Cloro gaseoso: fórmula, efectos, usos y riesgos
El cloro gaseoso (dicloro, cloro diatómico, cloro molecular o simplemente cloro) es un gas de color amarillo verdoso, con un olor picante y sofocante, no combustible a temperatura ambiente y presión atmosférica.
Es el elemento con la afinidad electrónica más alta y la tercera electronegatividad más alta, detrás solamente de oxígeno y flúor. Es extremadamente reactivo y un agente oxidante fuerte.
El alto potencial oxidante del cloro elemental condujo al desarrollo de blanqueadores comerciales y desinfectantes, al igual que un reactivo para muchos procesos en la industria química.
En forma de iones de cloruro, el cloro es necesario para todas las especies de vida conocidas. Pero el cloro elemental a altas concentraciones es extremadamente peligroso y venenoso para todos los organismos vivos, motivo por el que fue utilizado en la Primera Guerra Mundial como el primer agente de guerra química gaseosa.
Es tóxico por inhalación. A largo plazo, la inhalación de concentraciones bajas, o a corto plazo, la inhalación de concentraciones altas de cloro gaseoso, tienen efectos nocivos para la salud.
Los vapores son mucho más pesados que el aire y tienden a establecerse en áreas bajas. No se quema, pero apoya la combustión. Es ligeramente soluble en agua. El contacto con líquidos no confinados puede causar congelación por enfriamiento evaporativo.
Se utiliza para purificar el agua, blanquear la pulpa de madera y para fabricar otros productos químicos.
Índice del artículo
- 1 Fórmula
- 2 Estructura en 2D
- 3 Características
- 4 Usos
- 5 Efectos clínicos
- 6 Seguridad y riesgos
- 7 Referencias
Fórmula: Cl-Cl
Número CAS:7782-50-5
El cloro gaseoso pertenece al grupo reactivo de los agentes oxidantes fuertes. Éstos compuestos a menudo reaccionan vigorosamente con otros compuestos.
El cloro gaseoso también pertenece al grupo reactivo de los agentes halogenantes fuertes, que transfieren uno o más átomos de halógeno al compuesto con el que están reaccionando.
Los agentes halogenantes son generalmente ácidos y por lo tanto reaccionan, en algunos casos violentamente, con las bases.
Muchos de estos compuestos son reactivos al agua y reactivos al aire. Los halógenos son altamente electronegativos y son oxidantes fuertes.
El cloro gaseoso es un agente oxidante fuerte. Reacciona con el agua. El agua disuelve el cloro gaseoso, formando una mezcla de ácido clorhídrico y ácidos hipoclorosos.
Puede encender otros materiales combustibles (madera, papel, aceite, etc.). La mezcla con combustibles puede causar explosión. El recipiente puede explotar al entrar en contacto con el fuego. Existe el riesgo de explosión (y de envenenamiento) por la acumulación de sus vapores en interiores, en alcantarillas o al aire libre.
Las mezclas de hidrógeno y cloro (5-95%) pueden explotar por la acción de casi cualquier forma de energía (calor, luz solar, chispas, etc.).
Emite humos altamente tóxicos cuando se calienta. Al combinarse con agua o vapor produce vapores tóxicos y corrosivos de ácido clorhídrico.
El cloro reacciona explosivamente con (o apoya la quema de) numerosos materiales comunes.
- El cloro enciende al acero a 100 °C en presencia de hollín, óxido, de carbono u otros catalizadores.
- Enciende la lana de acero seca a 50 °C.
- Enciende los sulfuros a temperatura ambiente.
- Enciende (en su forma líquida) el caucho natural y sintético.
- Enciende los trialquilboranos y el dióxido de tungsteno.
- Se enciende en contacto con hidrazina, hidroxilamina, y nitruro de calcio.
- Se enciende o explota con arsina, fosfina, silano, diborano, estibina, fósforo rojo, fósforo blanco, boro, carbono activo, silicio, arsénico.
- Causa el encendido y una explosión suave cuando burbujea a través de metanol frío.
- Explota o se enciende si se mezcla en exceso con amoniaco y se calienta.
- Forma tricloruro de nitrógeno explosivo al contacto con el Reactivo de Biuret contaminado con ácido cianúrico.
- Fácilmente forma derivados explosivos de N-cloro con aziridina.
El cloro (en su forma líquida o gaseosa) reacciona con:
- Alcoholes (explosión)
- Aluminio fundido (explosión)
- Silanos (explosión)
- Pentafluoruro de bromo
- Disulfuro de carbono (explosión catalizada por hierro)
- Cloro-2-propino (exceso de cloro causa una explosión)
- Ftalato de dibutilo (explosión a 118 °C)
- Éter dietílico (encendido)
- Dietil zinc (encendido)
- Glicerol (explosión en 70-80 ° C)
- Metano sobre óxido de mercurio amarillo (explosión)
- Acetileno (explosión iniciada por la luz solar o calefacción)
- Etileno sobre mercurio, óxido de mercurio (I), u óxido de plata (I) (explosión originada por calor o la luz)
- Gasolina (reacción exotérmica y luego detonación)
- Mezcla de hidróxido de sodio y nafta (explosión violenta)
- Cloruro de zinc (reacción exotérmica)
- Cera (explosión)
- Hidrógeno (explosión iniciada por la luz)
- Carburo de hierro
- Uranio y circonio
- Hidruros de sodio, de potasio y cobre
- Estaño
- Polvo de aluminio
- Polvo de vanadio
- Lámina de aluminio
- Oropel
- Hoja de cobre
- Calcio en polvo
- Alambre de hierro
- Polvo de manganeso
- Potasio
- Polvo de antimonio
- Bismuto
- Germanio
- Magnesio
- Sodio
- Cinc
El cloro gaseoso es venenoso, pudiendo ser fatal si se inhala. El contacto puede causar quemaduras en la piel y los ojos, además de bronquitis o condiciones pulmonares crónicas.
Aproximadamente 15.000 compuestos del cloro se utilizan comercialmente hoy en día. El cloruro de sodio es por un gran margen el compuesto de cloro más común, y es la principal fuente de cloro y ácido clorhídrico para la enorme industria química del cloro.
De todo el cloro elemental producido, aproximadamente el 63% se utiliza en la fabricación de compuestos orgánicos, el 18% en la fabricación de compuestos de cloro inorgánico, y el 19% restante de cloro producido se utiliza para blanqueadores y productos de desinfección.
Entre los compuestos orgánicos más significativos en términos de volumen de producción se encuentran el 1,2-dicloroetano y el cloruro de vinilo (productos intermedios en la producción de PVC), el cloruro de metilo, el cloruro de metileno, el cloroformo, cloruro de vinilideno, entre otros.
Los principales compuestos inorgánicos incluyen HCl, Cl2O, HOCl, NaClO3, AlCl3, SiCl4, SnCl4, PCl3, PCl5, POCl3, AsCl3, SbCl3, SbCl5, BiCl3, S2Cl2, SCl2, SOCI2, ClF3, ICl, ICl3, TiCl3, TiCl4, MoCl5, FeCl3, ZnCl2, y muchos más.
El cloro gaseoso se utiliza en operaciones de blanqueo industrial, tratamiento de aguas residuales, la fabricación de tabletas para la cloración de piscinas o en la guerra química.
El gas de cloro (conocido como bertholite), fue utilizado por primera vez como arma en la Primera Guerra Mundial por Alemania.
Después de su primer uso, ambos bandos en el conflicto usaron el cloro como arma química, pero pronto fue reemplazado por el fosgeno y por el gas mostaza, que son más mortíferos.
El gas de cloro también se utilizó durante la Guerra de Irak en la provincia de Anbar en 2007.
El gas de cloro es una de las exposiciones únicas irritantes por inhalación más comunes a nivel ocupacional y ambiental. Estudios recientes han reportado que la mezcla de blanqueador (lejía, elaborada principalmente a base de hipoclorito de sodio) con otros productos de limpieza, es la causa más frecuente (21 % de los casos) de exposición única por inhalación reportada en los centros de toxicología de Estados Unidos.
Los principales efectos tóxicos se deben a la lesión tisular local en lugar de a la absorción sistémica. Se cree que la lesión celular resulta de la oxidación de grupos funcionales en los componentes celulares; a las reacciones con el agua de los tejidos para formar ácido hipocloroso y ácido clorhídrico; y a la generación de radicales libres de oxígeno (aunque esta idea es ahora controvertida).
En la intoxicación leve a moderada se presenta: tos, dificultad para respirar, dolor en el pecho, sensación de ardor en la garganta y en el área retroesternal, náuseas o vómitos, irritación ocular y nasal, asfixia, debilidad muscular, mareos, malestar abdominal y dolor de cabeza.
En la intoxicación grave se presenta: edema de la vía aérea superior, laringoespasmo, edema pulmonar severo, neumonía, hipoxemia persistente, insuficiencia respiratoria, lesión pulmonar aguda y acidosis metabólica.
La exposición crónica al gas de cloro es una de las causas más frecuentes de asma ocupacional. Puede provocar disnea, palpitaciones, dolor en el pecho, síndrome de disfunción reactiva de las vías respiratorias superiores, la erosión del esmalte dental, y el aumento de la prevalencia de síndromes virales. La exposición crónica a 15 ppm produce tos, hemoptisis, dolor en el pecho y dolor de garganta.
La exposición dérmica puede causar eritema, dolor, irritación y quemaduras cutáneas. La exposición severa puede producir colapso cardiovascular y paro respiratorio. En altas concentraciones, el síncope y la muerte casi inmediata pueden ocurrir. El cloro (como hipoclorito) es teratogénico en animales de experimentación.
Declaraciones de peligro del Sistema Globalmente Armonizado de clasificación y etiquetado de productos químicos (SGA).
El Sistema Globalmente Armonizado de clasificación y etiquetado de productos químicos (SGA) es un sistema acordado internacionalmente, creado por las Naciones Unidas diseñado para reemplazar las diversas normas de clasificación y etiquetado utilizadas en diferentes países mediante el uso de criterios coherentes a nivel mundial (Naciones Unidas, 2015).
Las clases de peligro (y su correspondiente capítulo del SGA), las normas de clasificación y etiquetado, y las recomendaciones para el cloro gaseoso son las siguientes (European Chemicals Agency, 2017; Naciones Unidas, 2015; PubChem, 2017):
H270: Puede causar o intensificar el fuego; Oxidante [Peligro Gases comburentes – Categoría 1]
H280: Contiene gas a presión; Puede explotar si se calienta [Advertencia Gases bajo presión – Gas comprimido, Gas licuado, Gas disuelto]
H315: Provoca irritación cutánea [Advertencia Corrosión / irritación cutáneas – Categoría 2]
H319: Provoca irritación ocular grave [Advertencia Lesiones oculares graves / irritación ocular – Categoría 2A]
H330: Fatal por inhalación [Peligro Toxicidad aguda, inhalación – Categoría 1, 2]
H331: Tóxico por inhalación [Peligro Toxicidad aguda, inhalación – Categoría 3]
H335: Puede provocar irritación de las vías respiratorias [Advertencia Toxicidad específica en órganos diana, exposición única; Irritación de las vías respiratorias – Categoría 3]
H400: Muy tóxico para la vida acuática [Advertencia Peligroso para el medio ambiente acuático, peligro agudo – Categoría 1]
H410: Muy tóxico para los organismos acuáticos, con efectos nocivos duraderos [Advertencia Peligroso para el medio ambiente acuático, peligro a largo plazo – Categoría 1]
(PubChem, 2017)
P220, P244, P260, P261, P264, P271, P273, P280, P284, P302+P352, P304+P340, P305+P351+P338, P310, P311, P312, P320, P321, P332+P313, P337+P313, P362, P370+P376, P391, P403, P403+P233, P405, P410+P403, y P501.
- Benjah-bmm27 (2007). Dichlorine-gas-3D-vdW [imagen]. Recuperado de: commons.wikimedia.org.
- Bundesarchiv (1915). Deutsche Soldaten versprühen künstlichen Nebel [imagen]. Recuperado de: commons.wikimedia.org.
- ChemIDplus (2017) 3D structure of 7782-50-5 – Chlorine [imagen] Recuperado de: chem.nlm.nih.gov.
- National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). CAMEO Chemicals. (2017). Reactive Group Datasheet. Oxidizing Agents, Strong. Silver Spring, MD. EU; Recuperado de: cameochemicals.noaa.gov.
- Oelen, W., (2005). Chlorine gas in a bottle [imagen]. Recuperado de: commons.wikimedia.org.
- Sargent, J., (1918). Gassed [imagen]. Recuperado de: en.wikipedia.org.
- Tomia (2006). Plastic-recyc-03 [imagen]. Recuperado de: commons.wikimedia.org.
- Wikipedia (2017). Chlorine. Recuperado de: en.wikipedia.org.