クロリド 化学特性,用途語,生産方法
性質
クロリドは、単体の塩素とその化合物であるクロリド (塩化物) の性質に基づいています。
1. 塩素の性質
塩素はハロゲンとも呼ばれる周期表17族元素です。ハロゲンの由来はギリシア語のhalos (塩) とgennao (つくる) という言葉からきています。
また、価電子数が7で電子親和力が大きいため、1価の陰イオンになりやすいです。自然界では単体では存在せず、化合物として存在しています。
| 分子式 |
Cl2 |
| 単体の状態 (常温・常圧) |
黄緑色の気体 |
| 分子量 |
71 |
| 沸点 (℃) |
−101 |
| 酸化力 |
強い |
塩素は酸化力が強いため、水に溶けると一部が反応して塩化水素HClと次亜塩素酸HClOを生成します。これらの物質は、代表的なクロリド (塩化物) です。
2. クロリド (塩化物) の性質
クロリドは、陰イオンが塩素原子1つからなる化合物を指します。塩化物イオンは電荷を持たずに、一価の陰イオンです。一般的には、金属と結合してイオン結晶を形成することが多いですが、有機塩化物のように、炭素と水素を含む化合物も存在します。
塩化物は自然界においても多くの形で存在し、海水中の塩分の主要な成分であることはよく知られています。また、塩化ナトリウム (食塩) も塩化物の代表例です。 塩化物は多くの化学反応や産業プロセスにおいて重要な役割を果たしています。
例えば、塩化水素 (塩酸) は強酸として広く使用され、塩化アルキルは有機合成などで用いられます。さらに、塩化鉄は錆止めや顔料としても有用です。
解説
クロリド (クロライド) とは、塩化物を指し、がそれより陽性な原子または原子団と形成する化合物の総称です。
命名法において塩素原子との化合物を表す場合、「塩化」もしくは「クロロ」を前置するか、「クロリド」を後置します。塩素Cl2は第18族元素以外のほとんどの元素と反応し塩化物を形成できるだけでなく、塩素の結合がイオン結合性の場合、容易に塩化物イオンCl−を遊離します。
塩素原子を含む無機塩化物は、イオン結合性が高いケースがほとんどです。水中で塩化物イオンと無機物の陽イオンとに電離し、容易に水に溶解します。
使用
Chloride is the principal anion accompanying Na+ in the extracellular fluid. Less than 15 wt % of the Cl? is associated with K+ in the intracellular fluid. Chloride passively and freely diffuses between intraand extracellular fluids through the cell membrane. If chloride diffuses freely, but most Cl? remains in the extracellular fluid, it follows that there is some restriction on the diffusion of phosphate.
定義
ChEBI: A halide anion formed when chlorine picks up an electron to form an an anion.
应用
クロリドの中には、シャンプー剤やトリートメント剤の成分として用いられているものがあります。シャンプー剤の成分は洗浄剤や界面活性剤、水、香料などです。クロリドが界面活性剤として含まれているものがあります。
私たちの髪の毛は負の電荷を帯びているため、界面活性剤として使用されたクロリドは強く吸着し、残留性が高いです。よく使われるものに、ベヘントリモニウムクロリド、ステアルトリモニウムクロリド、ジステアリルジモニウムクロリドがあります。
最近の研究で、これらの物質はタンパク質の変性作用が強い上に、洗い流しても落ちにくいため、髪質に悪影響を及ぼすことがわかってきています。
種類と用途
塩素の化合物であるクロリド (塩化物) は日常生活のいたるところで利用されています。
1. 塩化水素
分子式HClで表される物質です。常温で気体で、水によく溶け、その水溶液は強酸性です。この特徴を活かし、塩酸は多くの化学反応で触媒や中和剤として使用されるだけでなく、酸触媒反応やアルカリ物質の中和、水酸化ナトリウム (苛性ソーダ) などの生成過程で利用されます。さらに、工業的には金属表面の洗浄や腐食除去に使用されることがあります。
2. オキソ酸
分子中に酸素原子が含まれている酸がオキソ酸です。次亜塩素酸HClO、亜塩素酸HClO2、塩素酸HClO3、過塩素酸HClO4の4種類があります。次亜塩素酸HClOの水溶液は漂白作用、殺菌作用をもつため、衣類の漂白や水道水の殺菌に使われています。また、これらの塩のうち塩素酸カリウムKClO3は酸化作用が強いです。そのため、酸化剤としてマッチや火薬などに用いられます。
3. ハロゲンの塩
ハロゲンがナトリウムやカリウムなどの金属元素と化合したものがハロゲンの塩です。水に溶けやすいものが多いですが、フッ素以外のハロゲン化銀やハロゲン化鉛(Ⅱ) は水に溶けにくい性質をもちます。
また、ハロゲン化銀は光に対して感光性があり、露光された際に光エネルギーを吸収し、銀イオンとハロゲン化物イオンに変化します。これは、写真フィルムや写真感光紙上で暗い部分と明るい部分が形成されるメカニズムです。
4. 有機塩化物
塩素原子を含む有機塩化物は、sp3炭素に対して塩素原子が結合した安定な共有結合化合物です。sp3炭素やsp2炭素に置換したクロロ基は脱離しやすく、このような有機塩化物は脱離反応の基質として用いられます。ウィリアムソン合成などの求核置換反応でも、sp3炭素上のクロロ基が脱離基となります。
例えば、 (ベンジルクロリド) は有機合成において、アルコールやカルボン酸、類のOH 基の水素をベンジル基に置換するために用いられます。これはOH基をベンジル基によって保護する手法 (ベンジル保護) の1つです。
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