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塩素
Cl 17

塩素 Chlorine

塩素(えんそ)は化学元素であり、元素記号 Cl、原子番号 17 である。標準状態で黄绿色の有毒な二原子気体であり、ハロゲン族の 2 番目の元素である。塩素は水道消毒(公共水道システムの 85% が塩素消毒に依存)、PVC プラスチック生産、パルプ漂白、医薬品中間体合成に広く使用されている。工業生産は食塩水の電気分解(塩素ナトリウム法)により、年間約 7500 万トンの生産量がある。

ハロゲン 淡い黄緑色の気体
原子番号 17Z
原子量 35.45u
価電子 7
電子配置 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
密度
3.2g/cm³
融点
-102°C
地殻存在量
145.0ppm
年間生産量
リサイクル率
塩素アルカリプロセスループ内で部分的にリサイクル

なぜ使われるか

塩素は地球上で最も豊富なハロゲンであり、最高量の産業化学薬品の一つである。その極端な電気陰性度と酸化力は水の消毒(何十億人もを水系感染症から守る)、PVCプラスチック製造、医薬品合成を可能にする——一方で塩素系産業廃棄物による残留性有機汚染物質を巡って論争が生まれている。

用途

PVCDisinfectantsBleachPharmaceutical productionWater treatment

用途の詳細単体と化合物の用途

元素単体の主な用途

塩素は地殻中で最も豊富なハロゲンの一つである。常温では黄緑色の毒性の強い気体で、密度は約 3.2 g/L、融点は約 −102 °C である。単体の形で民生品に入ることはほとんどなく、ソーダ工業を通じて下流の材料に変換される。ソーダ工業は食塩水を電気分解し、塩素ガス、水素、水酸化ナトリウムを同時に得る。塩素は次にエチレンと反応して塩化ビニルモノマーとなり、重合してポリ塩化ビニル PVC になる。これは世界で最も生産量の多いプラスチックの一つで、配管、形材、窓やドア、ケーブル絶縁、床材、包装フィルムに使われる。公衆衛生の分野では、塩素とその化合物が水道水、プール、病院環境の消毒に使われ、現代の飲料水の安全を支えている。塩素はまたパルプや繊維の漂白、農薬や医薬品の合成、冷媒の製造にも使われる。強調しておくべきは、塩素そのものが極めて有毒で腐食性が高いため、輸送と使用は厳密に密閉して行わなければならないという点である。

主な化合物とその用途

塩化ナトリウム NaCl は食卓塩であり、調味料であり食品保存料でもあり、ソーダ工業の基本原料でもある。電気分解すると塩素と苛性ソーダが得られる。塩化水素 HCl は水に溶けて塩酸となり、鋼材の酸洗、金属表面処理、油井の酸処理、医薬品に使われる。塩化ビニルモノマー VCM は重合してポリ塩化ビニル PVC となり、建築用配管、電線・ケーブル、人工皮革に広く使われる。次亜塩素酸ナトリウム NaClO とさらし粉 Ca(ClO)2 は一般的な塩素系漂白剤・消毒剤で、パルプや布の漂白、環境消毒に用いられる。塩素酸カリウム KClO3 は強い酸化剤で、マッチの頭薬、花火、火薬に使われる。塩化メチル CH3Cl はシリコーンやブチルゴムの原料であり、ホスゲン COCl2 は毒性が高いものの、ポリウレタンやポリカーボネート合成の重要な中間体である。塩化鉄(III) FeCl3 は水処理の凝集剤やプリント基板のエッチングに使われる。

元素小史

1774年にカール・ウィルヘルム・シェーレが塩酸を二酸化マンガンで酸化して単離した。当初は酸素を含む化合物と考えられていたが、ハンフリー・デイヴィーが1810年に元素であることを証明し、命名した。大規模生産は1880年代に塩素アルカリ法の工業化により開始され、現在は年間約7,500万トン生産される。

関連元素

F · フッ素 Br · 臭素 I · ヨウ素 At · アスタチン Ts · テネシン

よくある質問ロングテールQ&A・データ駆動

塩素の融点は何度ですか?
-102 °C
塩素の沸点は何度ですか?
-34 °C
塩素の密度はどのくらいですか?
3.2 g/cm³
塩素の原子番号と分類は何ですか?
17 · ハロゲン
塩素は主にどの鉱物から採取されますか?
岩塩、かん水
塩素は主に何に使われますか?
塩素は地球上で最も豊富なハロゲンであり、最高量の産業化学薬品の一つである。その極端な電気陰性度と酸化力は水の消毒(何十億人もを水系感染症から守る)、PVCプラスチック製造、医薬品合成を可能にする——一方で塩素系産業廃棄物による残留性有機汚染物質を巡って論争が生まれている。
塩素は誰がいつ発見しましたか?
カール・ヴィルヘルム・シェーレ · 古代から知られる