W pierwszej części serii artykułów na temat chloru omówiona została historia odkrycia tego pierwiastka. Odpowiedzieliśmy również na pytanie, w jaki sposób substancja ta wytwarzana jest na skalę przemysłową oraz gdzie i w jakiej formie występuje w przyrodzie.
Produkcja chloru na skalę przemysłową przebiega przy wykorzystaniu procesu elektrolizy wodnego roztworu chlorku sodu, czego produktem jest chlor w formie gazowej, wodór i ług sodowy. Do rozdzielenia produktów wykorzystuje się technologię membranową, która jest aktualnie najnowocześniejszą technologią produkcji chloru i alkaliów na świecie.
Natomiast w celu uzyskania chloru ciekłego, wcześniej otrzymany chlor w postaci gazowej poddaje się procesowi skraplania.
W niniejszym artykule uwaga została skupiona na pierwotnym produkcie procesu elektrolizy roztworu soli, czyli chlorze gazowym. Dowiedzmy się zatem więcej o jego właściwościach oraz zastosowaniach.
Właściwości chloru w butlach, czyli dlaczego stał się jednym z najpopularniejszych środków chemicznych
Chlor pod postacią gazu jest łatwo rozpoznawalny w stanie naturalnym. Posiada żółto-zieloną barwę oraz jest około dwu i pół razy cięższy od powietrza. Ma intensywny, ostry zapach i silnie utleniające właściwości. Chlor klasyfikowany jest jako jeden z nielicznych pierwiastków, który w temperaturze pokojowej występuje w stanie gazowym.
Norma Europejska EN 937:2016 („Chemikalia do uzdatniania wody przeznaczonej do spożycia”) określa również takie właściwości chloru gazowego jak:
- Gęstość:
- 3,169 kg/m3 przy ciśnieniu 101.3 kPa (0℃);
- 2,945 kg/m3 przy ciśnieniu 101.3 kPa (20℃);
- Ciepło właściwe: 475 J/(kg.K) przy 0℃;
- Lepkość dynamiczna: 1 333 * 10-8s przy 20℃.
- Punkt skraplania: -101oC przy 100kPa
Warto zaznaczyć, że chlor gazowy posiada zarówno pozytywne, jak i negatywne cechy. Z jednej strony jest to niezwykle użyteczna substancja, która wykorzystywana jest między innymi w przemyśle chemicznym, celulozowo – papierniczym, czy też metalurgicznym. Z drugiej strony jest trujący, duszący i niebezpieczny dla żywych organizmów. Chlor pod postacią toksycznego gazu podrażnia oczy, nos, gardło i płuca. Jest to spowodowane jego wyjątkowo reaktywną naturą. W układzie okresowym należy do grupy zwanej halogenami, do której zalicza się również fluor, brom i jod. Wszystkie pierwiastki halogenowe są bardzo reaktywne, co wiąże się z tworzeniem dużej ilości związków chemicznych z niemal każdym innym pierwiastkiem z układu okresowego. Chlor może również tworzyć związki ze złotem, który uznawany jest za najmniej reaktywny metal. Z tego względu należy obchodzić się z nim bardzo ostrożnie. Osoby, które pracują z chlorem, muszą przestrzegać wszelkich środków bezpieczeństwa. Warto zauważyć, że chmura chloru jest cięższa od powietrza i szybciej opada. Dlatego też podczas alarmu w przypadku powstania chmury chlorowej ewakuacja kierowana jest np. na najwyższe piętra budynku. Obowiązkiem jest posiadanie maski gazowej, w razie przypadkowego wydostania się gazu. W przypadku narażenia na chlor gazowy w pomieszczeniu należy wynieść poszkodowaną osobę na świeże powietrze oraz natychmiast wezwać lekarza.
Najczęściej transportowany jest do laboratoriów i zakładów przemysłowych w postaci cieczy. Wynika to z wartości temperatury, która musi być osiągnięta w celu jego skroplenia. Wynosi ona jedynie -34ºC. W porównaniu temperatura potrzebna do skroplenia tlenu i wodoru wynosi odpowiednio -183ºC oraz -253ºC. Natomiast dozowanie przebiega przy wykorzystaniu odpowiednich dozatorów w warunkach próżniowych. Ponadto wymagane jest również, aby podczas transportu oraz przechowywania nie był narażony na wilgoć. Spowodowane jest to reakcją chemiczną, jaka zachodzi w momencie jego kontaktu z wodą. W jej wyniku powstaje stężony kwas, który mógłby reagować z metalowym pojemnikiem.
Gdzie wykorzystywany jest chlor w butlach?
Chlor gazowy znalazł zastosowanie przy produkcji wielu produktów przemysłowych i konsumenckich, takich jak środki czyszczące i dezynfekujące, barwniki, farby i lakiery czy też środki owadobójcze. Stanowi również ważny element przemysłu chemicznego. Wykorzystywany jest w reakcjach chemicznych jako utleniacz bądź substrat w produkcji wielu organicznych i nieorganicznych związków, między innymi chloranów (np. tetrachlorometanu). Jest również wykorzystywany w procesach bielenia w przemyśle papierniczym i tekstylnym.
Kolejną możliwością zastosowania chloru gazowego jest proces uzdatniania wody (pitnej, chłodzącej, basenowej), a także oczyszczanie ścieków. W końcowym etapie procesu uzdatniania wody gazowy chlor w reakcji z wodą tworzy kwas podchlorawy oraz chlorowodór, które posiadają właściwości bakteriobójcze. Dzięki czemu uzdatniane wody są bezpieczne dla człowieka. Gazowy chlor podawany jest do strumienia wody przez odpowiednie urządzenia wtryskowe, zazwyczaj próżniowe. Ponadto Norma Europejska EN 937:2016 określa minimalne wymagania dotyczące czystości chloru stosowanego do uzdatniania wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Zaletami chloru w formie gazowej są jego niskie koszty zakupu oraz instalacji.
Oferta Grupy PCC
Chlor to pierwiastek, który znalazł szerokie zastosowanie w przemyśle. Stanowi ważny i często niezbędny element przy wytwarzaniu wielu produktów codziennego użytku. Ze względu na swoją wysoką reaktywność z innymi pierwiastkami określany jest również jako jeden z najpopularniejszych środków chemicznych. Grupa PCC jest znaczącym producentem chloru nie tylko jako surowca, ale opracowuje także nowe sposoby jego wykorzystania. Posiada w swoim portfolio produktowym zarówno sam chlor, jak i wiele substancji chloropochodnych. W trosce o środowisko Grupa PCC wprowadziła także do swojej oferty chlor z serii PCC Greenline®. Jedną z zalet tej serii produktów jest gwarancja wykorzystania w procesie produkcji energii z Odnawialnych Źródeł Energii, co wpływa na zmniejszenie ilości emitowanego dwutlenku węgla do środowiska. Chlor może być uwalniany z pojemników ciśnieniowych w postaci gazu lub cieczy.
Przeczytaj również pierwszą część artykułu: Od nieznanej substancji do jednego z najpopularniejszych dezynfektantów – historia chloru