氯氣（氯），是氯元素形成的一種單質(zhì)，化學(xué)式為Cl2，是一種有強(qiáng)烈刺激性的有毒黃綠色氣體，有窒息性臭味，對(duì)呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激性。其可溶于水和堿溶液，易溶于四氯化碳、二硫化碳等有機(jī)溶劑，難溶于飽和食鹽水；是氯堿工業(yè)的主要產(chǎn)品之一，能與有機(jī)物和無(wú)機(jī)物進(jìn)行取代反應(yīng)和加成反應(yīng)生成多種氯化物，也可用作為強(qiáng)氧化劑，在空氣中不燃燒，但能助燃，且能與大多數(shù)元素或化合物反應(yīng)，在日光下與其他易燃?xì)怏w混合時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸，也能與乙炔、松節(jié)水、乙醚、氨、烴、大多數(shù)塑料及某些金屬粉末劇烈反應(yīng)，發(fā)生爆炸生成爆炸性產(chǎn)物。
工業(yè)上，氯氣由電解食鹽水溶液制得，實(shí)驗(yàn)室中用鹽酸和二氧化錳制備，可用于生成漂白粉和漂白液、用于自來(lái)水消毒，廣泛應(yīng)用于化工、電子、醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。
氯氣被列入《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》，并按照《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》管控。當(dāng)氯氣中混合的氫氣體積分?jǐn)?shù)超過(guò)5%時(shí)，遇到強(qiáng)光照射可能會(huì)引發(fā)爆炸。低濃度時(shí)氯氣僅作用于眼和普通感冒，高濃度時(shí)還作用于下呼吸道，極高濃度時(shí)可刺激迷走神經(jīng)，引起反射性心搏驟停。吸入少量氯氣會(huì)使鼻、喉等黏膜受到刺激而發(fā)炎，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量氯氣會(huì)中毒致死；實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嗅聞氯氣時(shí)，應(yīng)用手輕輕在氯氣瓶口扇動(dòng)，只使極少量的氯氣飄入鼻孔。
氯氣是破壞臭氧的主要單質(zhì)之一，氯原子在陽(yáng)光下會(huì)與臭氧分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞臭氧分子。且氯氣對(duì)植物也有一定的危害，氯氣進(jìn)入植物組織后，對(duì)葉肉細(xì)胞有很強(qiáng)的殺傷力，能很快破壞葉綠素，嚴(yán)重時(shí)使全葉漂白、枯卷，甚至脫落。
研究歷史
1774年，瑞典杰出的化學(xué)家卡爾·舍勒發(fā)現(xiàn)了氯氣。他研究軟錳礦（主要成分是MnO2）時(shí)發(fā)現(xiàn)，如果把濃鹽酸倒入盛有“這種黑色粉末”的燒瓶里并加熱時(shí)，便會(huì)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(wú)燃素的鹽酸”。氯雖被發(fā)現(xiàn)了，但當(dāng)時(shí)不認(rèn)為是新元素。
直到1810年，戴維經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究確認(rèn)這種氣體是由一種化學(xué)元素組成的物質(zhì)。他將這種元素命名為chlorine，這個(gè)名稱來(lái)自希臘文，有"綠色的"意思。1823年，氯氣第一次被英國(guó)科學(xué)家邁克爾·法拉第所液化。1836年，古薩格發(fā)明了一種焦化塔，用來(lái)吸收路布藍(lán)法生產(chǎn)純堿（Na?CO?）的過(guò)程中排出的氯化氫氣體（以前這種含氯化氫的氣體被認(rèn)為是一種廢氣，從古薩格開始，才得到了充分利用）得到鹽酸，從此鹽酸才成為一種比較便宜的酸，可以廣為利用。舍勒發(fā)明的生產(chǎn)氯氣的方法，經(jīng)過(guò)改進(jìn)，到此時(shí)才成為大規(guī)模生產(chǎn)氯氣的方法。
物化性質(zhì)
物理性質(zhì)
氯氣，相對(duì)分子質(zhì)量70.9，熔點(diǎn)101 ℃，沸點(diǎn)34.04 ℃，相對(duì)蒸氣密度（空氣為1）2.49，亨利定律常數(shù)時(shí)為 0104.25 Pa·m3/摩爾（0 °C） ，外觀呈黃綠色，是有強(qiáng)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(jī)溶劑。
化學(xué)性質(zhì)
氯氣有毒，有劇烈的刺激性，溶于水會(huì)生成鹽酸和次氯酸。氯氣的化學(xué)性質(zhì)很活潑，是一種活潑的非金屬單質(zhì)，和金屬、非金屬、有機(jī)化合物、堿等都可以發(fā)生反應(yīng)。
與水反應(yīng)
氯氣能與水發(fā)生歧化反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，而次氯酸具有強(qiáng)氧化性，具有漂白性，同時(shí)也有消毒作用。
與金屬反應(yīng)
與鈉的反應(yīng)：鈉在氯氣里劇烈燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，放熱。
與金屬銅的反應(yīng)：
與非金屬反應(yīng)
與氫氣反應(yīng)：
與磷的反應(yīng)：
與有機(jī)物反應(yīng)
與甲烷反應(yīng)：
與乙烷反應(yīng)：
與乙炔反應(yīng)：
與苯發(fā)生取代反應(yīng)：
與堿反應(yīng)
氯氣與堿溶液反應(yīng)，生成次氯酸鹽、金屬氯化物和水，由于次氯酸鹽比次氯酸穩(wěn)定，容易保存，故工業(yè)上常用氯氣和氫氧化鈣作用制取漂白粉（也稱含氯石灰），其反應(yīng)如下：
制備方法
舍勒法
此工藝由瑞典化學(xué)家卡爾·舍勒發(fā)明，將二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣，但由于需要大量鹽酸，此法僅限于實(shí)驗(yàn)室制取氯氣，其反應(yīng)方程式如下：
貝托雷法
法國(guó)化學(xué)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(yīng)方程式如下：
狄肯法
1868年，狄肯和洪特發(fā)明了以氯化銅為催化劑，加熱時(shí)用空氣中的氧氣來(lái)氧化氯化氫氣體制取氯氣的方法，反應(yīng)方程式如下：
電解法
電解飽和食鹽水（氯堿工業(yè)）可制得氯氣，其化學(xué)方程式是：
應(yīng)用領(lǐng)域
自來(lái)水消毒
自來(lái)水消毒多采用氯氣和漂白粉。液氯主要用于城市自來(lái)水的消毒；次氯酸是一種很強(qiáng)的氧化劑，能殺死水中的細(xì)菌，所以常用氯氣來(lái)消毒飲用水；次氯酸還能使染料氧化成無(wú)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(yè)上用氯氣和氫氧化鈣作用來(lái)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(qiáng)的氧化性，受光受熱易分解，放人水中后也能分解產(chǎn)生少量的次氯酸，次氯酸再分解便放出氧氣，漂白粉比較穩(wěn)定，容易保存。
化工領(lǐng)域
氯氣是一種重要的化工原料，除用于制作氯、鹽酸及漂白消毒系列，還可制造一系列無(wú)機(jī)化合物氯產(chǎn)品（如無(wú)機(jī)氯化物氯化鋁、氯化銨、氯化鋅等），也可制造三氯甲烷、四氯化碳等有機(jī)溶劑。次氯酸鈉、液氯等用于紙漿及棉纖維、化學(xué)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(chǎn)品，制造無(wú)機(jī)及有機(jī)氯化物等。
電子領(lǐng)域
氯氣可用于干法蝕刻、集成電路、光纖、高溫超導(dǎo)等方面的應(yīng)用；高純氯用作半導(dǎo)體材料的氣體刻蝕劑，特別是與三氯化硼一起時(shí)可用于鋁的刻蝕。還可用于MCVD、VAD、PCVD等三種光導(dǎo)纖維制造中以及半導(dǎo)體生產(chǎn)中的晶體生長(zhǎng)、熱氧化學(xué)工藝中。
其他行業(yè)
氯氣在醫(yī)藥上具有廣泛的應(yīng)用，可用于合成一些常參與含氯藥物，如馬來(lái)酸氨氯地平片、氯磺丙脲等；氯氣也可應(yīng)用于冶金工業(yè)，生成金屬鎂等；還可用于合成農(nóng)藥，用于制造某些高效低毒的有機(jī)含氯農(nóng)藥，如速滅威、含氯菊酯等。
安全事宜
儲(chǔ)存與運(yùn)輸
氯氣應(yīng)儲(chǔ)放在低溫、通風(fēng)場(chǎng)所，防止日曬；與易燃?xì)怏w、金屬粉末、氨氣鋼瓶分開儲(chǔ)存。裝運(yùn)時(shí)要捆扎牢固，防止?jié)L動(dòng)，搬運(yùn)時(shí)輕拿輕放，切勿損壞鋼瓶及瓶閥。
毒理學(xué)
空氣中氯氣最高允許濃度為2 mg/m3，如空氣中氯氣濃度達(dá)200 mg/m3，人暴露其中1分鐘即可致死。
健康安全
氯氣為黃綠色有強(qiáng)烈刺激性的氣體，主要通過(guò)呼吸道侵入人體（尤其易溶解在上呼吸道黏膜所含的水分里），可溶于水，與水生成次氯酸和鹽酸，次氯酸再分解成鹽酸和氧氣，對(duì)黏膜有刺激和氧化作用，導(dǎo)致黏膜充血、水腫和壞死。低濃度時(shí)僅作用于眼和上呼吸道，高濃度時(shí)除以上外還作用于下呼吸道，極高濃度時(shí)可刺激迷走神經(jīng)，引起反射性心搏驟停。吸入少量氯氣會(huì)使鼻、喉等黏膜受到刺激而發(fā)炎，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量氯氣會(huì)中毒致死；實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嗅聞氯氣時(shí)，應(yīng)用手輕輕在氯氣瓶口扇動(dòng)，只使極少量的氯氣飄入鼻孔。
環(huán)境危害
氯氣是破壞臭氧層的主要單質(zhì)之一，氯氣會(huì)分解臭氧分子，而氯原子在陽(yáng)光下又會(huì)與臭氧分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞臭氧分子。氯氣對(duì)植物也有一定的危害，氯氣進(jìn)入植物組織后，與水作用生成次氯酸，它是強(qiáng)氧化劑，有較大的破壞作用，對(duì)葉肉細(xì)胞有很強(qiáng)的殺傷力，能很快破壞葉綠素，使葉片產(chǎn)生褪色傷斑，嚴(yán)重時(shí)使全葉漂白、枯卷，甚至脫落。
泄漏現(xiàn)場(chǎng)氯氣中毒預(yù)防措施
1.發(fā)生氯氣泄漏后，要做好個(gè)體防護(hù)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(gè)體防護(hù)的同時(shí)向上風(fēng)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(guò)多的氯氣，立即送往醫(yī)院治療。
4.應(yīng)急搶險(xiǎn)人員做好個(gè)體防護(hù)的同時(shí)進(jìn)行氯氣捕消和堵漏，防止事故擴(kuò)大，并且要兩人以上同行，不得單獨(dú)行動(dòng)。
5.按照事故泄漏量的大小設(shè)置隔離區(qū)，防止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入導(dǎo)致中毒事故。
急救措施
皮膚接觸：立即脫去污染的衣著，用大量流動(dòng)清水沖洗，并迅速進(jìn)行醫(yī)務(wù)處理。
眼睛接觸：提起眼瞼，立即用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘，并迅速進(jìn)行醫(yī)務(wù)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(duì)癥處理。吸入量較多者應(yīng)臥床休息，吸氧，給舒喘靈氣霧劑、喘樂(lè)寧（Ventolin）或5%碳酸氫鈉加地塞米松等霧化吸入。
參考資料 >
Chlorine.pubchem.2023-03-07
易制毒、易制爆、劇毒化學(xué)品名錄.浙江化工大學(xué).2024-03-16
氯氣泄漏應(yīng)急措施.烏海市應(yīng)急管理局.2023-01-10
關(guān)于氯氣中毒的急救方法.文小秘.2023-01-10