塩素の事実

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処方された薬を飲んだり、車を運転したり、水道水を飲んだりしたことがあるなら、おそらく塩素に触れたことがあるはずです。 英国王立化学会によれば、飲料水の殺菌やプールの消毒に使われるほか、紙、繊維、医薬品、塗料、プラスチック(特に PVC)など、一般に使用される数多くの製品の製造に使用されています。 さらに、米国化学工業協会によれば、シートクッションやシートカバーからタイヤコードやバンパーに至るまで、自動車を軽量化する製品に使われる材料の開発・製造に塩素が使用されているとのことです。

また、ロスアラモス国立研究所によれば、この元素は有機化学のプロセス、たとえば、酸化剤や水素の置換剤として使用されています。 酸化剤には強い殺菌・漂白作用があります。 水素の代用として使われる場合、塩素は有機化合物に多くの望ましい性質をもたらすことができます。たとえば、殺菌作用や、PVC や合成ゴムのような有用な化合物や材料を形成する能力があります。 塩素は呼吸器系を刺激し、吸い込むと肺水腫(肺に水分が過剰にたまり、呼吸困難に陥ること)を引き起こすことがあります。 また、ニューヨーク州保健局によると、このガスは目や皮膚を刺激したり、重度の火傷や潰瘍を引き起こすこともあるそうです。

Just the facts

  • Atomic number (the number of protons in the nucleus): 17
  • Atomic symbol (on the Periodic Table of Elements): Cl
  • 原子量(原子の平均質量): 35.453
  • 密度: 3.214グラム/立方センチメートル
  • 室温での相。 気体
  • 融点:華氏マイナス150.7度(摂氏マイナス101.5度)
  • 沸点:華氏マイナス29.27度(摂氏マイナス34.04度)
  • アイソトープ(同じ元素で中性子数の異なる原子)数:24。 安定同位体の数:2
  • 最も一般的な同位体。 塩素35(自然存在比76%)
(画像引用元:日本経済新聞社。 Greg Robson/Creative Commons, Andrei Marincas )

酸素と間違われた緑黄色ガス

1774年にスウェーデンの薬剤師カール・ヴィルヘルム・シェーレが、実験室で二酸化マンガンの上に塩酸を数滴放つと、数秒で緑黄色のガスが発生したと米国化学工業協会が発表しています。 しかし、塩素が元素として認識されたのは、それから数十年後、イギリスの化学者ハンフリー・デイヴィー卿によるもので、それまでは人々は塩素を酸素の化合物だと考えていた。 デイヴィはこれをギリシャ語で緑黄色を意味する「kloros」と名付け、1810年に「chloric gas」、つまり「塩素」と改名しました。

塩素は、フッ素(F)、臭素(Br)、ヨウ素(I)、アスタチン(At)とともにハロゲン-塩形成元素-グループに属します。 いずれも周期表の右から2列目、17族に属する。 電子配置も似ていて、外殻に7個の電子がある。 反応性の高い元素で、水素と結合すると酸を発生する。 パデュー大学によると、自然界に元素のまま存在するものはない。 パデュー大学によれば、自然界に元素のまま存在するものはなく、一般に鉱物の塩として存在する。

実際、塩素化合物の中で最も知られているのは、食卓塩として知られる塩化ナトリウムでしょう。 ヨーク大学によれば、ほとんどの塩素は、塩化ナトリウム溶液の電気分解(電流を使用して化学反応を起こさせること)によって作られるとのことです。 このプロセスで元素が分離される。

誰が知っていたのでしょうか?

  • その毒性により、王立化学会によれば、塩素は第一次世界大戦中に化学兵器として使用されました。
  • 遊離元素として分離された場合、塩素は緑がかった黄色の気体の形をとり、空気より2.5倍重く、漂白剤のようなにおいがします。
  • 塩素は地球上でフッ素に次いで2番目に多く、2番目に軽いハロゲンです。
  • 塩化ナトリウム(塩)は塩素の最もありふれた化合物で、海中に大量に存在します。
  • あなたが食べる鶏にも多少塩素が入っているかもしれません。
  • 塩素はオゾンを破壊し、オゾン層破壊のプロセスに寄与しています。 米国環境保護庁によれば、成層圏から除去されるまでに、塩素原子1個がオゾン分子を10万個も破壊する可能性があります。
  • スイミングプールは、その清潔さを保つために塩素に頼っています。 米国化学工業協会によると、ほとんどのプールの水には、2~4ppm の塩素が含まれているはずです。

Research

塩素は、人体に有害な影響があるとして、長年にわたって研究者の間で大きな波紋を呼んできました。 しかし、それらの影響については、まだ議論の余地があります。

塩素は、一部の南米のカエルが皮膚に持つ毒素の原子のうちの 1 つです。 米国化学工業協会によると、この毒素は大型動物を麻痺させたり、殺すことさえあります。 コロンビアの熱帯雨林の原住民は、矢の先端をこの「毒矢カエル」の皮膚にこすりつけていた。 国立衛生研究所の科学者ジョン・デイリーがエピバチジンという化合物を単離しようとしたが、十分な量の物質を得ることができず(カエルは絶滅の危機にある)、また合成したものには好ましくない副作用があった。 しかし、原子レベルで化合物を並べ替えることにより、化学者たちは、最終的に強力な鎮痛剤となるバージョンを見つけることができるのではないかと期待しています。 たとえば、1992年にAmerican Journal of Public Healthに発表された研究では、塩素処理水を飲んだ人は、そうでない人に比べて膀胱癌になるリスクが21%高く、直腸癌になるリスクは38%高いことがわかりました。 また、2010年に『Environmental Health Perspectives』誌に発表された別の研究では、塩素処理されたプールで40分間泳いだ人は、がんリスクに関連するバイオマーカー(=特定の分子指標)が増加することを研究者が発見しています。 しかし、同じ雑誌に掲載された2017年の研究では、塩素水を飲むと膀胱がんリスクが高くなる一方で、夏と夏以外の月、異なる年齢層でのプールでの時間数を調べた研究では、塩素入りプールで泳ぐことと膀胱がんリスクを関連付ける証拠はほとんどなかったことが明らかにされています。

米国疾病対策予防センターによると、米国保健社会福祉省、国際がん研究機関、米国環境保護庁は、塩素をヒト発がん性物質として分類していない。

では、塩素は健康に悪いのでしょうか。 という疑問が湧くかもしれませんが、そのようなことはありません。

実際、大腸菌などの有害な細菌を殺すための適切な塩素消毒が行われないと、人間の健康や生命に壊滅的な影響を与えることがあると、彼は付け加えました。 たとえば、2000年5月、オンタリオ州のウォーカートンでは、町の水道が大腸菌などに感染し、7人が死亡、2,300人以上が病気になったと、水質保健評議会は発表しています。 オンタリオ州司法長官省が発表した報告書によると、必要な塩素濃度が維持されていれば、水が汚染された後でも災害を防ぐことができたといいます

さらに、水に塩素を加えることは、発展途上国できれいな水を簡単に手に入れるために多くの人が試している方法のひとつでもあります。 2017年に発表された研究によると、大腸菌などの有害な細菌に汚染された水が原因で毎年340万人が死亡し、最大で44億人が清潔な飲料水の信頼できる水源を持っていないとのことです。 水を地域社会に近づけることに加え、水道を塩素化することは、清潔な水を必要とする人々に近づけるための重要なステップのひとつです。

さらに、塩素については、研究関連の有望なニュースもある。 MacDougallは、ノルウェーに近い北大西洋海域の小さな海洋生物から発見された、新しいクラスの抗生物質化合物に見られる塩素原子に関する最近の研究を指摘した。 これらの塩素原子は、化合物の抗生物質活性に不可欠であり、人々に治療困難な感染症を引き起こし、一般に使用されている抗生物質に耐性を持つ細菌であるメチシリン耐性黄色ブドウ球菌に対して有効である、と彼は述べている。

「創薬コミュニティは、これらの天然由来の化合物がMRSAに対して有効であることから、非常に興奮しています」と、2014年4月に雑誌『Angewandte Chemie International Edition』に発表されたこの研究に関与していないMacDougall氏は述べました。

追加取材:Live Science寄稿者のRachel Ross氏

追加リソース

  • 塩素が他の化合物と相互作用するときにどのように反応するかを見るには、Periodic Videosが作ったこの楽しいビデオをチェックしてみてください。
  • Elements of Surprise という、この多才な元素に特化した Web サイトで、塩素の数々の驚くべき用途について学びましょう。
  • 塩素にさらされると健康にどのような影響を与えるかについてもっと知りたい場合は、CDC Web サイトの塩素 FAQ セクションを見てください。

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