Если вы когда-либо принимали лекарства по рецепту, водили машину или пили воду из-под крана, вы, вероятно, подвергались воздействию хлора.
Хлор, элемент № 17 Периодической таблицы элементов, имеет несколько применений. По данным Королевского химического общества химии, он используется для стерилизации питьевой воды и дезинфекции плавательных бассейнов, а также для производства ряда широко используемых продуктов, таких как бумага, текстиль, медикаменты, краски и пластик, особенно ПВХ. , Кроме того, по данным Американского совета по химии, хлор используется при разработке и производстве материалов, используемых в изделиях, которые делают автомобили более легкими: от подушек сидений и чехлов на сиденья до шинных кордов и бамперов.
Элемент также используется в процессах органической химии - например, в качестве окислителя и заменителя водорода, согласно Лос-Аламосской национальной лаборатории. Окислитель обладает сильными дезинфицирующими и отбеливающими свойствами. При использовании в качестве заменителя водорода хлор может принести многие желаемые свойства в органических соединениях, такие как его дезинфицирующие свойства или способность образовывать полезные соединения и материалы, такие как ПВХ и синтетический каучук.
Но у хлора есть и темная сторона: в форме природного газа он вреден для здоровья человека. Хлор является раздражителем дыхательных путей, и вдыхание его может вызвать отек легких - чрезмерное накопление жидкости в легких, что может привести к затруднению дыхания. По данным Министерства здравоохранения штата Нью-Йорк, газ также может вызвать раздражение глаз и кожи или даже серьезные ожоги и изъязвления. Агентство сообщает, что воздействие сжатого жидкого хлора может привести к обморожению кожи и глаз.
Только факты
- Атомный номер (количество протонов в ядре): 17
- Атомный символ (в периодической таблице элементов): Cl
- Атомный вес (средняя масса атома): 35,453
- Плотность: 3,214 грамма на кубический сантиметр
- Фаза при комнатной температуре: газ
- Температура плавления: минус 150,7 градусов по Фаренгейту (минус 101,5 градусов по Цельсию)
- Точка кипения: минус 29,27 F (минус 34,04 C)
- Количество изотопов (атомов одного и того же элемента с разным числом нейтронов): 24. Количество стабильных изотопов: 2
- Наиболее распространенные изотопы: хлор-35 (76% естественного содержания)
Зеленовато-желтый газ ошибочно принимают за кислород
В 1774 году шведский фармацевт Карл Вильгельм Шееле выпустил несколько капель соляной кислоты на кусок диоксида марганца в своей лаборатории, и зеленовато-желтый газ был получен в считанные секунды, по данным Американского химического совета. Тем не менее, хлор не был признан в качестве элемента, пока несколько десятилетий спустя, английский химик сэр Хамфри Дэви, и до этого люди думали, что это соединение кислорода. Дэви назвал его "хлор", от греческого слова "зеленовато-желтый", и в 1810 году он изменил название на "хлорный газ" или "хлор".
Хлор относится к группе галогенов - солеобразующих элементов - вместе с фтором (F), бромом (Br), йодом (I) и астатином (At). Все они находятся во втором столбце справа на периодической таблице в группе 17. Их электронные конфигурации схожи с семью электронами в их внешней оболочке. Они очень реактивные элементы; когда они связаны с водородом, они производят кислоты. Ни один не найден в природе в их элементарной форме, согласно Университету Пердью. Они обычно находятся в виде солей в минералах.
На самом деле, вероятно, наиболее известной формой соединения хлора является хлорид натрия, иначе известный как поваренная соль. Другие соединения включают хлорид калия, который используется для предотвращения или лечения низкого уровня калия в крови, и хлорид магния, который используется для предотвращения или лечения дефицита магния.
По данным Йоркского университета, большинство хлора получают электролизом растворов хлорида натрия, используя электрический ток для создания химической реакции. Процесс разделяет элементы.
Кто знал?
- По словам Королевского химического общества, из-за его токсических свойств хлор использовался в качестве химического оружия во время Первой мировой войны.
- При выделении в качестве свободного элемента хлор принимает форму зеленовато-желтого газа, который в 2,5 раза тяжелее воздуха и пахнет отбеливателем.
- Хлор является вторым по распространенности галогеном и вторым по величине галогеном на Земле после фтора.
- Хлорид натрия (соль) является наиболее распространенным соединением хлора и встречается в больших количествах в океане.
- В курице, которую вы едите, может быть немного хлора. Куриные туши, которые поступают с заводских ферм США, часто заливаются хлором, чтобы избавиться от фекальных загрязнений.
- Хлор разрушает озон, способствуя процессу истощения озонового слоя. Фактически, по данным Агентства по охране окружающей среды США, один атом хлора может уничтожить до 100 000 молекул озона до того, как он будет удален из стратосферы.
- Бассейны полагаются на хлор, чтобы поддерживать их в чистоте. По данным Американского химического совета, вода в большинстве плавательных бассейнов должна содержать от двух до четырех частей на миллион хлора. И тот сильный хлор, который вы можете почувствовать, плавая в общественном бассейне, может фактически указывать на то, что для баланса химических веществ в воде требуется дополнительный хлор.
Исследовательская работа
Хлор вызывал у исследователей много шума из-за определенных вредных воздействий, которые он может оказывать на здоровье человека. Эти эффекты, однако, остаются дискуссионными.
Хлор является одним из атомов токсина, который есть у некоторых южноамериканских лягушек на коже. По данным Американского химического совета, он может парализовать или даже убить крупных животных. Уроженцы колумбийских тропических лесов обычно втирают кончики своих стрел в кожу этих «ядовитых лягушек». Джон Дейли, ученый из Национального института здоровья, пытался выделить соединение, названное эпибатидином, но не смог получить достаточно вещества (лягушки находятся под угрозой исчезновения), и то, что он синтезировал, имело нежелательные побочные эффекты. Однако, переставляя состав на атомном уровне, химики надеются, что в конечном итоге они найдут версию, которая является сильным обезболивающим средством.
Предыдущие исследования связывали употребление хлорированной воды с повышенным риском развития рака. Например, в исследовании, опубликованном в 1992 году в Американском журнале общественного здравоохранения, исследователи обнаружили, что люди, которые пили хлорированную воду, имели на 21% более высокий риск заболеть раком мочевого пузыря и на 38% более высокий риск заболеть раком прямой кишки, чем люди, которые пили нехлорированную воду. И в другом исследовании, опубликованном в 2010 году в журнале «Перспективы гигиены окружающей среды», исследователи обнаружили, что люди, которые плавали в хлорированном бассейне в течение 40 минут, имели повышенные биомаркеры (то есть определенные молекулярные показатели), связанные с риском развития рака. Тем не менее, исследование, опубликованное в том же журнале в 2017 году, показало, что, хотя при употреблении хлорированной воды существует более высокий риск развития рака мочевого пузыря, практически не было доказательств, связывающих плавание в хлорированном бассейне и риск развития рака мочевого пузыря в исследовании, в котором изучалось количество часы в бассейне в летние и не летние месяцы и в разных возрастных диапазонах.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, министерство здравоохранения и социальных служб США, Международное агентство по исследованию рака и Агентство по охране окружающей среды США не классифицируют хлор как канцероген для человека.
Итак, вреден ли хлор для вашего здоровья? Не совсем, сказал Престон Дж. МакДугалл, профессор химии в Университете штата Средний Теннесси в Мерфрисборо.
«Вы не хотите использовать чрезмерное количество хлора, но мы не должны бояться химических веществ, потому что мы их не понимаем», - сказал Макдугалл в интервью Live Science.
На самом деле, отсутствие соответствующего хлорирования, чтобы убить вредные бактерии, такие как Кишечная палочка, может иметь разрушительные последствия для здоровья человека и жизни, добавил он. Например, в мае 2000 года в Уокертоне, Онтарио, погибли семь человек, и более 2300 человек заболели после того, как городское водоснабжение заразилось Кишечная палочка и другие бактерии, согласно Совету по качеству и здоровью воды. Если бы требуемый уровень хлора был сохранен, бедствие можно было бы предотвратить даже после загрязнения воды, согласно отчету, опубликованному министерством генерального прокурора Онтарио.
Кроме того, добавление хлора в воду является одним из методов, который многие пытаются сделать чистой водой легко доступной в развивающихся странах. В исследовании, опубликованном в 2017 году, говорится, что 3,4 миллиона человек ежегодно умирают от воды, загрязненной вредными бактериями, такими как Кишечная палочкаи что до 4,4 миллиарда человек не имеют надежного источника чистой питьевой воды. Хлорирование водоснабжения в дополнение к сближению воды с общинами является одним из важных шагов в сближении чистой воды с теми, кто в ней нуждается.
Кроме того, есть многообещающие новости, связанные с исследованиями хлора. МакДугалл указал на недавнее исследование атомов хлора, обнаруженное в новом классе антибиотических соединений, которые были обнаружены в крошечных морских организмах в водах Северной Атлантики около Норвегии. Эти атомы хлора необходимы для антибиотической активности соединений, которые могут быть эффективными против метициллин-резистентных Золотистый стафилококкБактерия, вызывающая трудно поддающиеся лечению инфекции у людей и устойчивая к обычно используемым антибиотикам, сказал он.
«Сообщество по обнаружению наркотиков очень взволновано этими природными соединениями, потому что они эффективны против MRSA», - сказал Макдугалл, который не принимал участия в исследовании, опубликованном в апреле 2014 года в журнале Angewandte Chemie International Edition.
