Gasförmiges Chlor: Formel, Wirkungen, Verwendung und Risiken

Chlorgas (Dichlor, zweiatomiges Chlor, molekulares Chlor oder einfach Chlor) ist ein grünlich-gelbes Gas mit einem stechenden und erstickenden Geruch, das bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck nicht brennbar ist.

Es ist das Element mit der höchsten elektronischen Affinität und der dritthöchsten Elektronegativität, nur hinter Sauerstoff und Fluor. Es ist äußerst reaktiv und ein starkes Oxidationsmittel.

Das hohe Oxidationspotential von elementarem Chlor führte zur Entwicklung von handelsüblichen Bleich- und Desinfektionsmitteln sowie eines Reagenzes für viele Prozesse in der chemischen Industrie.

In Form von Chloridionen ist Chlor für alle bekannten Lebewesen notwendig. Elementares Chlor in hohen Konzentrationen ist jedoch äußerst gefährlich und giftig für alle lebenden Organismen, weshalb es im Ersten Weltkrieg als erstes gasförmiges chemisches Kampfmittel eingesetzt wurde.

Es ist giftig beim Einatmen. Langfristig haben das Einatmen geringer Konzentrationen oder das kurzzeitige Einatmen hoher Chlorgaskonzentrationen schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit.

Dämpfe sind viel schwerer als Luft und neigen dazu, sich in niedrigen Bereichen abzusetzen. Es brennt nicht, unterstützt aber die Verbrennung.

Es ist schwer wasserlöslich. Kontakt mit nicht eingeschlossenen Flüssigkeiten kann durch Verdunstungskühlung zum Einfrieren führen.

Es wird verwendet, um Wasser zu reinigen, Holzzellstoff aufzuhellen und andere Chemikalien herzustellen.

Formula

Formel : Cl-Cl

CAS-Nummer : 7782-50-5

2D-Struktur

Eigenschaften

Physikalische und chemische Eigenschaften

Chlorgas gehört zur reaktiven Gruppe der starken Oxidationsmittel. Diese Verbindungen reagieren häufig heftig mit anderen Verbindungen.

Gasförmiges Chlor gehört ebenfalls zur reaktiven Gruppe der starken Halogenierungsmittel, die ein oder mehrere Halogenatome auf die Verbindung übertragen, mit der sie reagieren.

Die Halogenierungsmittel sind in der Regel sauer und reagieren daher teilweise heftig mit den Basen.

Viele dieser Verbindungen reagieren auf Wasser und auf Luft. Halogene sind hoch elektronegativ und sind starke Oxidationsmittel.

Reaktivitätswarnungen

Chlorgas ist ein starkes Oxidationsmittel. Reagiert mit Wasser. Wasser löst gasförmiges Chlor und bildet ein Gemisch aus Salzsäure und Hypochlorsäure.

Entflammbarkeit

Es kann andere brennbare Materialien (Holz, Papier, Öl usw.) entzünden. Das Mischen mit Kraftstoffen kann eine Explosion verursachen. Der Behälter kann bei Kontakt mit dem Feuer explodieren. Es besteht Explosionsgefahr (und Vergiftungsgefahr) durch Ansammlung der Dämpfe in Innenräumen, in Abwasserkanälen oder im Freien.

Gemische aus Wasserstoff und Chlor (5-95%) können durch die Einwirkung nahezu jeder Energieform (Wärme, Sonnenlicht, Funken usw.) explodieren.

Entwickelt beim Erhitzen hochgiftige Dämpfe. In Verbindung mit Wasser oder Dampf entstehen giftige und ätzende Dämpfe der Salzsäure.

Reaktivität

Chlor reagiert explosionsartig mit zahlreichen gängigen Stoffen (oder unterstützt deren Verbrennung).

Chlor entzündet den Stahl bei 100 ° C in Gegenwart von Ruß, Rost, Kohlenstoff oder anderen Katalysatoren.
Leichte Stahlwolle trocken bei 50 ° C
Schalten Sie die Sulfide bei Raumtemperatur ein.
Leichter (in flüssiger Form) Natur- und Synthesekautschuk.
Schalten Sie Trialkylboran und Wolframdioxid ein.
Es wird bei Kontakt mit Hydrazin, Hydroxylamin und Calciumnitrid entzündet.
Es wird mit Arsin, Phosphin, Silan, Diboran, Stibnit, rotem Phosphor, weißem Phosphor, Bor, Aktivkohle, Silizium und Arsen entzündet oder ausgenutzt.
Es verursacht die Zündung und eine sanfte Explosion, wenn es durch kaltes Methanol sprudelt.
Es explodiert oder entzündet sich, wenn es sich übermäßig mit Ammoniak mischt und sich erwärmt.
Bei Kontakt mit mit Cyanursäure kontaminiertem Biuret-Reagenz explosiven Stickstofftrichlorid bilden.
Bildet mit Aziridin leicht explosive Derivate von N-Chlor.

Chlor (in flüssiger oder gasförmiger Form) reagiert mit:

Alkohole (Explosion)
Aluminiumguss (Explosion)
Silane (Explosion)
Brompentafluorid
Schwefelkohlenstoff (durch Eisen katalysierte Explosion)
Chlor-2-propin (überschüssiges Chlor verursacht eine Explosion)
Dibutylphthalat (Explosion bei 118 ° C)
Diethylether (lit)
Diethylzink (lit)
Glycerin (Explosion bei 70-80 ° C)
Methan auf gelbem Quecksilberoxid (Explosion)
Acetylen (durch Sonnenlicht oder Erhitzen ausgelöste Explosion)
Ethylen auf Quecksilber, Quecksilberoxid (I) oder Silberoxid (I) (Explosion durch Hitze oder Licht verursacht)
Benzin (exotherme Reaktion und anschließende Detonation)
Mischung aus Natriumhydroxid und Naphtha (heftige Explosion)
Zinkchlorid (exotherme Reaktion)
Wachs (Explosion)
Wasserstoff (Explosion durch Licht ausgelöst)
Eisencarbid
Uran und Zirkonium
Natrium-, Kalium- und Kupferhydride
Zinn
Aluminiumpulver
Vanadiumpulver
Aluminiumblech
Lametta
Kupferblech
Kalziumpulver
Eisendraht
Manganpulver
Kalium
Antimonpulver
Wismut
Germanium
Magnesium
Natrium
Zink

Toxizität

Chlorgas ist giftig und kann beim Einatmen tödlich sein. Kontakt kann zu Verbrennungen der Haut und der Augen sowie zu Bronchitis oder chronischen Lungenerkrankungen führen.

Verwendet

Kommerziell werden heute ca. 15.000 Chlorverbindungen eingesetzt. Natriumchlorid ist bei weitem die häufigste Chlorverbindung und die Hauptquelle für Chlor und Salzsäure für die enorme chemische Industrie des Chlors.

Von dem gesamten produzierten elementaren Chlor werden ungefähr 63% für die Herstellung von organischen Verbindungen, 18% für die Herstellung von anorganischen Chlorverbindungen und die restlichen 19% des produzierten Chlors für Bleich- und Desinfektionsprodukte verwendet.

Zu den hinsichtlich des Produktionsvolumens bedeutendsten organischen Verbindungen zählen 1, 2-Dichlorethan und Vinylchlorid (Zwischenprodukte bei der Herstellung von PVC), Methylchlorid, Methylenchlorid, Chloroform, Chlorid Vinyliden, unter anderem.

Die wichtigsten anorganischen Verbindungen umfassen HCl, Cl 2 O, HCl, NaClO 3, AlCl 3, SiCl 4, SnCl 4, PCl 3, PCl 5, POCl 3, AsCl 3, SbCl 3, SbCl 5, BiCl 3, S2Cl 2, SCl 2, SOCI 2, ClF 3, ICl 3, ICl 3, TiCl 3, TiCl 4, Mo 5, FeCl3, ZnCl2 und viele mehr.

Chlorgas wird in industriellen Bleichprozessen, bei der Abwasserbehandlung, bei der Herstellung von Tabletten zur Chlorierung von Schwimmbädern oder in der chemischen Kriegsführung verwendet.

Chlorgas (Bertholit) wurde erstmals im Ersten Weltkrieg von Deutschland als Waffe eingesetzt.

Nach seiner ersten Verwendung verwendeten beide Konfliktparteien Chlor als chemische Waffe, aber es wurde bald durch Phosgen und Senfgas ersetzt, die tödlicher sind.

Chlorgas wurde auch während des Irak-Krieges in der Provinz Anbar im Jahr 2007 verwendet.

Klinische Wirkungen

Chlorgas ist eine der häufigsten berufsbedingten und umweltreizenden Expositionen beim Einatmen. Jüngste Studien haben berichtet, dass die Mischung von Bleichmittel (Bleichmittel, das hauptsächlich auf Natriumhypochlorit basiert) mit anderen Reinigungsmitteln die häufigste Ursache (21% der Fälle) für eine einmalige Exposition durch Einatmen ist, die in toxikologischen Zentren gemeldet wird der Vereinigten Staaten.

Die hauptsächlichen toxischen Wirkungen beruhen eher auf einer lokalen Gewebeverletzung als auf einer systemischen Absorption. Es wird angenommen, dass eine Zellschädigung aus der Oxidation von funktionellen Gruppen in Zellbestandteilen resultiert; auf die Reaktionen mit dem Wasser der Gewebe unter Bildung von Hypochlorsäure und Salzsäure; und die Erzeugung von freien Sauerstoffradikalen (obwohl diese Idee jetzt umstritten ist).

Bei leichter bis mittelschwerer Vergiftung, Husten, Atemnot, Brustschmerzen, Brennen im Hals- und retrosternalen Bereich, Übelkeit oder Erbrechen, Augen- und Nasenreizung, Erstickung, Muskelschwäche, Schwindel, Bauchschmerzen und Kopfschmerzen.

Bei schwerer Vergiftung gibt es: Ödeme der oberen Atemwege, Laryngospasmus, schweres Lungenödem, Pneumonie, anhaltende Hypoxämie, Atemversagen, akute Lungenverletzung und metabolische Azidose.

Die chronische Exposition gegenüber Chlorgas ist eine der häufigsten Ursachen für Asthma am Arbeitsplatz. Es kann Dyspnoe, Herzklopfen, Schmerzen in der Brust, reaktive Funktionsstörungen der oberen Atemwege, Erosion des Zahnschmelzes und eine erhöhte Prävalenz viraler Syndrome verursachen. Chronische Exposition gegenüber 15 ppm führt zu Husten, Hämoptyse, Brustschmerzen und Halsschmerzen.

Hautkontakt kann Erytheme, Schmerzen, Reizungen und Hautverbrennungen verursachen. Starke Exposition kann zu Herz-Kreislauf-Kollaps und Atemstillstand führen. In hohen Konzentrationen können Synkope und fast sofortiger Tod auftreten. Chlor (als Hypochlorit) ist bei Versuchstieren teratogen.

Sicherheit und Risiken

Gefahrenhinweise des Global Harmonisierten Systems zur Einstufung und Kennzeichnung chemischer Produkte (SGA).

Das global harmonisierte System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (SGA) ist ein international vereinbartes System, das von den Vereinten Nationen geschaffen wurde, um die verschiedenen in verschiedenen Ländern verwendeten Einstufungs- und Kennzeichnungsstandards durch einheitliche globale Kriterien (Vereinte Nationen) zu ersetzen United, 2015).

Die Gefahrenklassen (und das entsprechende Kapitel des GHS), die Einstufungs- und Kennzeichnungsnormen sowie die Empfehlungen für gasförmiges Chlor lauten wie folgt (European Chemicals Agency, 2017, Vereinte Nationen, 2015, PubChem, 2017):

Gefahrenklassen des GHS

H270: Kann Brand verursachen oder verstärken; Oxidationsmittel [Gefahr oxidierender Gase - Kategorie 1]

H280: Enthält Gas unter Druck; Es kann bei Erwärmung explodieren. [Warnung Gase unter Druck - Druckgas, Flüssiggas, gelöstes Gas]

H315: Verursacht Hautreizungen. [Warnung Ätz- / Reizwirkung auf die Haut - Kategorie 2]

H319: Verursacht schwere Augenreizung [Warnung Schwere Augenschädigung / Augenreizung - Kategorie 2A]

H330: Lebensgefahr durch Einatmen [Gefahr Akute Toxizität, Einatmen - Kategorie 1, 2]

H331: Giftig beim Einatmen [Gefahr Akute Toxizität, Einatmen - Kategorie 3]

H335: Kann die Atemwege reizen. [Warnung Spezifische Zielorgan-Toxizität, einmalige Exposition; Reizung der Atemwege - Kategorie 3]

H400: Sehr giftig für Wasserorganismen [Achtung Gewässergefährdend, akute Gefährdung - Kategorie 1]

H410: Sehr giftig für Wasserorganismen, mit langfristiger schädlicher Wirkung. [Achtung Gewässergefährdend, Langzeitgefahr - Kategorie 1]

(PubChem, 2017)

Kodizes der Aufsichtsräte

P220, P244, P260, P261, P264, P271, P273, P280, P284, P302 + P352, P304 + P340, P305 + P351 + P338, P310, P311, P312, P320, P321 + P332 + P313, P337 + P313 P362, P370 + P376, P391, P403, P403 + P233, P405, P410 + P403 und P501.