนไอออน Cl ^-เดิมโมเลกุลกลายเป็น Cl 2 ในท้ายที่สุดการทำให้เป็นอุตสาหกรรมของกระบวนการนี้ได้จัดเตรียมวิธีการผลิตคลอรีนไฮโดรเจนและโซเดียมไฮดรอกไซด์

การละลายกรดของ pyrolusite

ตามที่กล่าวไว้ในส่วนประวัติก๊าซคลอรีนสามารถผลิตได้โดยการละลายตัวอย่างแร่ไพโรลูไซท์ด้วยกรดไฮโดรคลอริก สมการทางเคมีต่อไปนี้แสดงผลิตภัณฑ์ที่ได้จากปฏิกิริยา:

MnO ₂ (s) + 4HCl (aq) => MnCl ₂ (aq) + 2H ₂ O (l) + Cl ₂ (g)

โลหะผสม

โลหะผสมคลอรีนไม่มีอยู่ด้วยเหตุผลง่ายๆสองประการ: โมเลกุลของก๊าซของพวกมันไม่สามารถติดอยู่ระหว่างผลึกโลหะและพวกมันยังมีปฏิกิริยาสูงดังนั้นพวกมันจะทำปฏิกิริยากับโลหะทันทีเพื่อผลิตคลอไรด์ตามลำดับ

ในทางกลับกันคลอไรด์ก็ไม่เป็นที่ต้องการเช่นกันเนื่องจากเมื่อละลายในน้ำแล้วจะทำให้เกิดผลของน้ำเกลือที่ส่งเสริมการกัดกร่อนในโลหะผสม ดังนั้นโลหะจึงละลายกลายเป็นโลหะคลอไรด์ กระบวนการกัดกร่อนของโลหะผสมแต่ละชนิดแตกต่างกัน บางคนอ่อนแอมากกว่าคนอื่น ๆ

ดังนั้นคลอรีนจึงไม่ใช่สารเติมแต่งที่ดีสำหรับโลหะผสมเลย ไม่ว่าจะเป็น Cl ₂หรือ Cl ^- (และ Cl อะตอมจะมีปฏิกิริยามากเกินไปที่จะมีอยู่จริง)

ความเสี่ยง

แม้ว่าความสามารถในการละลายของคลอรีนในน้ำจะต่ำ แต่ก็เพียงพอที่จะผลิตกรดไฮโดรคลอริกในความชุ่มชื้นของผิวหนังและดวงตาของเราซึ่งสุดท้ายจะกัดกร่อนเนื้อเยื่อทำให้เกิดการระคายเคืองอย่างรุนแรงและแม้แต่สูญเสียการมองเห็น

ที่แย่กว่านั้นคือการหายใจเอาไอระเหยสีเขียวอมเหลืองของมันเข้าไปเนื่องจากเมื่อเข้าไปในปอดมันจะสร้างกรดอีกครั้งและทำลายเนื้อเยื่อปอด ด้วยเหตุนี้บุคคลนั้นจะมีอาการเจ็บคอไอและหายใจลำบากเนื่องจากของเหลวที่เกิดขึ้นในปอด

หากมีคลอรีนรั่วแสดงว่าคุณกำลังตกอยู่ในสถานการณ์ที่อันตรายอย่างยิ่ง: อากาศไม่สามารถ "กวาด" ไอระเหยของมันออกไปได้ พวกมันยังคงอยู่ที่นั่นจนกว่าพวกมันจะตอบสนองหรือสลายไปอย่างช้าๆ

นอกจากนี้ยังเป็นสารประกอบที่ออกซิไดซ์สูงดังนั้นสารต่างๆจึงสามารถทำปฏิกิริยากับมันได้โดยการสัมผัสเพียงเล็กน้อย เช่นเดียวกับขนเหล็กและอลูมิเนียม นั่นคือเหตุผลว่าทำไมที่เก็บคลอรีนจึงต้องคำนึงถึงสิ่งที่จำเป็นทั้งหมดเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงจากไฟไหม้

แดกดันในขณะที่ก๊าซคลอรีนเป็นอันตรายถึงชีวิต แต่แอนไอออนของคลอไรด์ก็ไม่เป็นพิษ สามารถบริโภคได้ (ในปริมาณที่พอเหมาะ) ไม่เผาไหม้และไม่ทำปฏิกิริยายกเว้นฟลูออรีนและรีเอเจนต์อื่น ๆ

การประยุกต์ใช้งาน

สังเคราะห์

ประมาณ 81% ของก๊าซคลอรีนที่ผลิตได้ทุกปีถูกใช้สำหรับการสังเคราะห์คลอไรด์อินทรีย์และอนินทรีย์ ขึ้นอยู่กับระดับความแปรปรวนร่วมของสารประกอบเหล่านี้คลอรีนสามารถพบได้เป็นเพียงอะตอม Cl ในโมเลกุลอินทรีย์ที่มีคลอรีน (มีพันธะ C-Cl) หรือเป็น Cl ^-ไอออนในเกลือคลอไรด์เพียงไม่กี่ (NaCl, CaCl ₂ , MgCl ₂ , ฯลฯ )

สารประกอบเหล่านี้แต่ละชนิดมีการใช้งานของตัวเอง ตัวอย่างเช่นคลอโรฟอร์ม (CHCl ₃ ) และเอทิลคลอไรด์ (CH ₃ CH ₂ Cl) เป็นตัวทำละลายที่ใช้เป็นยาชาในการสูดดม ไดคลอโรมีเทน (CH ₂ Cl ₂ ) และคาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl ₄ ) เป็นตัวทำละลายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการเคมีอินทรีย์

เมื่อสารประกอบคลอรีนเหล่านี้เป็นของเหลวส่วนใหญ่จะใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับสื่อปฏิกิริยาอินทรีย์

ในสารประกอบอื่น ๆ การมีอยู่ของอะตอมของคลอรีนแสดงถึงการเพิ่มขึ้นของโมเมนต์ไดโพลเพื่อให้สามารถโต้ตอบกับเมทริกซ์เชิงขั้วได้ในระดับที่มากขึ้น หนึ่งประกอบด้วยโปรตีนกรดอะมิโนกรดนิวคลีอิก ฯลฯ ชีวโมเลกุล ดังนั้นคลอรีนจึงมีส่วนในการสังเคราะห์ยายาฆ่าแมลงยาฆ่าแมลงยาฆ่าเชื้อราเป็นต้น

เกี่ยวกับคลอไรด์อนินทรีพวกเขามักจะใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งเป็นวัตถุดิบสำหรับการได้รับโลหะด้วยไฟฟ้าหรือแหล่งที่มาของ Cl ^-ไอออน

ชีวภาพ

คลอรีนที่เป็นก๊าซหรือองค์ประกอบไม่มีบทบาทในสิ่งมีชีวิตอื่นนอกจากทำลายเนื้อเยื่อของพวกมัน อย่างไรก็ตามนี่ไม่ได้หมายความว่าจะไม่พบอะตอมของมันในร่างกาย ตัวอย่างเช่น Cl ^-ไอออนมีมากในสภาพแวดล้อมของเซลล์และนอกเซลล์และช่วยในการควบคุมระดับของไอออน Na ⁺และ Ca ²⁺โดยส่วนใหญ่

ในทำนองเดียวกันกรดไฮโดรคลอริกเป็นส่วนหนึ่งของน้ำย่อยที่อาหารถูกย่อยในกระเพาะอาหาร Cl ^-ไอออนใน บริษัท H ₃ O ⁺กำหนด pH ใกล้เคียงกับ 1 ของสารคัดหลั่งเหล่านี้

อาวุธเคมี

ความหนาแน่นของก๊าซคลอรีนทำให้เป็นสารอันตรายเมื่อหกหรือเทลงในที่ปิดหรือเปิด เนื่องจากมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศกระแสของมันไม่สามารถนำพาคลอรีนไปได้อย่างง่ายดายดังนั้นจึงยังคงอยู่เป็นเวลานานก่อนที่จะกระจายไปในที่สุด

ตัวอย่างเช่นในสงครามโลกครั้งที่ 1 คลอรีนนี้ถูกใช้ในสนามรบ เมื่อปล่อยมันจะแอบเข้าไปในสนามเพลาะเพื่อทำให้ทหารหายใจไม่ออกและบังคับให้พวกเขาขึ้นสู่ผิวน้ำ

ยาฆ่าเชื้อ

สระว่ายน้ำมีคลอรีนเพื่อป้องกันการแพร่พันธุ์และการแพร่กระจายของจุลินทรีย์ ที่มา: Pixabay

สารละลายคลอรีนซึ่งก๊าซคลอรีนละลายในน้ำแล้วทำให้เป็นด่างด้วยบัฟเฟอร์มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อที่ดีเยี่ยมรวมทั้งยับยั้งการเน่าเปื่อยของเนื้อเยื่อ ใช้ฆ่าเชื้อในแผลเปิดเพื่อกำจัดแบคทีเรียก่อโรค

น้ำในสระว่ายน้ำมีคลอรีนอย่างแม่นยำเพื่อกำจัดแบคทีเรียจุลินทรีย์และปรสิตที่อาจอยู่ในนั้น ก๊าซคลอรีนที่ใช้เพื่อจุดประสงค์นี้อย่างไรก็ตามการกระทำของมันค่อนข้างก้าวร้าว ใช้สารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรต์ (สารฟอกขาว) หรือกรดไตรคลอโรไอโซไซยานูริก (TCA) แทน

สิ่งที่กล่าวมานี้แสดงให้เห็นว่าไม่ใช่ Cl ₂ที่ออกฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อ แต่เป็นกรด HClO ซึ่งเป็นกรดไฮโปคลอไรต์ซึ่งก่อให้เกิดอนุมูล O ที่ทำลายจุลินทรีย์

ฟอกขาว

คล้ายกับการฆ่าเชื้อคลอรีนยังฟอกสีวัสดุเนื่องจากสารให้สีที่รับผิดชอบต่อสีถูกย่อยสลายโดย HClO ดังนั้นสารละลายที่มีคลอรีนจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการขจัดคราบสกปรกจากเสื้อผ้าสีขาวหรือสำหรับการฟอกสีเยื่อกระดาษ

Polyvinylchloride

สารประกอบคลอรีนที่สำคัญที่สุดของทั้งหมดซึ่งคิดเป็นประมาณ 19% ของการผลิตก๊าซคลอรีนที่เหลือคือโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) พลาสติกนี้มีประโยชน์หลายอย่าง ด้วยท่อน้ำกรอบหน้าต่างวัสดุปูผนังและพื้นเดินสายไฟฟ้าถุง IV เสื้อโค้ท ฯลฯ

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. วิกิพีเดีย (2019) คลอรีน. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. Laura H. et al. (2018) โครงสร้างของคลอรีนแข็งที่ 1.45 GPaZeitschrift für Kristallographie. วัสดุผลึกเล่ม 234 ฉบับที่ 4 หน้า 277–280 ISSN (ออนไลน์) 2196-7105 ISSN (พิมพ์) 2194-4946 DOI: doi.org/10.1515/zkri-2018-2145
4. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2019) คลอรีน. ฐานข้อมูล PubChem CID = 24526 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
5. Marques Miguel (เอสเอฟ) คลอรีน. กู้คืนจาก: nautilus.fis.uc.pt
6. สภาเคมีอเมริกัน (2019) เคมีคลอรีน: ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับคลอรีน. สืบค้นจาก: chlorine.americanchemistry.com
7. ฟอง - ยวนมา. (nd). ผลการกัดกร่อนของคลอไรด์ต่อโลหะ ภาควิชาวิศวกรรมทางทะเล NTOU สาธารณรัฐจีน (ไต้หวัน)
8. รัฐนิวยอร์ก. (2019) ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับคลอรีน กู้คืนจาก: health.ny.gov
9. ดร. ดั๊กสจ๊วต (2019) ข้อมูลองค์ประกอบของคลอรีน Chemicool ดึงมาจาก: chemicool.com