Cl₂

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a common nonmetallic element belonging to the halogens; best known as a heavy yellow irritating toxic gas; used to purify water and as a bleaching agent and disinfectant; occurs naturally only as a salt (as in sea water) (同)Cl, atomic number 17

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塩素(化学記号は『CL』)
chlorineの化学記号

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2014/01/07 00:26:48」(JST)

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塩素（えんそ、英: chlorine）は原子番号17の元素。元素記号は Cl。ハロゲン元素の一つ。

一般に「塩素」という場合は、塩素の単体である塩素分子（Cl₂、二塩素、塩素ガス）を示すことが多い。ここでも合わせて述べる。塩素分子は常温常圧では特有の臭いを持つ黄緑色の気体で、毒性と腐食性を持つ。

性質[編集]

塩素原子の電子親和力は非常に大きく、通常イオン化する際は1価の陰イオンとなる。EA = 3.617 eV^[2]

単体（塩素ガス）は、常温常圧では特有の臭いを有する黄緑色の気体。融点-101 °C、沸点-34.1 °C、比重2.49。非常に反応性が高く、多くの金属や有機物と反応し塩化物を形成する。

強い漂白・殺菌作用をもつため、パルプや衣類の漂白剤や、水道水やプールの殺菌剤として使用される。ただし、気体を扱うのは困難であり、また保存性の点から水酸化ナトリウム水溶液と反応させた次亜塩素酸ナトリウムの形で利用されることが多い^[3]。

地球上の塩素の存在[編集]

地球上において、92ある天然元素のうち18番目に多く存在し、鉱物やイオン、気体などとしてマントルに99.6 %、地殻に0.3 %、海水に0.1 %が保有されている^[4]。

マントル - アルステア・キャメロンによる隕石の分析で、ケイ素10,000原子に対し塩素190原子が含まれていると考えられていることから、地球の質量約6,000 Ygに対し22 Yg (22×10²⁴ g) の塩素が存在すると推測される。
地殻 - 塩素が地殻の総重量の0.19 %を占めると考えられていることから、約60 Zg (60×10²¹ g) の塩素が地殻に存在すると推測される。火山噴火により毎年0.4 - 11 Tg (0.4 - 11×10¹² g) の塩素が主に塩化水素の形で対流圏に放出され、その大部分が地表や海洋に降下する。
海水 - 約1.36×10⁸ km³の海水の総量のうち平均塩素濃度19.354 g/kgであることから、26 Zgが主に塩化ナトリウムとして存在すると推測される。海面上で生じる波により、年間6 - 18 Pg (6 - 18×10¹⁵ g) が大気中に放出される。大部分が海洋に戻るが、一部は揮発性塩素となる。
河川水・湖水 - 河川・湖の水の総量は約1×10⁵ km³であり、河川水には約5.8 mg/L含まれていることから、河川・湖水総量に対し580 Tgが含まれていると推測される。
地下水 - 帯水層および土壌中の地下水は地球の水量のおよそ8 %であり、標準的塩素濃度が40 mg/Lであることから、地下水中の塩素含有総量は320 Pgと推測される。
雪氷圏 - 極地や大陸の氷原には、0.5 Gg (0.5×10⁹ g) の塩素が存在すると推測される。
対流圏 - 大気中では主に塩化水素やクロロメタンの状態で存在し、塩化水素は地表近くでは100 - 300 pptv（1 pptvは1兆分の1）、都市部の高濃度域では3,000 pptvが測定される。クロロメタンや、より高層の塩化水素、海水からのエアロゾルなどを含めると、5.3 Tgが存在していると推測される。対流圏から成層圏へは年間約0.03 Tgが放出され、成層圏から対流圏へもほぼ同量が移動する。
成層圏 - 成層圏には約3 pptvの塩素が含まれ、約0.4 Tgの塩素が存在すると推測される。

生産[編集]

現在では一般的に塩化ナトリウム水溶液からイオン交換と電気分解とを併用するイオン交換膜法によって水酸化ナトリウムと共に生産される^[5]。塩素ガスの2008年度日本国内生産量は3,911,492トン、消費量は3,497,936トン、液体塩素の2008年度日本国内生産量は519,817トン、消費量は243,098トンである^[6]。高圧ガス保安法に基づく容器保安規則により、黄色いボンベに保管するように決められている^[7]。また液化塩素専用タンク車のタキ5450形も塗装は黄色である。

塩酸やクロロホルムなど各種塩化物の原料、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデンなどの合成樹脂原料として多方面で使用されるほか、合成中間体としてシリコーンやポリウレタン、各種ポリマーなど塩素を含まない製品の製造にも用いられる^[8]。

人体・環境への影響[編集]

消毒[編集]

塩素は水道水の消毒に使用されており、水道法の規定で、各家庭の蛇口で1リットル当たり0.1 mg以上の濃度を保つように規定されている。一方、有機物と塩素が反応することにより、塩素臭（カルキ臭）が発生するほか^[9]発癌性が疑われるトリハロメタンを生成するといわれ、同様に塩素で汚水処理を行うと水路に塩素化有機物が流れ出てしまうのではないかという懸念の声もある。ただし、コレラなどの病気がほとんどの国で駆逐されたのは塩素を含んだ水道水のおかげでもある。近年は水道水の高度処理が進み、塩素臭は以前に比べて弱まっている^[9]。

単体の毒性[編集]

塩素は強い毒性を持つ為、人類初の本格的な化学兵器としても使われた。第一次世界大戦中の1915年4月22日、イープル戦線でのことである。この時にドイツ軍の化学兵器部隊の司令官を務めていたのは後年（1918年）ノーベル化学賞を受賞するフリッツ・ハーバーである。

塩素を吸引するとまず呼吸器に損傷を与える。空気中である程度以上の濃度では、皮膚の粘膜を強く刺激する。目や呼吸器の粘膜を刺激して咳や嘔吐を催し、重大な場合には呼吸不全で死に至る場合もある。液体塩素の場合には、塩素に直接触れた部分が炎症を起こす。

塩素を浴びてしまった場合、直ちにその場から離れ、着ていた衣服を脱ぎ、毛布に包まるなどして体を温めなければならない。直ちに医療機関での処置を要する。呼吸が停止している場合には一刻も早く人工呼吸による蘇生を行わなければならない。呼吸が苦しい場合には酸素マスクの着用を要する。

特に塩素を含む漂白剤（次亜塩素酸ナトリウム）と酸性の物質（主にトイレ用の洗剤）を混合すると、有毒な単体の塩素ガスが遊離し危険な状態となる。このため、漂白剤や酸性のトイレ用の洗剤には「混ぜるな危険」との大きく目立つ表示がある（しかしこれだけの表示では、具体的に何と混ぜると危険なのかが示されていない）。このような表示がされる前（当時も小さな注意書き自体は存在した）には1986年には徳島県で、1989年には長野県で、実際に塩素系漂白剤と酸性洗浄剤を混ぜたことにより、塩素ガスが発生し死亡した事故が起こっている。

オゾン層への影響[編集]

「一酸化塩素」も参照

塩素はオゾンホールの原因物質としても指摘されている。フロンなどの塩素原子を含む化合物が紫外線に当たると、結合が切断され塩素ラジカルが生じる。塩素ラジカルは周囲のオゾンと反応して触媒的にオゾンを酸素分子へと分解するため、オゾン層の破壊効果が大きい。

歴史[編集]

1774年にスウェーデンのカール・ヴィルヘルム・シェーレが、海塩酸（塩酸）と二酸化マンガンを加熱させることによって単体を分離し、｢脱フロギストン海塩酸気｣と命名。1810年にハンフリー・デービーが元素であると認め、気体が黄緑色である点から、ギリシャ語で「黄緑色」を意味する χλωρος (Chloros) を取って chlorine と命名した。日本語に直訳すれば緑気（りょっき）である。

日本語の「塩素」は、食塩の主成分である点による命名である。

塩素の化合物[編集]

塩化物イオンあるいは置換基として塩素を含む化合物は塩化物あるいは塩素化合物と呼ばれる。塩素はほとんどすべての元素と安定な化合物を形成し、また有機化合物にも塩素を含むものが多く知られている（記事塩化物に詳しい）。個々の化合物については、「塩化物のカテゴリ」及び「有機ハロゲン化合物のカテゴリ」を参照されたい。

有機塩素化合物は、安定で、かつ安価に合成できるために、クロロホルムやジクロロメタンのような代表的な有機溶媒として、あるいはポリ塩化ビニルなどのプラスチックとして、大量に生産・使用されている。

反面、多くは毒性を持ち、環境中に放出された際に化学分解され難い点、更に焼却時にはダイオキシンを発生する点から、法令等で規制されている物質も多い。

塩素のオキソ酸[編集]

塩素のオキソ酸は慣用名をもつ。次にそれらを挙げる。

オキソ酸の名称	化学式（酸化数）	オキソ酸塩の名称	備考
次亜塩素酸 (hypochlorous acid)	HClO (+I)	次亜塩素酸塩 ( - hypochlorite)	次亜塩素酸塩は塩基性を示し、遊離酸よりも安定で漂白剤、殺菌剤として使用される。
亜塩素酸 (chlorous acid)	HClO₂ (+III)	亜塩素酸塩 ( - chlorite)	亜塩素酸は中程度の酸 (pKa 2.31)。亜塩素酸塩は危険物第1類。
塩素酸 (chloric acid)	HClO₃ (+V)	塩素酸塩 ( - chlorate)	塩素酸は強酸。塩素酸塩は危険物第1類でマッチや火薬などの酸化剤として用いられる。
過塩素酸 (perchloric acid)	HClO₄ (+VII)	過塩素酸塩 ( - perchlorate)	過塩素酸は強酸で危険物第6類。過塩素酸塩は危険物第1類。

※オキソ酸塩名称の '-' にはカチオン種の名称が入る。

塩素のオキソ酸はいずれも酸化力が強い。代表的な化合物に次のようなものがある。

次亜塩素酸ナトリウム (NaClO)
さらし粉（CaCl(ClO)•H₂O) - 不純物として原料の Ca(OH)₂ を含む

同位体[編集]

詳細は「塩素の同位体」を参照

出典[編集]

^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Lide, D. R., ed. (2005), CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th ed.), Boca Raton (FL): CRC Press, ISBN 0-8493-0486-5
^ 日本化学会編　『化学便覧基礎編　改訂4版』　丸善、1993年
^ 『化学大辞典』　共立出版、1993年
^ 『塩素白書』p10-21
^ F.A. コットン, G. ウィルキンソン著, 中原勝儼訳　『コットン・ウィルキンソン無機化学』　培風館、1987年
^ 化学工業統計月報 - 経済産業省
^ 容器保安規則（法令データ提供システム）
^ 『塩素白書』p45
^ ^a ^b 尼崎市水道局

参考文献[編集]

IUPAC編、宮本純之監訳『塩素白書』化学工業日報社、2000年。ISBN 4-87326-346-8。

外部リンク[編集]

塩素 - 「健康食品」の安全性・有効性情報（国立健康・栄養研究所）
『舎密開宗』からたどる，和名「塩酸」｢塩素｣の名称の起源について

ハロゲン間化合物
	フッ素	塩素	臭素	ヨウ素
フッ素	F₂
塩素	ClF　ClF₃　ClF₅	Cl₂
臭素	BrF　BrF₃　BrF₅	BrCl　BrCl₃	Br₂
ヨウ素	IF　IF₃　IF₅　IF₇	ICl　I₂Cl₆	IBr　IBr₃	I₂

UpToDate Contents

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1. 職業性肺疾患のイメージング imaging of occupational lung diseases
2. 皮膚炎の概要 overview of dermatitis
3. 血液透析に使用される水の混入物質 contaminants in water used for hemodialysis
4. 化学テロ：早急な認識および初回薬物治療マネージメント chemical terrorism rapid recognition and initial medical management
5. 熱、煙または化学的刺激物の吸入傷害 inhalation injury from heat smoke or chemical irritants

Japanese Journal

ダイオキシン類と免疫

内博史,Uchi Hiroshi,ウチヒロシ
福岡医学雑誌 102, 313-317, 2011-11-25
… yls（coplanar PCBs）の総称で，いずれも２つのベンゼン環が塩素で置換された類似した構造を持つ．塩素の位置と個数により多数の異性体が存在し，最も毒性が強い2,3,7,8-tetra-CDD（TCDD）の毒性を１とした場合の相対的な毒性（toxic equivalent factor）が約30 の異性体について決定されている．ダイオキシン類の急性毒性として，塩素?瘡，肝障害，胸腺萎縮，脂質代謝異常，体重減少など …
NAID 120003646791

Distal intestinal obstruction syndromeを認めた嚢胞性線維症の1例

向井基,松藤凡,加治建,池江隆正,川野孝文,松久保眞,右田美里
日本小児外科学会雑誌 47(5), 848-851, 2011-08-20
… ,気管支喘息の診断で入退院を繰り返していた.今回,気管支喘息重積発作のため入院したが,9病日より腹部膨満が出現した.16病日に腸閉塞の診断で開腹手術を行った.回腸遠位部に食物残渣の貯留を認めた.汗中塩素濃度が207mEq/lと異常高値であり,cystic fibrosis transmembrane conductance regulator(CFTR)遺伝子のdeletion解析で,エクソン16,17a,17bにまたがる完全欠失のホモ接合が判明し,嚢胞性線維症の診断が確定した.イレウス症状は嚢胞性 …
NAID 110008711758

大容量注入イオンクロマトグラフィーを用いる水道水中過塩素酸の高感度定量

前田絵理,矢野美穂,川元達彦
分析化学 = Japan analyst 60(8), 659-664, 2011-08-05
NAID 10029341052

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Japan Pharmaceutical Reference

薬効分類名

外用殺菌消毒剤

販売名

次亜塩０．５％液「ヨシダ」

組成

本剤は、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣlO：74.44）0.5w/v%を含む。

効能または効果

効能・効果	用法・用量	本品希釈倍数
手指・皮膚の消毒	有効塩素濃度100〜500ppm（0.01〜0.05％）溶液に浸すか、清拭する。	10〜50倍
手術部位（手術野）の皮膚の消毒、手術部位（手術野）の粘膜の消毒	有効塩素濃度50〜100ppm(0.005〜0.01%)溶液で洗浄する。	50〜100倍
医療機器の消毒	有効塩素濃度200〜500ppm（0.02〜0.05％）溶液に1分間以上浸漬するか、または温溶液を用いて清拭する。	10〜25倍
手術室・病室・家具・器具・物品などの消毒	有効塩素濃度200〜500ppm(0.02〜0.05%)溶液を用いて清拭する。	10〜25倍
排泄物の消毒	有効塩素濃度1,000〜10,000ppm（0.1〜1％）溶液を用いる。	原液〜5倍
ＨＢウイルスの消毒	汚染がはっきりしないものの場合は、有効塩素濃度1,000〜5,000ppm（0.1〜0.5％）溶液を用いる。	原液〜5倍
患者用プール水の消毒	残留塩素量が1ppmになるように用いる。	―

薬効薬理

本剤は、使用濃度においてグラム陽性菌、グラム陰性菌、真菌、ウイルスには有効であるが、細菌芽胞には十分な効果が得られないことがある。結核菌には高濃度（1,000ppm以上）で有効である。

★リンクテーブル★

国試過去問	「106G053」「076A080」
リンク元	「次亜塩素酸」「塩素イオン」「塩化ナトリウム」「Cl」「chlorine」
拡張検索	「残留塩素」「電位依存性塩素イオンチャネル病」「次亜塩素酸塩」「塩素イオン移動」

「106G053」

外見
	黄緑色気体;
一般特性
名称, 記号, 番号	塩素, Cl, 17
分類	ハロゲン
族, 周期, ブロック	17, 3, p
原子量	35.453(2) g·mol-1
電子配置	[Ne] 3s2 3p5
電子殻	2, 8, 7（画像）
物理特性
相	気体
密度	(0 °C, 101.325 kPa); 3.2 g/L
融点	171.6 K, -101.5 °C, -150.7 °F
沸点	239.11 K, -34.04 °C, -29.27 °F
臨界点	416.9 K, 7.991 MPa
融解熱	(Cl2) 6.406 kJ·mol-1
蒸発熱	(Cl2) 20.41 kJ·mol-1
熱容量	(25 °C) (Cl2) 33.949 J·mol-1·K-1
蒸気圧
原子特性
酸化数	7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1（強酸性酸化物）
電気陰性度	3.16 (ポーリングの値)
イオン化エネルギー; (詳細)	第1： 1251.2 kJ·mol-1
	第2： 2298 kJ·mol-1
	第3： 3822 kJ·mol-1
共有結合半径	102±4 pm
ファンデルワールス半径	175 pm
その他
結晶構造	斜方晶系
磁性	反磁性
電気抵抗率	(20 °C) > 10Ω·m
熱伝導率	(300 K) 8.9×10-3 W·m-1·K-1
音の伝わる速さ	（気体、0 °C）206 m/s
CAS登録番号	7782-50-5
最安定同位体
	詳細は塩素の同位体を参照
	表示

　　[★]

54歳の女性。眼の違和感、のどの灼熱感および強い咳を主訴に来院した。風呂場でカビと汚れとを除去するために酸性洗剤をスプレーし、直後に次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする洗剤をスプレーしたところ、眼の症状に続いてのどの症状が出現し、咳が止まらなくなったため救急外来を受診した。意識は清明。脈拍84/分、整。血圧132/74mmHg。流涙が著しい。眼球結膜に充血を認める。
この患者の症状の原因物質として最も考えられるのはどれか。

[正答]

※国試ナビ4※　［106G052］←［国試_106］→［106G054］

「076A080」

　　[★]

適切な組み合わせ。３つ。

「次亜塩素酸」

　　[★]

英: hypochlorous acid
関

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AC%A1%E4%BA%9C%E5%A1%A9%E7%B4%A0%E9%85%B8

次亜塩素酸（じあえんそさん、Hypochlorous acid）は塩素のオキソ酸の1つで、塩素の酸化数は+1である。組成式では HClO と表わされるが、水素原子と塩素原子が酸素原子に結合した構造 H−O−Cl を持つ。不安定な物質であり水溶液中で徐々に分解する。次亜塩素酸および次亜塩素酸の塩類は酸化剤、漂白剤、外用殺菌剤、消毒剤として利用される。

性質

実験室的には水酸化カリウム水溶液などに塩素を通じたりして調整した次亜塩素酸塩水溶液を硫酸で中和し、水蒸気蒸留して遊離酸の水溶液を得る。また、酸化水銀の四塩化炭素懸濁液に塩素を通じた後に水で抽出したり、あるいは酸化ビスマスを水懸濁液中に塩素を通じることで遊離酸の水溶液を得る方法も知られている。

薄い水溶液としては存在するが、25%以上の濃度では一酸化二塩素に変化するので遊離酸を単離することはできない。濃厚水溶液は淡黄色である。また、遊離酸が弱酸 (pK_a = 7.53)<ref>「次亜塩素酸」、『岩波理化学辞CD-ROM版』第5版、岩波書店、1998年。</ref> のため、次亜塩素酸ナトリウムなどの次亜塩素酸塩水溶液はかなり強い塩基性を示す。

水溶液中でも不安定で、次のような不均化により塩化水素を放出しながら徐々に分解する。

<math>\rm 2 HClO \longrightarrow 2 HCl + O_{2}</math>

<math>\rm 3 HClO \longrightarrow 2 HCl + HClO_{3}</math>

次亜塩素酸やその塩の水溶液は、カルキ臭と呼ばれるプールの消毒槽のようなにおいを持つ。

また、塩素を水に溶かすと、次のような平衡により一部が塩酸と次亜塩素酸となる<ref>「次亜塩素酸」、『世界百科事典CD-ROM版』 V1.22、平凡社、1998年。</ref>。

<math>

{\rm Cl_2 + H_2O \ \overrightarrow\longleftarrow \ HCl + HClO} \quad K _{\rm w}=1.56 \times 10^{-4} </math> すなわち、中性～酸性条件ではこの反応はあまり進行しないが、アルカリ性条件では生成する遊離酸が次亜塩素酸塩となり平衡が右に偏るので、次亜塩素酸塩を製造する方法の1つとなる。