氯系氧化剂

在水溶液中能释放出HClO、ClO-、Cl2的药剂均属于氯系氧化剂。其中HClO、ClO-、Cl2称为有效氯，也称活性氯。氯系氧化剂的纯度均以有含的有效氯（换算成Cl2的量占总量的百分比来表示。常见的氯系氧化剂有液氯、漂白粉、漂粉精、次氯酸钠溶液和二氧化氯。

液氯和氯气

    氯的英文名称是Chlorine，分子式Cl2，分子量70.906。在常温常压下为黄绿色气体，液化后为黄绿色透明液体，有强烈的刺激性臭味，毒性强，具有腐蚀性和氧化性，液氯（Liquid Chlorine）的密度为1.47，熔点-102℃，沸点-34.6℃。氯气密度为3.21，是空气的2.45倍。气化热62kcal／kg（36℃），易溶于水、碱溶液，二硫化碳和四氯化碳。在常温下，氯气被加热到0.6～0.8Mpa或在常压下冷却到-35～40℃时就能液化。

    氯气的化学性质很活泼，溶于水后，一部分生成盐酸和次氯酸，另一部分仍以氯分子形式存在。

    Cl2＋H2O=HClO+HCl  K=4.2×10-4

在25℃时，氯在水中的总溶解度为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，次氯酸及其盐可分解为盐酸和新生态氧，具有很强的强化能力：

    HClO+hv=HCl+[O]

    氯被碱溶液吸收生成次氯酸盐，在碱性条件下，反应超于*：

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

    2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

    次氯酸盐溶液不稳定，受光照会发生歧化反应：

    3ClO-─→2Cl-+ClO3-  K=1027

    常温下该反应很缓慢，当温度高于75℃时，反应很快。生成的氯酸盐有毒，排水中不准超过0.02mg/L。因此，应避免这个反应发生。

    在次氯酸盐溶液中，有效氯主要以ClO-和HClO两种形式存在，其平衡由溶液的ｐＨ值决定：

    HClO＝H++ClO-  K=3.4×10-8

    次氯酸和其盐是强氧化剂，被还原后，氯的氧化数由＋１价变为－１价，形成氯子，其标准电极电位如下：

                   +1.63v    +1.36v

    酸性溶液中  HClO──→Cl2──→Cl-

                    +0.40V     +1.36

    碱性溶液中  ClO-───→Cl2──→Cl-

                    +0.89v

                ClO-───→Cl-

    可见，氯在酸性条件下氧化能力强。

    氯气由电解食盐水生产。我国多采用立式隔膜电解槽，当直流电通过盐水溶液时，在阳极上产生氯气，在固体铁阴极上产生氯气，阴阳两极之间由于装有多孔性石棉或聚合物制成的隔膜，把产生的两种气体分离开。氯气经净化、压缩、冷冻即成为液氯。生产一吨液氯耗食盐1.7t、电耗2800kwh、硫酸消耗15kg、盐酸100kg、水４０ｍ3。液氯产品指标如下：

    组成      Cl2           O2         CO2      N2      H2O

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

    有关氯的数据见表4-1、表4-2、表4-3。

表4-1液氯蒸汽压与温度的关系

液氯温度（℃）   -34.5 -30   -20   -10    0   10     20    30   40    60     80     100

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

    氯在水中溶解度与温度的关系（1atm条件下）

    溶液温度（℃）  10     15      20     25      30     35     40

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

 氯在水中的浓度与其平衡分压关系（g/L）

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┃ 温   度│                        Cl2分压（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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    液氯用设计压力为2MPa的钢瓶装运，充装量不得大小1.25Kg/L。钢瓶漆成草绿色，用白色标明“液氯”字标。钢瓶外部应有明显“有毒压缩气体”标志。工业使用的液氯钢瓶分500Kg、1000Kg两种规格。液氯钢瓶应贮存在阴凉干燥通风的库房、库温不超过35℃。防止日光直射，远离火种、热源，库房保持干燥以防钢瓶锈蚀。不得与液氨、易燃压缩气体、自燃物、金属粉末、有机物、松节油共贮，贮存时钢瓶应戴安全帽，应认真检查钢瓶阀门是否漏气，库房有无氯臭。如无法修复，应将漏气钢瓶搬出库房，浸入石灰乳中吸收漏出的氯，以防污染。搬运要轻装轻卸，防止钢瓶摩擦撞击，装车时安全阀帽应向外排在一面。钢瓶应套橡胶防撞圈。炎热季节应在早晚阴凉时搬运。发生火灾时，可用水或雾状水扑来。立即在附近钢瓶移开，若无法移开时，应在钢瓶上浇水冷却，扑火人员应戴防毒面具。