氯氣

氯氣（Chlorine），是氯元素形成的一種單質，化學式為Cl₂，是一種有強烈刺激性的有毒黃綠色氣體，有窒息性臭味，對呼吸器官有強烈的刺激性。其微溶于水，易溶于四氯化碳、二硫化碳等有機溶劑中；是一種強氧化劑，在空氣中不燃燒，但能助燃，且能與大多數元素或化合物反應，在日光下與其他易燃氣體混合時會發生燃燒或爆炸，也能與乙炔、松節油、乙醚、氨、烴類、大多數塑料及某些金屬粉末劇烈反應，發生爆炸生成爆炸性產物。

1774年，瑞典杰出的化學家卡爾?威爾海姆?舍勒發現了氯氣。他研究軟錳礦（主要成分是MnO₂）時發現，如果把濃鹽酸倒入盛有“這種黑色粉末”的燒瓶里并加熱時，便會生成一種窒息的、使肺部極為難受的黃綠色氣體。舍勒稱這種氣體為“無燃素的鹽酸”。氯雖被發現了，但當時不認為是新元素。1807年，英國化學家戴維對這種氣體進行了仔細的研究，他通過磷與氯的作用，確證氯是一種元素。1823年，氯氣xxx次被英國科學家法拉第所液化。

氯氣，相對分子質量70.9，熔點-101 ℃，沸點-34.04 ℃，相對蒸氣密度（空氣為1）2.49，亨利定律常數時為 0104.25 Pa·m/mol（0 °C） ，外觀呈黃綠色，是有強烈刺激性氣味，比空氣重，易液化，微溶于水，1體積水溶解2體積的氯氣，易溶于四氯化碳、二硫化碳等有機溶劑。

氯氣有毒，有劇烈的刺激性，溶于水會生成鹽酸和次氯酸。氯氣的化學性質很活潑，是一種活潑的非金屬單質，和金屬、非金屬、有機物、堿等都可以發生反應。

氯氣可溶于水，遇水后會生成次氯酸和鹽酸，而次氯酸有強氧化性，具有漂白性，同時也有消毒作用。

與金屬鈉的反應：

與金屬銅的反應：

與氫氣反應：

與磷的反應：

與甲烷反應：

與乙烷反應：

與乙炔反應：

與苯發生取代反應：

氯氣與堿溶液反應，生成次氯酸鹽、金屬氯化物和水，由于次氯酸鹽比次氯酸穩定，容易保存，故工業上常用氯氣和消石灰作用制取漂白粉（也稱含氯石灰），其反應如下：

氯氣與消石灰反應的實驗室裝置圖

此工藝由瑞典化學家舍勒發明，將二氧化錳與濃鹽酸反應制得氯氣，但由于需要大量鹽酸，此法僅限于實驗室制取氯氣，其反應方程式如下：

舍勒法制備氯氣示意圖

法國化學家貝托雷把氯化鈉、軟錳礦和濃硫酸的混合物裝入鉛蒸餾器中，加熱制得氯氣，其反應方程式如下：

狄肯和洪特發明了以氯化銅為催化劑，加熱時用空氣中的氧氣來氧化氯化氫氣體制取氯氣的方法，反應方程式如下：

電解飽和食鹽水（氯堿工業）可制得氯氣，其化學方程式是：

電解法（索爾維法）制備氯氣示意圖

自來水消毒多采用氯氣和漂白粉。液氯主要用于城市自來水的消毒；次氯酸是一種很強的氧化劑，能殺死水中的細菌，所以常用氯氣來消毒飲用水；次氯酸還能使染料氧化成無色的化合物，使其褪色，所以氯氣可以用作布匹和紙等的漂白劑；工業上用氯氣和消石灰作用來制取漂白粉，漂白粉是帶有與氯氣相似刺激性氣味的白色粉末，具有極強的氧化性，受光受熱易分解，放人水中后也能分解產生少量的次氯酸，次氯酸再分解便放出氧氣，漂白粉比較穩定，容易保存。

氯氣是一種重要的化工原料，除用于制作液氯、鹽酸及漂白消毒系列，還可制造一系列無機氯產品（如無機氯化物氯化鋁、氯化銨、氯化鋅等），也可制造氯仿、四氯化碳等有機溶劑。次氯酸鈉、液氯等用于紙漿及棉纖維、化學纖維的漂白，氯化紙漿的制造；還用于氣體冶煉，將一些元素的礦物制得氯化物，然后還原成產品，制造無機及有機氯化物等。

氯氣可用于干法蝕刻、集成電路、光纖、高溫超導等方面的應用；高純氯用作半導體材料的氣體刻蝕劑，特別是與三氯化硼一起時可用于鋁的刻蝕。還可用于MCVD、VAD、PCVD等三種光導纖維制造中以及半導體生產中的晶體生長、熱氧化學工藝中。

氯氣在醫藥上具有廣泛的應用，可用于合成一些常參與含氯藥物，如馬來酸氨氯地平片、氯磺丙脲等；氯氣也可應用于冶金工業，生成金屬鎂等；還可用于合成農藥，用于制造某些高效低毒的有機含氯農藥，如速滅威、含氯菊酯等。

馬來酸氨氯地平片

氯氣應儲放在低溫、通風場所，防止日曬；與易燃氣體、金屬粉末、氨氣鋼瓶分開儲存。裝運時要捆扎牢固，防止滾動，搬運時輕拿輕放，切勿損壞鋼瓶及瓶閥。

空氣中氯氣最高允許濃度為2 mg/m，如空氣中氯氣濃度達200 mg/m，人暴露其中1分鐘即可致死。

氯氣為黃綠色有強烈刺激性的氣體，可溶于水，與水生成次氯酸和鹽酸，次氯酸再分解成氧氣、氯氣和氯酸，對黏膜有刺激和氧化作用，導致黏膜充血、水腫和壞死。低濃度時僅作用于眼和上呼吸道，高濃度時除以上外還作用于下呼吸道，極高濃度時可刺激迷走神經，引起反射性心搏驟停。吸入少量氯氣會使鼻、喉等黏膜受到刺激而發炎，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量氯氣會中毒致死；實驗室內嗅聞氯氣時，應用手輕輕在氯氣瓶口扇動，只使極少量的氯氣飄入鼻孔。

氯氣圖片

氯氣是破壞臭氧層的主要單質之一，氯氣會分解臭氧分子，而氯原子在陽光下又會與臭氧分子發生化學反應，破壞臭氧分子。氯氣對植物也有一定的危害，氯氣進入植物組織后，與水作用生成次氯酸，它是強氧化劑，有較大的破壞作用，對葉肉細胞有很強的殺傷力，能很快破壞葉綠素，使葉片產生褪色傷斑，嚴重時使全葉漂白、枯卷，甚至脫落。

1.發生氯氣泄漏后，要做好個體防護工作，如配戴防毒面具、防毒口罩、氧氣呼吸器，穿防化衣，用濕毛巾或濕衣物捂住口鼻等。2.做好個體防護的同時向上風向疏散，不要在低洼處滯留。3.若吸入少量氯氣，可用碳酸氫鈉溶液漱口，若吸入過多的氯氣，立即送往醫院治療。4.應急搶險人員做好個體防護的同時進行氯氣捕消和堵漏，防止事故擴大，并且要兩人以上同行，不得單獨行動。5.按照事故泄漏量的大小設置隔離區，防止無關人員進入導致中毒事故。

皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動清水沖洗，并迅速進行醫務處理。眼睛接觸：提起眼瞼，立即用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘，并迅速進行醫務處理。吸入：必須將人員移到空氣清新處，若呼吸困難，給予吸氧，若停止呼吸，則人工呼吸。吸入后有癥狀者至少觀察12h，對癥處理。吸入量較多者應臥床休息，吸氧，及時進行醫務處理。