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氯系氧化劑

更新時間:2017-12-22點擊次數(shù):3927

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(tài)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(wěn)定,受光照會發(fā)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(fā)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(shù)由+1價變?yōu)椋眱r,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(shù)據(jù)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┃

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

┃    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(yè)使用的液氯鋼瓶分500Kg、1000Kg兩種規(guī)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(jié)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(jié)應在早晚陰涼時搬運。發(fā)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。

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