Хлор и его свойства

Хлорсодержащие соединения использовались в прошлом для изготовления анестетиков (хлороформ) и растворителей для химической чистки (четыреххлористый углерод). Их использование было запрещено из-за их токсичности, особенно вредной для печени.[6]Биороль и токсикология хлораХлор в крови является основным внеклеточным анионом, называемым хлорид-ионом (Cl–), который компенсирует воздействие этого катиона (Na+) и других положительно заряженных ионов, присутствующих в клеточном содержимом и внеклеточном пространстве (плазма, лимфатическая жидкость, ликвор). За счет этого Cl оказывает содействие в сохранении кислотно-щелочного равновесия в сыворотке крови и в остальных биологических жидкостях.Чаще всего данный химический элемент можно найти в тканях и органах в связанном состоянии (КCl, MgCl2, CaCl2, NaCl).Ввиду того, что хлор в организме преимущественно «тянется» за катионами натрия (особенно) и калия, его количество напрямую коррелирует с содержанием данных элементов в крови. В крови норма обычно определяется значениями от 97,0 до 108,0 ммоль/л. Основная часть анионов Cl сосредоточена в межклеточном пространстве, в клетках их содержание в несколько раз меньше.Биологическая роль хлорид-ионовв связи с тем, что хлорид-ионы способны проникать через мембрану клеток, они вместе с ионами натрия и калия поддерживают осмотическое давление и регулируют водно-солевой обменсоздают благоприятную среду в желудке для действия протеолитических ферментов желудочного сока (активируют пеписноген в пепсин)благодаря наличию в мембранах клеток митохондрий специальных хлорных каналов, хлорид-ионы регулируют объем жидкости, трансэпителиальный транспорт ионов, создают и стабилизируют мембранный потенциалучаствуют в создании и поддержании рН в клетках и биологических жидкостях организмаГлавным анионом внеклеточной жидкости является хлор. Его концентрация в плазме крови в норме колеблется от 90 до 105 ммоль/л. Поступая в клетку через хлорные каналы, анион участвует в формировании потенциала покоя возбудимых клеток, а способствуя гиперполяризации мембран — определяет формирование процессов синаптического и пресинаптического торможения. Избыток хлора ведет к ацидозу. Анион необходим для образования соляной кислоты в желудке.Основным депо хлора является кожа, подкожная клетчатка и соответствующая межклеточная жидкость, где депонируется от 30 до 60% введенного хлора. В крови хлор встречается главным образом в комплексе с ионами натрия. В эритроцитах ионов хлора в 2 раза меньше, чем в плазме. С мочой выводится до 90%, остальное количество удаляется с потом и калом. В физиологических условиях изменения концентрации ионов хлора вторичны к изменениям других ионов и направлены в первую очередь на создание электронейтральности среды. Некомпенсированная гиперхлоремия приводит к метаболическому ацидозу.Газообразный хлор является легочным раздражителем со средней растворимостью в воде, который вызывает острое повреждение верхних и нижних дыхательных путей. В настоящее время воздействие хлора высокой концентрации на рабочем месте представляет собой самый высокий риск серьезной токсичности. Смешивание хлорного отбеливателя (гипохлорита натрия) с аммиаком или кислотными чистящими средствами является распространенным источником бытового воздействия. Хлор представляет собой зеленовато-желтый негорючий газ при комнатной температуре и атмосферном давлении. Возможно длительное воздействие газообразного хлора, поскольку его умеренная растворимость в воде задерживает появление симптомов со стороны верхних дыхательных путей на несколько минут. Кроме того, газообразный хлор в чистом виде тяжелее воздуха, из-за чего он остается вблизи уровня земли и увеличивает время воздействия.Порог запаха для хлора составляет приблизительно 0,3-0,5 частей на миллион (ppm); однако отличить уровни токсичности в воздухе от допустимых может быть сложно до тех пор, пока не разовьются раздражающие симптомы. По мере увеличения концентрации газообразного хлора тяжесть симптомов и скорость их появления возрастают. IDHL (непосредственная опасность для жизни или здоровья) составляет 10 частей на миллион. Концентрации выше 400 частей на миллион часто приводят к летальному исходу. Хлор умеренно растворим в воде и реагирует в комбинации с образованием хлорноватистой (HOCl) и соляной (HCl) кислот. Элементарный хлор и его производные, соляная и хлорноватистоводородная кислоты, могут вызывать биологические повреждения. Химические реакции соединения хлора с водой и последующие реакции производных с HOCl и HCl являются следующими:a1) Cl2 + H2О⇔HCl (соляная кислота) + HOCL (хлорноватистая кислота) илиa2) Cl2 + H2О⇔ 2 HCl + [O-] (образующийся кислород)b) HOCl⇔HCl + [O-]Газообразный хлор при смешивании с аммиаком вступает в реакцию с образованием газообразного хлорамина. В присутствии воды хлорамины разлагаются до аммиака и хлорноватистой кислоты или соляной кислоты хлористоводородной. Из-за их высокой растворимости в воде воздействие хлорамина приводит к быстрому развитию симптомов. Однако по механистическим причинам, которые не ясны, азотистые соединения хлора-88 вызывают менее серьезные симптомы в начале. Однако, поскольку эти начальные симптомы часто слабо выражены, они могут не вызвать немедленного отступления, что приводит к длительному воздействию с преобладанием легочных и глазных симптомов. Механизмы биологической активности изучены недостаточно, и преобладающее анатомическое место повреждения может варьироваться в зависимости от вида производимого химического вещества. Из-за своей промежуточной растворимости в воде и более глубокого проникновения элементарный хлор часто вызывает острое повреждение дыхательных путей. Считается, что повреждение клеток происходит в результате окисления функциональных групп в клеточных компонентах, в результате реакций с тканевой водой с образованием хлорной и соляной кислот, а также в результате образования свободных кислородных радикалов. Хотя одно время считалось, что хлор вызывает прямое повреждение тканей путем образования свободных радикалов кислорода, в настоящее время эта концепция считается спорной. Ранняя реакция на воздействие хлора зависит от следующего:Концентрации газообразного хлораПродолжительности воздействияСодержание воды в подвергшихся воздействию тканяхИндивидуальная восприимчивостьНепосредственные последствия токсичности газообразного хлора включают острое воспаление конъюнктивы, носа, глотки, гортани, трахеи и бронхов. Раздражение слизистой оболочки дыхательных путей приводит к локальному отеку, вторичному по отношению к активной артериальной и капиллярной гиперемии. Экссудация плазмы в альвеолы приводит к застойным явлениям в легких и отеку.Патологические данные неспецифичны. Они включают следующее:Отек легкихПневмонияПневмонитОбразование гиалиновых мембранМножественный тромбоз легочной артерииЯзвенный трахеобронхитОтличительным признаком поражения легких, связанного с токсичностью хлора, является отек легких, клинически проявляющийся в виде одышки, придаточных шумов в легких и гипоксии. Считается, что некардиогенный отек легких возникает при потере целостности легочных капилляров и последующей транссудации жидкости в альвеолы. Начало может наступить в течение нескольких минут или часов, в зависимости от тяжести воздействия. Стойкая гипоксемия связана с более высоким уровнем смертности.В моделях токсичности газообразного хлора на животных при 2000 промилле происходит немедленная остановка дыхания, при этом смертельная концентрация для 50% подвергшихся воздействию животных находится в диапазоне 800-1000 промилле. Сужение бронхов происходит в диапазоне 200 частей на миллион, с признаками воздействия на цилиарную активность при уровнях воздействия всего 18 частей на миллион. При остром воздействии 50 частей на миллион и подостром вдыхании до 9 частей на миллион отмечались химический пневмонит и облитерирующий бронхиолит. При 2 частях на миллион возникает легкое очаговое раздражение носа и трахеи без последствий для нижних дыхательных путей.[9]Список использованной литературыWisniak, Jaime. (2002). TheHistoryofChlorine – FromDiscoverytoCommodity. IndianJournalofChemicalTechnology. 9. 450-463. Ахметов, Н. С. Общая и неорганическая химия : учебник / Н. С. Ахметов. – 11-е изд., стер. – Санкт-Петербург : Лань, 2020. – 744 с. — Текст : электронный // ЭБС «Лань»Глинка, Н. Л. Общая химия : учебник. В 2-х томах. Том 1 / Н. Л. Глинка ; ред.: В. А. Попков, А. В. Бабков. — 20-е изд., перераб. и доп. — Москва : Юрайт, 2020. — 357 с.Наталья Ткачева, Татьяна Елисеева Хлор (Cl) – значение для организма и здоровья, где содержится // Журнал здорового питания и диетологии. 2022. №20.Общая и неорганическая химия. Руководство к практическим занятиям : учебно-методическое пособие для студентов / И. А. Передерина [и др.]. — Томск : СибГМУ, 2019. — 91 с. – Текст : электронный // ЭБС «Электронная библиотека СибГМУ»Филимонова, И. Л. Химия : общая и биоорганическая. Тестовые задания : учебное пособие / И. Л. Филимонова, А. С. Галактионова. — 2-е изд., стереотип. — Томск : СибГМУ, 2012. — 112 с. — Текст : электронный // ЭБС «Электронная библиотека СибГМУ»Харитонов, Ю. Я. Физическая химия : учебник / Ю. Я. Харитонов. — Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2013. — 608 с. — ISBN 978-5-9704-2390-5. — Текст : электронный // ЭБС «Консультант студента»Химия галогенов : учеб. пособие / Д. М. Иванов, М. Г. Иванов. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 84 с. ISBN 978-5-7996-1225-2Плетенева, Т. В. Токсикологическая химия : учебник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 060301 «Фармация» / Т. В. Плетенева, А. В. Сыроешкин, Т. В. Максимова ; под ред. Т. В. Плетеневой. — Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2013. — 512 с. — ISBN 978-5-9704-2635-7. — Текст : электронный // ЭБС «Консультант студента»