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第一次世界大戰(zhàn)期間，一位被稱為'化學(xué)戰(zhàn)爭之父'的化學(xué)家備受人們唾棄。之所以被唾棄，是因?yàn)樗芯苛?strong>氯氣用于戰(zhàn)爭中。戰(zhàn)場上一團(tuán)黃綠色煙霧騰起，不到10分鐘內(nèi)，就讓將近5000名士兵死亡。這團(tuán)黃綠色煙霧正是氯氣，具有很強(qiáng)的毒性。

身著防護(hù)服處理氯氣

從上面事例我們可以知道氯氣具有很強(qiáng)的毒性，而現(xiàn)如今自來水廠消毒用的基本都是氯氣消毒。既然氯氣本身有毒，為什么又能夠利用對自來水進(jìn)行消毒？這利用了什么性質(zhì)？帶著疑問，下面就進(jìn)行系統(tǒng)分析探討。

氯氣的發(fā)現(xiàn)

1774年瑞典化學(xué)家舍勒在研究二氧化錳中第一次發(fā)現(xiàn)了氯氣，這種氣體為黃綠色，非常的刺鼻并讓人出現(xiàn)不適。他把這種氣體溶于水后，發(fā)現(xiàn)這種水溶液對于紙張、蔬菜都有永久性的漂白作用。

實(shí)驗(yàn)室制備氯氣

當(dāng)時(shí)并沒有氯氣這一說法，直到1810年才有氯氣這個(gè)名字。戴維經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)研究后，他將這種元素命名為chlorine，這個(gè)名稱來自希臘文，有'綠色的'意思。而我們國家早期也是稱氯氣為'綠氣'。

氯氣為何能用于消毒自來水

自來水廠從江河湖海把水引入水廠內(nèi)，經(jīng)過混凝、沉淀、過濾、送入清水池并進(jìn)行消毒等系列工藝流程后，由高壓送水泵輸入自來水管道，送入到千家萬戶。

自來水廠處理流程

氯氣消毒這個(gè)方法已經(jīng)用了將近100年，因?yàn)樗歇?dú)特的優(yōu)勢。氯氣消毒效果好，低濃度即可達(dá)到很好的消毒效果，且對人體幾乎沒危害。而且它的成本比較低，工藝技術(shù)成熟可靠。

水中通入氯氣后（消毒的加氯量（液氯）在1.0-2.5g\m3之間，國標(biāo)中對此有嚴(yán)格的規(guī)定）氯氣會(huì)與水發(fā)生反應(yīng)生成次氯酸，次氯酸具有強(qiáng)氧化性。

次氯酸消毒

對于水中的細(xì)菌、水藻之類的東西，次氯酸的強(qiáng)氧化性可以破壞它們的細(xì)胞壁，氧化它們內(nèi)部的酶，切斷它們的蛋白質(zhì)合成，這就會(huì)導(dǎo)致它們死亡，達(dá)到消毒的目的。次氯酸酸根離子也具有一定的消毒性，但由于它帶負(fù)電荷，難于接近細(xì)菌，消毒效果不佳，因此會(huì)用氯氣替代漂白粉進(jìn)行消毒。

通過以上的分析，消毒利用的是生成的次氯酸。而氯氣有毒指的是人體直接接觸氯氣，會(huì)導(dǎo)致引起呼吸道的嚴(yán)重?fù)p傷，對眼睛黏膜和皮膚有高度刺激性。而日常我們說的潔廁靈不能和84消毒液一塊用，就是因?yàn)樗鼈冎g能產(chǎn)生氯氣，會(huì)導(dǎo)致人中毒。

為何選擇氯氣

事實(shí)上除了氯氣，也有其它的消毒方法，但應(yīng)用的都非常少氯氣，國內(nèi)依然是氯氣為主流。

臭氧消毒

臭氧是一個(gè)比較好的自來水消毒品氯氣，它可以殺死水內(nèi)大部分的細(xì)菌和病原微生物，它也可以降解水中微生物，消除異味的作用。臭氧在水中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的單原子氧(O)和羥基自由基(OH-) ，它們能夠分解水中的有機(jī)物質(zhì)、細(xì)菌和微生物。

臭氧破壞細(xì)胞

雖然臭氧效果那么好，但是目前用的仍舊不多。臭氧需要專門的設(shè)備才能夠制取，并且成本非常的高。成本高僅僅是次要，主要是因?yàn)槌粞跛懿环€(wěn)定，以目前的技術(shù)來說，還是不能很好的鎮(zhèn)壓它。

紫外線消毒

通過紫外線照射自來水，紫外線可以破壞微生物的DNA（脫氧核糖酸）結(jié)構(gòu)氯氣甲烷報(bào)警器，能夠使得細(xì)菌很快死亡并不能進(jìn)行繁殖，從而達(dá)到消毒的作用。紫外線消毒效率高、不產(chǎn)生有害物、占地面積小、對隱狍子蟲、賈第蟲卵囊有獨(dú)特的消毒作用。那么問題來了，既然具有如此多的有點(diǎn)為什么不用它呢？

主要還是因?yàn)?，不同?strong>氯氣消毒，紫外線消毒沒有持續(xù)的消毒能力。容易遭受二次污染，還是需要再進(jìn)行氯氣消毒。并且一些細(xì)菌具有暗復(fù)活的現(xiàn)象，照射后也有可能再次復(fù)活。同時(shí)國內(nèi)的紫外線消毒技術(shù)不成熟，運(yùn)行不完善甲苯報(bào)警器，應(yīng)用中還存在著一系列問題需要解決。

二氧化氯消毒

二氧化氯雖然也是可以用于消毒，但是它的潛在問題比較大。一方面是它的穩(wěn)定性比較差，不容易發(fā)生爆炸，儲(chǔ)存和運(yùn)輸比較困難。而且二氧化氯需要現(xiàn)場制備使用，自來水廠的占地本身就比較大，再加入制備二氧化氯的設(shè)備，無疑占用了大量的空間。不單單如此，制備出的二氧化氯還需要活化后才能夠用于消毒，過程比較繁瑣。

二氧化氯

通過以上幾個(gè)可以用的消毒方法對比可以得出，氯氣在消毒中的優(yōu)勢特別突出，因此就用了氯氣作為消毒的首選。

氯氣還能干什么

制備漂白物

我家庭中常用的84消毒液，它的主要成分是NaClO（在一些考試中，有的答案是水）而NaClO就是利用氯氣和氫氧化鈉制備的，反應(yīng)方程2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H?O，它的漂白利用的就是NaClO分解產(chǎn)生的ClO-、HClO和Cl?。

84消毒液使用注意配比

制備氯化鐵

說起氯化鐵大家應(yīng)該是比較陌生，其實(shí)它的應(yīng)用也是非常的廣泛。例如它可以利用在五金蝕刻方面，眼鏡架、電子元件、鐘表、銘牌等制作。而在建筑工業(yè)上，與混凝土搭配使用，可以增強(qiáng)它的強(qiáng)度和耐腐蝕性。

而工業(yè)上大多數(shù)就是利用廢鐵屑和氯氣進(jìn)行制備氯化鐵，這項(xiàng)技術(shù)目前比較成熟。首先生成的是氯化亞鐵溶液，氯化亞鐵又與鐵屑繼續(xù)在氯氣配合下反應(yīng)，生成了三價(jià)鐵離子，也就是氯化鐵溶液。涉及到反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- ，2Fe3++Fe=3Fe2+。

啤酒廠污水處理

啤酒廠也會(huì)產(chǎn)生大量的污水，這些污水的處理也至關(guān)重要。而我國在啤酒廠廢水處理方面有很多專利，利用氯氣來處理這些廢水，不僅價(jià)格低廉，而且工藝成熟，也可以保障回收水的水質(zhì)穩(wěn)定。

不僅僅上面那些，它也可以用于制備制環(huán)氧丙烷、制鹽酸、制聚氯乙烯、日用化學(xué)工業(yè)用于生產(chǎn)合成洗滌劑原料烷基磺酸鈉和烷基苯磺酸鈉等。

筆者結(jié)語

通過上文的介紹，我們可以知道氯氣具有強(qiáng)烈毒性。但它具有兩面性，它對人類的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

氯氣用于自來水消毒，大大的提升了人類生活品質(zhì)，降低了一些疾病的發(fā)生。而相比較于臭氧、紫外線消毒，氯氣具有非常大的優(yōu)勢，成本降低了，技術(shù)成熟，這都將對居民生活有益處，讓水價(jià)不那么高。但筆者認(rèn)為通過不斷地技術(shù)升級(jí)，會(huì)出現(xiàn)更加優(yōu)秀的自來水消毒方案。

而根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，在九十年代，化學(xué)工業(yè)的營業(yè)額有超過一大半都是與氯相關(guān)，工業(yè)人員有四分之一以上的從事與氯有關(guān)的研究。而現(xiàn)在，一個(gè)國家氯的產(chǎn)量常被代表著一個(gè)國家的化學(xué)工業(yè)的實(shí)力。

消毒液加潔廁靈會(huì)產(chǎn)生氯氣

雖然氯有如此大的用途，但我們也應(yīng)時(shí)刻注意安全。尤其是從事自來水消毒的，更加注意氯氣安全性。對于普通家庭，應(yīng)該注意不能把潔廁靈和84消毒液混用，很容易會(huì)導(dǎo)致中毒。以上就是筆者的分析介紹，非常感謝您的閱讀！

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