人类最亲密的元素

人类最亲密的元素——氯

古代的炼金术士们使用王水（一般用3份盐酸与1份硝酸相混合）来溶解金子。当他们加热王水时，会产生一种刺激性很强的烟雾。当时他们还不知道这种烟雾是氯气，但至少可以说，他们在那个时代就已经接触过氯这种元素了。

氯气黄绿色气体，有窒息性气味。分子式Cl₂。分子量70.91。相对密度1.47（0℃，369.77kPa）。熔点-101℃。沸点-34.5℃。蒸气密度2.49。蒸气压506.62kPa（5atm，10.3℃）。溶于水和易溶于碱液。遇水生成次氯酸和盐酸，次氯酸再分解为盐酸新生态氯、氧和氯酸。氯与一氧化碳在高热条件下，可生成光气。氯气不燃烧，但可助燃。氢气能在氯气中燃烧。燃烧后，都生成重要的氯化物——氯化氢。氯化氢是无色的气体，有一股刺鼻、呛人的气味。在日光下与易燃气体混合时会发生燃烧爆炸。与许多物质反应引起燃烧和爆炸。

氯是瑞典化学家舍勒在1774年发现的，它的希腊文原意就是“绿色的”。我国清末翻译家徐寿，最初便把它译为“绿气”，后来才把两字合为一字——“氯”。氯约比空气重2.5倍，在常温和六个大气压下，氯就可以被液化，变成黄绿色的液体。在工业上，便称之为“液氯”。

氯

氯气有毒，吸入人体后与粘膜和呼吸道的水作用形成氯化氢和新生态氧。氯化氢可使上呼吸道粘膜炎性水肿、充血和坏死；新生态氧对组织具有强烈的氧化作用，并可形成具细胞原浆毒作用的臭氧。氯浓度过高或接触时间较久，常可致深部呼吸道病变，使细支气管及肺泡受损，发生细支气管炎、肺炎及中毒性肺水肿。由于刺激作用使局部平滑肌痉挛而加剧通气障碍，加重缺氧状态；高浓度氯吸入后，还可刺激迷走神经引起反射性的心跳停止。

氯元素是在1774年由舍勒发现的，他使二氧化锰跟盐酸起反应，产生了有刺激性气味的气体。这种有刺激性气味的气体早在13世纪已被应用王水的炼金师们所熟悉了。但是，限于当时的历史条件，燃素说还在盛行，舍勒认为这种气体是“无燃素的盐酸”，后来又把它叫做“氧化盐酸”，经过许多人的研究，分解“氧化盐酸”遭到失败，戴维（Davy）才确定它是一种单质，命名为氯，希腊文的意思是“绿”。

后来，贝莱梯和卡斯登先后各自在有水汽存在的情况下，将舍勒所发现的这种气体加以冷却，随后他们便获得了一种黄色结晶物质（实际上它就是氯的水合物Cl₂·6H₂O）。他们指出，舍勒所发现的气体并不是一种简单的物质，当然也不是一种化学元素。

1805年诺斯莫尔将这种气体液化，他在描述其实验过程时说：

“当我把这种含氧的盐酸气（诺斯莫尔和贝采里乌斯的看法一样，他们都认为氯气是盐酸与氧气的化合物，所以把这叫做含氧的盐酸气）放到压缩的大气压力下时，发现它具有极大的挥发性，当把耐压的接受容器的阀门打开时，这种液体物质便立即完全挥发了。我发现这种物质的浓度非常大，以致让我感受到一种难以忍受的刺激。当气体挥发后，接受容器中只留下很少的黄色的残留物。这种气体能破坏蔬菜的颜色，并且很难控制。”

化学家贝采里乌斯

1810年，戴维通过试验进一步证实了在-40℃下将氯气冷却，获得了贝莱梯和卡斯登所制备出来的黄色晶体物质。

1823年3月5日，当法拉第正在操作一支装有氯的水合物玻璃管时，帕里斯恰好来拜访。当看到玻璃管中有一些油状物质时，他责备法拉第不该使用带油污的仪器（因为帕里斯以为这支玻璃管是法拉第没有洗净的器具）。帕里斯走后，法拉第继续进行实验，把那支玻璃管拿出来看时不小心打破了。与此同时，管内的油状物也马上消失了。这件事使法拉第认识了这种油状物的性质。帕里斯第二天便收到了法拉第的一封信写道：“亲爱的先生，昨天您注意的油状物是已经变成液态的氯。”

法拉第

1888年，克尼许为了便于运输和使用，用加压冷却的方法将液态的氯装在一种耐压的容器中。这一方法为使用氯气的单位提供了很大的方便。此后，液氯的生产才达到商品的规模。

漂白粉用于生产开始于18世纪末期。此前，欧洲人在漂白麻纤维和棉纤维的时候，需要花费很长的时间及繁重的劳动。他们先把棉、麻纤维放在草木灰、石灰水或皂液中煮沸。然后取出来浸泡在牛奶中，最后取出来铺在草地上，充分地暴露在空气中和阳光下，这时纤维才被漂白。这种方法需要耗费长达7个月的时间。

1785年，法国人贝托雷最早利用氯气制造漂白剂。它把氯气溶解在水中，这种溶液便具有了漂白作用。1789年贝托雷改进了制备漂白溶液的方法，把氯气通入巴黎一家化工厂生产的碱性草木灰（即氢氧化钾）的溶液中，效率又提高了很多。后来，蒸汽机的发明者瓦特从贝托雷那里了解到制造这种漂白剂的方法，并把这种制造方法转让给泰纳，以方便漂白剂投入生产。1798年泰纳把漂白剂的生产方法改为将氯气通到石灰水中，这样大大降低成本了。1799年泰纳经过多次加工又把这种液体的漂白剂改进成为固体的产品，当时叫做氯化石灰，也就是我们现在所用的漂白粉。这种固体产品的优越性要比液体的漂白剂大多了。

现在工业上还是采用把氯气通往消石灰或石灰乳的方法制取漂白粉。消石灰要含略少于1%（质量分数）的水，因为极为干燥的消石灰是不跟氯气反应的。氯气在卫生方面的应用历史非常悠久，早在1800年，英、法等国家就用氯水作为消毒剂；1854年英国就已经采用漂白粉来消除污水的气味；到了1903年，英国人的饮用水已经大量使用氯气来清毒了。

氯气的生产方法也曾经历了漫长的发展过程。直到1936年，人们还沿用贝托雷的方法来生产氯气，这种方法是把氯化钠、软锰矿（即二氧化锰）和硫酸的混合物，加热后产生氯气。

1936年古萨格发明了一种焦化塔，用来吸收路布兰法生产苏打（即碳酸钠）的过程中所排出的氯化氢气体（在当时这种含有氯化氢的气体被人认为是一种废气，从古萨格开始，这种气体才得到了充分利用），从此以后盐酸成为了一种比较便宜的酸，得到了广泛利用。舍勒生产氯气的方法（即用盐酸与软锰矿反应制取氯气）经过改进后，才使氯气大规模生产成为了可能。

1868年狄肯和洪特又发明了用氧气来氧化氯化氢以制取氯气的方法。

4HCl＋O₂＝2Cl₂↑＋2H₂O

人们称这种方法为狄肯法。

以上这些生产氯气的方法虽然在氯气生产史上都起过一定的作用，然而与电解法生产氯气和烧碱相比较，无论是从经济效益还是生产规模上来说都望尘莫及。所以当电解法普及以后，所有其他的生产氯气的方法都被淘汰了。

氯多用于食盐电解制得。在冶金、造纸、纺织、制药、橡胶、塑料生产以及制造光气、漂白粉等工序均能接触。在液氯的灌注、运输、贮存过程中，以及因钢瓶口密封不严等原因造成氯气大量逸散时常接触高浓度氯。

氯是人体必需的一种的元素，在自然界中氯总是以氯化物的形式存在，最普通的形式是食盐。氯和钠、钾形成化合物在体内维持着血液的酸碱平衡。并且氯有协助肝脏的机能，帮助清楚体内的废物的功能。氯还是胃液的主要成分之一。

目前还未能有确定的日摄取量，但一般只要日常盐的摄取量均衡的话就足够了。饮用含氯的水最好能吃一些酸奶酪和维生素e，因为酸奶酪能补充被氯杀死的肠内有益菌，而维生素e能补充被氯破坏掉的部分。