Хлор и хлорни съединения във водата, храната и бита. Ползи и опасности

Хлор: свойства и специфики. Защо елементът хлор е важен за човешкия организъм. Кои храни го съдържат и кога става опасен. Съединения на елемента хлор в практиката. Хлорна вар, хлорен диоксид и други продукти; токсични ефекти

Хлор: в природата този химичен елемент се среща в газообразно състояние и само под формата на съединения с други елементи. По същество – отровен газ със зеленикав цвят, по-тежък от въздуха и със сладникава миризма. Молекулата на хлора съдържа два атома. В спокойно състояние не гори, но при висока температура си взаимодейства с водорода и това е опасно, възможен е взрив. В резултат на това се отделя токсичният газ фосген. Дори при малка концентрация от рода на 0.001 мг на кубичен дециметър може да убие.

Елементът хлор и неговите приложения

Елементът хлор е в основната подгрупа VII в таблицата на Менделеев. Има атомен №17, т.е. 17 протона в ядрото. Химически активен неметал, обозначаван на латиница ето така: Cl. Типичен представител на халогенната група. Това са газове с характерна токсична миризма; всички халогени се разтварят добре във водата, а при контакт с влажен въздух започват да димят.

Валентност

Известно е, че валентността на даден елемент се изразява в способността на неговите атоми да се свързват с точно определен брой атоми на други елементи. В този смисъл валентността на елемента хлор може да се определи като променлива, тъй като възможните негови комбинации за подобни връзки са няколко. Най-общо границите й са от първа до най-висшата седма, по същество – първа, трета, пета и седма.

Хлор във водата

Хлорните молекули си взаимодействат с тези на водата, при което се образува т.н. хлорна вода или хипохлориста киселина. Тя е нетрайна; лесно се разпада, при което се отделя атомен кислород – именно на него се дължи избелващото действие на подобна течност. По-важен е в случая противомикробният ефект на хлорната вода, поради което тя се използва като дезинфектант.

Тази й функция се използва от началото на 19-и век: приложили са я за първи път медици от Виена. В по-дългосрочен план хлор се използва за допълнителна дезинфекция на питейната вода. Можем да сме сигурни, че тази комбинация означава гибел на патогените, но дали подобна добавка не е опасна за човешкото здраве. В практиката е известно, че чешмяната вода може да се прочисти от хлор с няколко капки лимонов сок в чашата.

Свойства на хлора

Вече споменахме някои от химичните характеристики на елемента хлор: отровен газ от халогенната група, с двуатомна молекула, разтворим във вода и с добре изразена химическа активност.

Химически свойства

Ето какво още може да се добави към тази характеристика:

Cl е подчертано активен неметал, който може да създава съединения практически с всеки метал – при някои от тези взаимодействия са необходими допълнителни условия като нагряване или влага. Активен при взаимодействие с неметали.

• Най-често описваните взаимодействия на хлор са тези с водород (образува се хлороводород, разтворен във вода дава солна киселина); с кислород – по косвен път, при повишена температура, образуват се оксиди, хипохлорити, хлорити и хлорати; още взаимодействия – с натрий, магнезий, фосфор; с натриева и калиева основа и пр. В немалка част от случаите реакциите са свързани с отделянето на атомен кислород, на който реално се дължи избелващото и противомикробно действие на хлорните съединения.

Физически свойства

Някои от характеристиките на елемента хлор са интересни повече за специалистите, отколкото за масата хора. Все пак да припомним, че става дума за токсичен газ със специфична миризма и зеленикав цвят, който се подвизава около нас под формата на различни съединения. Има температура на кипене минус 34,04 °С; температура на топене минус 101,5 °С; плътността му в газообразно състояние е 3.214 г/л; плътността на втечнения хлор е 1.537 г/см3.

В газообразно състояние хлорът има свойството лесно да се втечнява. При налягане от 8 атмосфери и температура 20 градуса той изглежда като зеленикаво-жълта течност. Има високи корозионни свойства. Практиката показва, че този химичен елемент може да съхранява течно състояние до критичната температура от 143 градуса при нарастващо налягане. Ако се охлади до 32 градуса под нулата, той става течен и без връзка с атмосферното налягане. При продължаващо охлаждане може да кристализира.

Съединения на хлора

Най-важните и с практическа стойност съединения на хлора са хлороводород – съответно във вода солна киселина; хипохлориста киселина; хлорен оксид. При свързването си с кислород хлорът демонстрира различни валентности – съединенията са токсични, нетрайни, взривоопасни.

От всички съединения на хлора най-достъпно като разбиране за важността на съединенията му е натревият хлорид, т.е. познатата ни готварска сол.

История на откритието

Карл Вилхелм Шееле: това е името на шведския химик и фармацевт, който се счита откривател на елемента хлор. За пръв път е успял да го поучи лабораторно в чист вид и да го опише; това става през 1774 година. Известно време обаче се счита, че това е някаква разновидност на солната киселина. Няколко десетилетия по-късно, през 1807 година, странният газ е именуван “хлор” от Хъмфри Дейви и за него вече се говори като за отделен елемент. Дейви получава чист хлор чрез електролиза на натриев хлорид или готварска сол.

• Силната токсичност на хлора не само е открита много скоро, но за жалост дори е използвана. През 1915 година, по време на Първата световна война, Германия използва хлора като бойно отровно вещество срещу френски части при Ипър, Белгия. Отровният хлорен облак поразява 15 000 души, от които една трета загиват на място. Вдишването на хлор причинява изгаряния на дихателната система и задушаване.

Ползи за здравето

Хлорът участва в изграждането и функционирането на всички живи организми. Особеното е, че той при това не е в чист вид, а само под формата на съединения.

• При човека и животните изобщо хлорът поддържа осмотичното равновесие. Йоните на хлорабез проблеми преминават през клетъчните мембрани и заедно с калиевите йони, регулират водно-солевия баланс. В стомашно-чревния тракт хлорните йони създават благоприятна среда за действието на ферменти от стомашните сокове.

В много клетки на нашия организъм съществуват т.н. хлорни канали, по тях се поддържа Рh на клетките и става междуклетъчен обмен на течностите. Около 85% от цялото количество хлор в тялото ни се намира именно в междуклетъчното пространство. Хлорните йони се извеждат от организма по трасетата на отделителната система.

• Хлорът наистина може да бъде опасен, но на практика без него човешкият живот или животът обаче се оказва немислим. Общото му съдържание в нашето тяло е около 0.25% от цялата телесна маса. Нека само да помислим в следната посока: хлор под формата на солна киселина участва в композицията на стомашните сокове. Тук елементът не само възпира действието на патогенни микроорганизми, но и участва активно в преработването на храните.

Заедно с още два елемента – калий и натрий, хлорът има ключова рола в поддържането на водно-солевия баланс на живия организъм.

Потребност от хлор в организма

Възрастен здрав човек трябва да приема за денонощие 4-6 г хлор; потребността от Cl нараства при физически натоварвания или в горещо време – заради обилното потене. При балансирано хранене е лесно тази дневна норма от хлор да се постига без усилие.

Още две важни задачи на хлора в човешкия организъм: нормализира състоянието на еритроцитната маса и очиства черния дроб от мазнини.

Признаци на недостиг и излишък на хлор

Дефицитът на хлор в организма може да бъде причинен от процеси, водещи до обезводняване: силно изпотяване в жега или при физически натоварвания; диария, повръщане и някои болести на отделителната система. Недостигът на хлор причинява сънливост и вялост, слабост в мускулите, пресъхване на устата, загуба на апетит и вкусови усещания.

Обратно – излишъкът води до повишено артериално налягане, суха кашлица, болки в гърдите и главоболие, сълзене и режеща болка в очите, дискомфорт и проблеми във функционирането на храносмилателния тракт. Наднорменият прием на хлор може да е свързан с превишени дози при хлорирането на водопровода и прием изключително на чешмяна вода; подобно предозиране може да се получи и при хора, чиято професия е свързана с използването на хлорни продукти или пребиваване в помещения с такова съдържание.

Храни, богати на хлор

Основен доставчик на хлор за организма е готварската сол, особено ако не е преминала през термична обработка – затова е добре да се солят вече готовите блюда.

Хлор съдържат също яйцата, морските дарове, месото, бобовите – фасул, леща и грах, елдата и оризът, маслините. Фактически всички храни съдържат известни дози от елемента, включително хлябът и млякото.

Добив на хлор. В природата

Вече споменахме, че елементът хлор има голяма химическа активност, така че в природата може да бъде открит като компонент от различни съединения. Има го във вулканичните газове, както и в множество минерали – според специалистите те са около сто вида. Като правило става дума за хлориди на метали.

Голямо количество от елемента се намира в Световния океан – почти 2% от съдържанието. Фактът се обяснява със силната разтворимост на елемента и активното разнасяне на хлориди в реки и морета. Възможен е и обратен процес: хлорът се отлага по бреговете на солените морета, а вятърът го издухва в различни посоки. Ето защо най-високата му концентрация в природата е в крайбрежните зони. Така се образуват и солниците: при сух климат и силно слънце морската вода се изпарява, като при това се образуват и зони със силна концентрация на натриев хлорид.

• Хлорът има и редица приложения в агросектора и промишлеността, затова е любопитно да видим как се произвежда. Формулата на добива му изглежда елементарна, необходими са само сол и вода. натриевият хлорид се разтваря и разтворът се подлага на въздействието на електрически ток. Колко хлор е нуобходимо да се произведе, зависи от потреблението. В далечната 1970 година например търсенето в цял свят е било 20 милиона тона и така Cl е заемал пето място в продукцията на неорганични продукти. През 2015 година производството вече е 28 милиона тона, като тук са включени всякакви форми, включително хлорна вар, хлор на таблетки за дезинфекция, пестициди, разтворители и пр. основни производители и потребители са САЩ и Великобритания, най-голям дял от хлорните продукти се пада на хлорните киселини.
• Директен добив на хлор от природата: става дума за добива на сол, морска или каменна. В рамките на планетата запасите не са големи, данните сочат количества от порядъка на 0.017%. Това означава, че при интензивен добив не след дълго цената на солта ще започне да расте.

Приложения на хлора в промишлеността

Хлорът е необходим за производството на солна киселина, а тя се използва в промишлеността при дъбене и боядисване на кожи, за производството на активен въглен, синтетични бои и органични полупродукти. Без хлор не могат да се изпълняват ред процедури в галванопластиката, при производството на лепила и хидролизиран спирт. Силата на хлора като дезинфектант намира приложение в обеззаразяването на  инсталациите за питейна вода. Тук обаче има доста спорове заради риска от предозиране при изпълнението на самата процедура хлориране, при интензивна консумация, а също и заради бързото износване на водопроводите.

В металургията хлорът участва в производството на редки метали като ниобий, титан и тантал. И химическата промишленост разчита непрекъснато на хлора: с негова помощ се произвежда поливинилхлорид, пенопласти – материали за опаковка. Както и бойни отровни вещества и изкуствени торове!

 

Хлор е необходим и при производството на каучук и синтетични изолатори. Използват се при продукцията на изолации за жици, канцеларски стоки, опаковки за битови уреди и др. Има мнения, че каучуковите изделия, произведени по такива технологии, са вредни за човека.

Хлорен диоксид

Хлорният диоксид е едно от съединенията на хлора с кислород – ClO2. Отровен газ, който е нестабилен, но добре се разтваря във вода. Казано простичко – хлорният диоксид във вода е познатата ни белина. Използва се като дезинфектант и като избелващо средство – последният ефект се дължи на освобождавания атомен кислород.

Около хлорния диоксид се вихрят интересни спорове, тъй като има световни практики за използването му при лечение на  тежки заболявания като малария, гъбички, астма, дори рак. Логиката на хлорната терапия, разработена в САЩ от Джим Хъмбъл, е че щом разтворът – всъщност това наистина е хипохлорна киселина или белина – та щом разтворът убива патогенните микроорганизми в питейната вода, той ще върши същото и в самия човешки организъм. Родната медицина официално не признава тази методика; освен това има данни, че приемът на продукта причинява гадене, повръщане и разстройство.

В същото време в мрежата могат да се намерят оферти за продукта MMC, който е препоръчан като високо селективен убиец на патогени. Приема се по специална схема. Има и подобрена версия – ЦДС, представена като съчетание от дестилирана вода и хлорен диоксид без киселинен ефект; флакон от 250 мл струва 35 лв.

Хлорна вар

Хлорната вар е техническа смес от калциев хипохлорит, калциев хлорид и калциев хидроксид (wikipedia.org). Представлява прахообразно вещество или гранули с бял цвят и миризма на хлор. При наличието на влага и въглероден диоксид от въздуха се разпада, като отделя газа хлор. Използва се за дезинфекция и за избелване на тъкани и хартия.

Опасно вещество; може да причини разяждане на кожата; замърсител на околната среда.

В селското стопанство

Елементът има добра популярност в селското стопанство – използва се при производството на хлорорганични инсектициди. Те унищожават вредителите по растенията, без да засегнат самите тях. Значителна част от целия добиван хлор се използва именно за селскостопански нужди. Продуктите с хлор са способни да унищожават избирателно и плевели.

Като отрова

Споменахме за използването на хлор като бойно отровно вещество – нещо, което в днешно време е забранено. Елементът въздейства на човешкия организъм, като причинява задушаване.

Първите симптоми при отравяне с хлор са дразнене на дихателните пътища и очите. Това предизвиква кашлица с пристъпи на задушаване. Прониквайки в белите дробове, хлорът разяжда тъканта им и причинява оток. Всичко това става изключително бързо.

В зависимост от концентрацията на газа във въздуха се развива различна симптоматика. При ниска концентрация очите се зачервяват, получава се лек задух. При наличие в атмосферата на хлор от порядъка на 1.5-2 г/м3 се появяват тежест и болки в гърдите, силно сълзене. Престой от 10-15 минути в среда с такава концентрация на хлор бива последван от изгаряния на дихателната система и смърт. При по-висока концентрация смъртта настъпва буквално мигновено заради парализа на дихателната система.

Източници:

• https://tvoi-uvelirr.ru/xlor-element-svojstva-xlora-primenenie-xlora/
• http://www.calorizator.ru/element/cl
• http://fb.ru/article/224994/hlor-harakteristika-himicheskih-i-fizicheskih-svoystv

Първоначално публикувано на:08.03.2019 @ 6:01