Cloro gassoso: formula, effetti, usi e rischi

Il cloro gassoso (diclor, cloro biatomico, cloro molecolare o semplicemente cloro) è un gas giallo-verdastro, con odore pungente e soffocante, non combustibile a temperatura ambiente e pressione atmosferica.

È l'elemento con la più alta affinità elettronica e la terza più alta elettronegatività, dietro solo ossigeno e fluoro. È estremamente reattivo e un forte agente ossidante.

L'elevato potenziale ossidante del cloro elementare ha portato allo sviluppo di candeggianti e disinfettanti commerciali, oltre a un reagente per molti processi nell'industria chimica.

Sotto forma di ioni cloruro, il cloro è necessario per tutte le specie di vita conosciute. Ma il cloro elementare ad alte concentrazioni è estremamente pericoloso e velenoso per tutti gli organismi viventi, motivo per cui è stato usato nella prima guerra mondiale come il primo agente di guerra chimica gassosa.

È tossico per inalazione. A lungo termine, l'inalazione di basse concentrazioni o l'inalazione a breve termine di alte concentrazioni di gas cloro, hanno effetti dannosi sulla salute.

I vapori sono molto più pesanti dell'aria e tendono a depositarsi in zone basse. Non brucia, ma supporta la combustione.

È leggermente solubile in acqua. Il contatto con liquidi non confinati può causare il congelamento per raffreddamento evaporativo.

È usato per purificare l'acqua, imbiancare la polpa di legno e fare altre sostanze chimiche.

formula

Formula : Cl-Cl

Numero CAS : 7782-50-5

Struttura 2D

lineamenti

Proprietà fisiche e chimiche

Il cloro gassoso appartiene al gruppo reattivo di forti agenti ossidanti. Questi composti spesso reagiscono vigorosamente con altri composti.

Il cloro gassoso appartiene anche al gruppo reattivo di forti agenti alogenanti, che trasferiscono uno o più atomi di alogeno al composto con cui stanno reagendo.

Gli agenti alogenanti sono generalmente acidi e quindi reagiscono, in alcuni casi violentemente, con le basi.

Molti di questi composti sono reattivi all'acqua e reattivi all'aria. Gli alogeni sono altamente elettronegativi e sono forti ossidanti.

Avvisi di reattività

Il gas di cloro è un forte agente ossidante. Reagisce con l'acqua. L'acqua scioglie il cloro gassoso, formando una miscela di acido cloridrico e acidi ipoclorosi.

infiammabilità

Può accendere altri materiali combustibili (legno, carta, olio, ecc.). La miscelazione con carburanti può causare esplosioni. Il contenitore potrebbe esplodere a contatto con il fuoco. Esiste il rischio di esplosione (e avvelenamento) a causa dell'accumulo dei suoi vapori all'interno, nelle fognature o all'aria aperta.

Miscele di idrogeno e cloro (5-95%) possono esplodere per l'azione di quasi ogni forma di energia (calore, luce solare, scintille, ecc.).

Emette fumi altamente tossici quando riscaldati. Quando combinato con acqua o vapore produce vapori tossici e corrosivi di acido cloridrico.

reattività

Il cloro reagisce in modo esplosivo con (o supporta la combustione di) numerosi materiali comuni.

  • Il cloro incendia l'acciaio a 100 ° C in presenza di fuliggine, ruggine, carbone o altri catalizzatori.
  • Lana d'acciaio leggera asciutta a 50 ° C.
  • Accendi i solfuri a temperatura ambiente.
  • Luce (nella sua forma liquida) in gomma naturale e sintetica.
  • Accendere il trialkylborane e il diossido di tungsteno.
  • Si accende a contatto con idrazina, idrossilammina e nitruro di calcio.
  • È infiammato o sfruttato con arsina, fosfina, silano, diborano, stibnite, fosforo rosso, fosforo bianco, boro, carbone attivo, silicio, arsenico.
  • Causa l'accensione e una morbida esplosione quando bolle attraverso il metanolo freddo.
  • Esplode o si infiamma se si mescola eccessivamente con l'ammoniaca e si riscalda.
  • Formare il tricloruro di azoto esplosivo a contatto con il reagente Biuret contaminato con acido cianurico.
  • Forma facilmente derivati ​​esplosivi di N-cloro con aziridina.

Il cloro (nella sua forma liquida o gassosa) reagisce con:

  • Alcoli (esplosione)
  • Fusione di alluminio (esplosione)
  • Silanes (esplosione)
  • Pentafluoruro di bromo
  • Disolfuro di carbonio (esplosione catalizzata dal ferro)
  • Cloro-2-propiene (l'eccesso di cloro causa un'esplosione)
  • Dibutilftalato (esplosione a 118 ° C)
  • Dietil etere (acceso)
  • Zinco dietilico (acceso)
  • Glicerolo (esplosione a 70-80 ° C)
  • Metano su ossido di mercurio giallo (esplosione)
  • Acetilene (esplosione attivata dalla luce solare o dal riscaldamento)
  • Etilene su mercurio, ossido di mercurio (I) o ossido d'argento (I) (esplosione causata da calore o luce)
  • Benzina (reazione esotermica e detonazione)
  • Miscela di idrossido di sodio e nafta (esplosione violenta)
  • Cloruro di zinco (reazione esotermica)
  • Cera (esplosione)
  • Idrogeno (esplosione iniziata dalla luce)
  • Carburo di ferro
  • Uranio e zirconio
  • Idruri di sodio, potassio e rame
  • latta
  • Polvere di alluminio
  • Polvere di vanadio
  • Foglio di alluminio
  • orpello
  • Foglio di rame
  • Calcio in polvere
  • Filo di ferro
  • Polvere di manganese
  • potassio
  • Polvere di antimonio
  • bismuto
  • germanio
  • magnesio
  • sodio
  • zinco

tossicità

Il gas di cloro è velenoso e può essere fatale se inalato. Il contatto può causare ustioni alla pelle e agli occhi, nonché bronchiti o condizioni polmonari croniche.

applicazioni

Oggi vengono commercializzati circa 15.000 composti di cloro. Il cloruro di sodio è di gran lunga il più comune composto di cloro ed è la principale fonte di cloro e acido cloridrico per l'enorme industria chimica del cloro.

Di tutto il cloro elementare prodotto, circa il 63% viene utilizzato nella produzione di composti organici, il 18% nella produzione di composti inorganici di cloro e il restante 19% di cloro prodotto viene utilizzato per prodotti di candeggina e disinfezione.

Tra i composti organici più significativi in ​​termini di volume di produzione sono 1, 2-dicloroetano e cloruro di vinile (intermedi nella produzione di PVC), cloruro di metile, cloruro di metilene, cloroformio, cloruro vinilidene, tra gli altri.

I principali composti inorganici includono HCl, Cl2O, HCl, NaClO3, AlCl3, SiCl4, SnCl4, PCl3, PCl5, POCl3, AsCl3, SbCl3, SbCl5, BiCl3, S2Cl2, SCl2, SOCI2, ClF3, ICl, ICl3, TiCl3, TiCl4, MoCl5, FeCl3, ZnCl2 e molti altri.

Il gas di cloro è utilizzato nelle operazioni di sbiancamento industriale, nel trattamento delle acque reflue, nella produzione di compresse per la clorurazione delle piscine o nella guerra chimica.

Il gas al cloro (noto come bertholite) fu usato per la prima volta come arma nella prima guerra mondiale dalla Germania.

Dopo il suo primo utilizzo, entrambe le parti nel conflitto hanno usato il cloro come arma chimica, ma è stato presto sostituito da fosgene e gas mostarda, che sono più letali.

Il gas al cloro è stato anche usato durante la guerra in Iraq nella provincia di Anbar nel 2007.

Effetti clinici

Il gas cloro è una delle più comuni esposizioni di inalazione di sostanze irritanti per uso professionale e ambientale. Recenti studi hanno riportato che la miscela di candeggina (candeggina, prodotta principalmente a base di ipoclorito di sodio) con altri prodotti di pulizia, è la causa più comune (21% dei casi) di esposizione singola per inalazione segnalata nei centri di tossicologia degli Stati Uniti.

I principali effetti tossici sono dovuti alle lesioni tissutali locali piuttosto che all'assorbimento sistemico. Si ritiene che il danno cellulare derivi dall'ossidazione di gruppi funzionali in componenti cellulari; alle reazioni con l'acqua dei tessuti per formare acido ipocloroso e acido cloridrico; e la generazione di radicali liberi dell'ossigeno (sebbene questa idea sia ora controversa).

In avvelenamento da lieve a moderato, tosse, mancanza di respiro, dolore toracico, sensazione di bruciore alla gola e area retrosternale, nausea o vomito, irritazione degli occhi e del naso, asfissia, debolezza muscolare, vertigini, disagio addominale e mal di testa.

Nell'avvelenamento grave, c'è: edema delle vie aeree superiori, laringospasmo, grave edema polmonare, polmonite, ipossiemia persistente, insufficienza respiratoria, danno polmonare acuto e acidosi metabolica.

L'esposizione cronica al gas di cloro è una delle cause più frequenti di asma professionale. Può causare dispnea, palpitazioni, dolore toracico, disfunzione reattiva del tratto respiratorio superiore, erosione dello smalto dei denti e aumento della prevalenza delle sindromi virali. L'esposizione cronica a 15 ppm produce tosse, emottisi, dolore toracico e mal di gola.

L'esposizione cutanea può causare eritema, dolore, irritazione e ustioni della pelle. Un'esposizione grave può causare collasso cardiovascolare e arresto respiratorio. In alte concentrazioni possono verificarsi sincope e morte quasi immediata. Il cloro (come ipoclorito) è teratogeno negli animali da esperimento.

Sicurezza e rischi

Dichiarazioni di pericolo del sistema globale armonizzato di classificazione ed etichettatura dei prodotti chimici (SGA).

Il sistema globale armonizzato per la classificazione e l'etichettatura delle sostanze chimiche (SGA) è un sistema concordato a livello internazionale, creato dalle Nazioni Unite per sostituire i vari standard di classificazione ed etichettatura utilizzati in diversi paesi attraverso l'uso di criteri globali coerenti (Nazioni Unite United, 2015).

Le classi di pericolo (e il capitolo corrispondente del GHS), le norme di classificazione ed etichettatura e le raccomandazioni per il cloro gassoso sono le seguenti (Agenzia europea per le sostanze chimiche, 2017, Nazioni Unite, 2015, PubChem, 2017):

Classi di rischio del GHS

H270: può causare o intensificare il fuoco; Ossidante [Gas ossidanti pericolosi - Categoria 1]

H280: contiene gas sotto pressione; Può esplodere se riscaldato [Gas di avvertimento sotto pressione - Gas compresso, Gas liquefatto, Gas disciolto]

H315: Provoca irritazione cutanea [Attenzione Corrosione / irritazione cutanea - Categoria 2]

H319: Provoca grave irritazione oculare [Avvertenza Lesioni oculari gravi / irritazione oculare - Categoria 2A]

H330: Letale per inalazione [Pericolo Tossicità acuta, inalazione - Categoria 1, 2]

H331: Tossico per inalazione [Pericolo Tossicità acuta, inalazione - Categoria 3]

H335: Può provocare irritazione alle vie respiratorie [Avvertenza Tossicità specifica per organi bersaglio, esposizione singola; Irritazione delle vie respiratorie - Categoria 3]

H400: Molto tossico per la vita acquatica [Avvertenza Pericoloso per l'ambiente acquatico, rischio acuto - Categoria 1]

H410: Altamente tossico per gli organismi acquatici, con effetti avversi a lunga durata [Avvertenza Pericoloso per l'ambiente acquatico, pericolo a lungo termine - Categoria 1]

(PubChem, 2017)

Codici dei consigli prudenziali

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 e P501.