氯系氧化劑

在水溶液中能釋放出HClO、ClO-、Cl2的藥劑均屬于氯系氧化劑。其中HClO、ClO-、Cl2稱為有效氯，也稱活性氯。氯系氧化劑的純度均以有含的有效氯（換算成Cl2的量占總量的百分比來表示。常見的氯系氧化劑有液氯、漂白粉、漂粉精、次氯酸鈉溶液和二氧化氯。

液氯和氯氣

    氯的英文名稱是Chlorine，分子式Cl2，分子量70.906。在常溫常壓下為黃綠色氣體，液化后為黃綠色透明液體，有強烈的刺激性臭味，毒性強，具有腐蝕性和氧化性，液氯（Liquid Chlorine）的密度為1.47，熔點-102℃，沸點-34.6℃。氯氣密度為3.21，是空氣的2.45倍。氣化熱62kcal／kg（36℃），易溶于水、堿溶液，二硫化碳和四氯化碳。在常溫下，氯氣被加熱到0.6～0.8Mpa或在常壓下冷卻到-35～40℃時就能液化。

    氯氣的化學性質很活潑，溶于水后，一部分生成鹽酸和次氯酸，另一部分仍以氯分子形式存在。

    Cl2＋H2O=HClO+HCl  K=4.2×10-4

在25℃時，氯在水中的總溶解度為0.091mol／L，其中以Cl2形式存在的0.061mol／L，以HClO形式存在的0.03mol／L。

    在紫外光作用下，次氯酸及其鹽可分解為鹽酸和新生態氧，具有很強的強化能力：

    HClO+hv=HCl+[O]

    氯被堿溶液吸收生成次氯酸鹽，在堿性條件下，反應超于*：

    Cl2＋2NaOH=NaClO+NaCl＋H2O  K=7.5×1015

    2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

    次氯酸鹽溶液不穩定，受光照會發生歧化反應：

    3ClO-─→2Cl-+ClO3-  K=1027

    常溫下該反應很緩慢，當溫度高于75℃時，反應很快。生成的氯酸鹽有毒，排水中不準超過0.02mg/L。因此，應避免這個反應發生。

    在次氯酸鹽溶液中，有效氯主要以ClO-和HClO兩種形式存在，其平衡由溶液的ｐＨ值決定：

    HClO＝H++ClO-  K=3.4×10-8

    次氯酸和其鹽是強氧化劑，被還原后，氯的氧化數由＋１價變為－１價，形成氯子，其標準電極電位如下：

                   +1.63v    +1.36v

    酸性溶液中  HClO──→Cl2──→Cl-

                    +0.40V     +1.36

    堿性溶液中  ClO-───→Cl2──→Cl-

                    +0.89v

                ClO-───→Cl-

    可見，氯在酸性條件下氧化能力強。

    氯氣由電解食鹽水生產。我國多采用立式隔膜電解槽，當直流電通過鹽水溶液時，在陽極上產生氯氣，在固體鐵陰極上產生氯氣，陰陽兩極之間由于裝有多孔性石棉或聚合物制成的隔膜，把產生的兩種氣體分離開。氯氣經凈化、壓縮、冷凍即成為液氯。生產一噸液氯耗食鹽1.7t、電耗2800kwh、硫酸消耗15kg、鹽酸100kg、水４０ｍ3。液氯產品指標如下：

    組成      Cl2           O2         CO2      N2      H2O

    含量  99.5%～99.8%  400～500ppm  300ppm  500ppm  15～20ppm

    有關氯的數據見表4-1、表4-2、表4-3。

表4-1液氯蒸汽壓與溫度的關系

液氯溫度（℃）   -34.5 -30   -20   -10    0   10     20    30   40    60     80     100

飽和蒸汽壓(atm)  1     1.21  1.81  2.60  3.64  4.96  6.57  8.6  11.14 17.59  26.24  37.46

    氯在水中溶解度與溫度的關系（1atm條件下）

    溶液溫度（℃）  10     15      20     25      30     35     40

    Cl2 （g/L）     9.972  8.495   7.293  6.413   5.723  5.104  4.59

 氯在水中的濃度與其平衡分壓關系（g/L）

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┃ 溫   度│                        Cl2分壓（ｍｍＨｇ）                   ┃

┃        ├────┬───┬────┬───┬───┬───┬────┬──┨

┃ （℃） │ 5      │10    │ 30     │50    │100   │ 150  │ 200   │300 ┃

┠────┼────┼───┼────┼───┼───┼───┼────┼──┨

┃    20  │ 0.438  │0.575 │ 0.973  │1.21  │1.773 │ 2.27 │ 2.74  │3.19┃

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┃    30  │ 0.424  │0.553 │ 0.873  │1.106 │1.573 │ 1.966│  2.34  │2.69┃

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    液氯用設計壓力為2MPa的鋼瓶裝運，充裝量不得大小1.25Kg/L。鋼瓶漆成草綠色，用白色標明“液氯”字標。鋼瓶外部應有明顯“有毒壓縮氣體”標志。工業使用的液氯鋼瓶分500Kg、1000Kg兩種規格。液氯鋼瓶應貯存在陰涼干燥通風的庫房、庫溫不超過35℃。防止日光直射，遠離火種、熱源，庫房保持干燥以防鋼瓶銹蝕。不得與液氨、易燃壓縮氣體、自燃物、金屬粉末、有機物、松節油共貯，貯存時鋼瓶應戴安全帽，應認真檢查鋼瓶閥門是否漏氣，庫房有無氯臭。如無法修復，應將漏氣鋼瓶搬出庫房，浸入石灰乳中吸收漏出的氯，以防污染。搬運要輕裝輕卸，防止鋼瓶摩擦撞擊，裝車時安全閥帽應向外排在一面。鋼瓶應套橡膠防撞圈。炎熱季節應在早晚陰涼時搬運。發生火災時，可用水或霧狀水撲來。立即在附近鋼瓶移開，若無法移開時，應在鋼瓶上澆水冷卻，撲火人員應戴防毒面具。