化学元素氯被分为卤素和非金属。它是由卡尔·威廉·舍勒在1774年发现的。
氯最早是由瑞典的卡尔·威廉·舍勒于1774年提取出来的。舍勒收集了软锰矿[二氧化锰]与salis(炼金术术语,意为盐的灵魂/呼吸)反应释放的气体。[它也被称为盐酸,我们现在叫它盐酸。根据舍勒的说法,这种新的气体“有一种非常明显的令人窒息的气味,对肺部来说是最难以忍受的……它让水有一种微酸的味道……里面的空气呈现出一种黄色……”
舍勒还指出了他所制造的新气体的高反应性和漂白性质:“……所有的金属都受到了攻击……固定的碱变成了普通的盐……所有的蔬菜花——红的、蓝的和黄的——都在短时间内变白了;同样的事情也发生在绿色植物上,昆虫立即死亡。
尽管他的观察很准确,但舍勒错误地认为这种新气体是一种去酚化的盐酸(*见下文)。
法国著名化学家安托万·拉瓦锡认为,这种新气体应该被称为氧氢酸(盐酸的一种氧化物),其基础是尚未发现的元素murium。
关于氯的真伪的混淆是由燃素理论引起的;燃素理论在18世纪的大部分时间里都被化学家所接受,直到拉瓦锡自己揭穿了它。燃素是一种用来解释当时无法解释的现象的“物质”。方便的是,当它需要的时候,它有负重量,并“解释”反应,如生锈和燃烧。
拉瓦锡是燃素理论衰落的始作俑者,他证明了氧的化学性质比燃素更好地解释了化学反应。
到了1810年,科学界的共识是,我们现在称为氯的元素实际上是一种含氧的化合物。英国化学家汉弗莱·戴维爵士发现这种共识是错误的;他无法让这种新的黄绿色气体与炭电极反应,这使他认为炭电极可能不含氧气。在与磷和氨的反应中,他证明了这种新气体不含氧气。他使用了一个巨大的,2000板伏打电池,看看他是否能从气体中的磷和硫化合物中提取氧气,但他再次没有发现氧气。
1811年,戴维得出结论,这种新气体实际上是一种新元素。他将其命名为氯(cl),源自希腊语“氯”,意为浅绿色或黄绿色。
发现的第一个链式反应不是核反应;这是一个化学链式反应。1913年,马克斯·博登斯坦发现了氯和氢气的混合物在被光触发时发生爆炸。1918年,瓦尔特·内斯特对连锁反应机理作了充分的解释。
地球上的海洋含有大量的氯。如果氯以气体的形式释放出来,它的重量将是地球当前大气总重量的5倍。(我们的海洋含有2.6×1016吨氯,主要是氯化钠。)
氯不仅在我们的海洋中丰富;它是地壳中第六丰富的元素。
暴露在少量的氯中,即使是很短的时间,也可能是致命的。死亡人数预计为千分之一(有时甚至更低的浓度)。
氯比空气重。释放后,它会形成一层有毒的覆盖物,随风飘动。氯气在第一次世界大战中被用作化学武器,首先是1915年被德国军队使用,然后被西方盟国使用。由于氯的气味很容易被探测到,所以它并没有像人们希望的那样“有效”。它也是水溶性的,所以士兵可以通过湿布呼吸来保护自己免受其最严重的影响。
危害:
氯气是一种有毒气体,会刺激皮肤、眼睛和呼吸系统。
特点:
氯是一种绿黄色的,双原子的,稠密的气体,有强烈的气味(漂白剂的味道)。
它在自然界中并非游离存在,因为它能轻易地与几乎所有其他元素结合。
氯在自然界中主要以食盐(NaCl)、光卤石[KMgCl2.6(H20)]和钾盐(KCl)的形式存在。
无论是液态还是固态,它都是一种强力的漂白、氧化和消毒剂。
氯用于生产安全的饮用水。
氯化化合物主要用于卫生、纸浆漂白、消毒剂和纺织品加工。
氯还用于制造氯酸盐,在有机化学中也很重要,可以形成氯仿、四氯化碳、聚氯乙烯和合成橡胶等化合物。
氯化合物的其他用途包括染料、石油产品、药品、防腐剂、杀虫剂、食品、溶剂、油漆和塑料。
地壳:按重量计算为145ppm,按摩尔计算为85ppm
丰度太阳系:重量为8ppm,摩尔为0.3ppm
成本,纯:0.15美元每100克
成本,批量:每100克$
来源:氯气的商业生产是通过从海水或盐矿的卤水中电解氯化钠(NaCl)。
同位素:氯有16种半衰期已知的同位素,质量数31到46。天然氯是其两种稳定同位素35Cl和37Cl的混合物,其天然丰度分别为75.8%和24.3%。