塩素 Cl

発見の歴史

1774年、スウェーデンの化学者 カール・ヴィルヘルム・シェーレ は、塩酸(当時の muriatic acid)を鉱物の軟マンガン鉱(二酸化マンガン)とともに加熱し、窒息しそうなにおいのする緑がかった黄色の気体を得ました。彼はこの気体がリトマス紙や花を漂白し、金属を侵すことに気づきましたが、当時のほとんどの化学者と同じく、酸素を含む化合物だと考えました。この気体はのちに「酸化塩酸」と呼ばれました。

1810年、ハンフリー・デービー はこの気体から酸素を取り出そうと懸命に試みましたが、失敗しました。彼はこれが元素であると結論し、chlorine と名づけました。その後まもなく、1780年代のクロード・ルイ・ベルトレの研究を土台に、塩素化合物は繊維や紙の漂白で重要な役割を果たすようになりました。

20世紀には塩素の両面が現れました。1900年代初めに導入された上水道の連続塩素消毒によって、コレラや腸チフスによる死者は激減しました。その一方で、第一次世界大戦中の1915年には、イーペルで塩素ガスが兵器として放出されました。

名前の由来

デービーは、この気体の色にちなみ、淡い緑色や黄緑色を意味するギリシャ語 chloros から名前をとりました。同じ語根は chlorophyll(葉緑素)にも見られます。元素記号は Cl です。日本語の「塩素」は「塩(食塩)のもと」という意味で、食塩の成分であることにちなむ訳語です。

主な用途

• プラスチック: 塩素生産量のおよそ3分の1以上が、パイプ、窓枠、ケーブル、床材に使うPVC(ポリ塩化ビニル)になります。
• 水処理: 塩素とその化合物は、飲料水やプールの水を消毒します。
• 漂白剤: 次亜塩素酸ナトリウムは家庭用漂白剤で、塩素化合物はパルプや繊維を漂白します。
• 化学工業: 塩素は塩酸、溶剤、医薬品、顔料の二酸化チタンの製造に使われます。

同位体

塩素には2つの安定同位体があります。塩素35(約76%)と 塩素37(約24%)です。この混合のため塩素の原子量は約35.45となって整数から大きく外れ、質量スペクトルには特徴的な3対1のパターンが現れます。放射性の 塩素36 は半減期が約 30万1,000年 で、宇宙線によってつくられるほか、1950年代の核実験でも放出されました。非常に古い地下水の年代測定に使われます。

身近なところで

塩化物イオンは体液のバランスを保つのに役立ち、塩酸として胃液を強い酸性にして食べ物を消化します。食事からとる塩化物のほとんどは食塩に由来します。

塩素ガスは目や肺を強く刺激します。家庭用の塩素系漂白剤は、アンモニア系の洗剤や酸性の洗剤とは決して混ぜてはいけません。混ぜると有毒な気体が発生するからです。いわゆる「プールのにおい」の大部分は、塩素が汗や尿と反応してできるクロラミンによるものです。