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氯化物(Chloride)


当氯元素(一种卤素)原子得到一个电子,形成阴离子(带负电的离子)时,就形成氯离子Cl。氢氯酸形成的盐含有氯离子,因此也可以称为氯化物。氯离子及其形成的盐类,如氯化钠,通常极易溶于水。我们全身的体液中都含有氯离子,其对传递神经脉冲,及调节液体进出细胞等功能非常重要。也有些含氯离子的盐类难溶于水,如氯化银。

氯化物中不一定含有氯离子,有些化合物中含有一个或多个以共价键键结的氯原子。例如氯化甲烷(CH3Cl)就是有机共价化合物,其中不含氯离子。

鏽蚀

含氯化物之物质,如海水,会经由自催反应,加速金属孔洞的形成与扩大,明显加剧大多数金属(包含不鏽钢及其他合金)的孔蚀(pitting corrosion)现象。整个过程简述如下:

阳极区之半反应:Fe → Fe2+ +2e–

阴极区之半反应:1/2 O2 + H2O + 2e– → 2OH–

阳极区因鏽蚀而出现孔洞,孔洞中金属阳离子多,使外界氯离子进入坑洞,金属氯化物再与水反应,造成孔洞内酸性升高。

FeCl2 + 2H2O → Fe(OH)2 + 2HCl

酸性会耗去阴极区的氢氧离子,更加速鏽蚀的速率。

用途

氯化物可以製造保存食物的盐类,如氯化钠。氯化钠是氯化物的一种,化学式为 NaCl。在水中,可以解离成 Na+ 与 Cl− 两种离子。其余含氯盐类如氯化钙、氯化镁、氯化钾有各种不同用途,包括医疗及形成水泥等。

氯化镁,MgCl2,使用于医药中,作为镁离子的来源,镁离子在许多细胞活动中佔有重要角色,也可以作为泻药。

氯离子也在澱粉酶(amylase)中作为辅基(prosthetic group)。澱粉酶可催化麦芽糖(maltose)分子的分解反应。只有在氯离子存在时,这种酵素才能正常工作。没有氯离子,澱粉酶就无法催化反应。

氯化钙的化学式为CaCl2,在市面上,氯化钙被製成颗粒状的盐,作为房间的除湿剂。因为氯化钙可加速混凝土凝固,在建筑工地,氯化钙被用来强化路基,但如前所述,氯化物会加速金属鏽蚀,所以应避免添加于钢骨结构之工地。又因为氯化钙被加到冰上时,可有效降低冰的熔点,所以在寒带国家被广泛被用为除冰剂。

在石油工业的开採过程中,会严密检视泥土中的氯化物含量。泥土里的氯化物若增加,可能显示快要挖到高压海水。氯化物升高也显示开採目标的品质不佳。

对汙水或饮用水而言,氯化物是活性小的溶质,且无所不在,因此氯化物也是有用且可信赖的化学指标,可显示河流/地下水是否受到排泄物汙染。世界各地的水处理公司都使用氯化物检验河流及饮用水源的汙染程度。

以共价键形成的无机氯化物有几下数种例子,经常在化学实验室或化工厂中作为反应试剂:

●三氯化磷、五氯化磷、亚硫醯氯(Thionyl chloride,如图1),这三种都是实验室里常用的活性氯化剂。

氯化物(Chloride)

图1亚硫醯氯

●二氯化二硫(S2Cl2)可使橡胶硫化。

氯化汞(HgCl2)是毒性很强的化合物,由于Hg的电负度是2.0,Cl的电负度是3.16,二者电负度相差不大,形成的化合物,不算盐类,而是分子。氯化汞的熔点为276℃,沸点为304℃,在室温时略有挥发性,在100℃时会大量挥发。氯化汞会破坏黏膜,可作为抗菌剂及消毒剂,曾经被用来治疗梅毒,但因具有毒性,现在已经不被使用医药。

人体健康

氯化物是人体新陈代谢(把食物变成能量的过程)必须的化学物质,血液中氯化物的量由肾脏密切控制。

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参考资料:

1. 氯化物 http://en.wikipedia.org/wiki/Chloride

2. http://www.gopetsamerica.com/substance/chlorides.aspx

3. 氯化汞 http://en.wikipedia.org/wiki/Mercury(II)_chloride

4. http://www.substech.com/dokuwiki/doku.php?id=pitting_corrosion

5. http://www.concreteconstruction.net/concrete-construction/using-calcium-chloride-for-industrial-floor-const.aspx

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