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CLORO
Cl2
Informações gerais
O cloro elementar, cujo símbolo químico é Cl, é um elemento , pertencendo ao grupo 17 ou VIIa , da tabela periódica.
O numero atômico do cloro é 17.
O elemento foi isolado, pela primeira vez, em 1774, pelo químico sueco Carl Wilhem Scheele, que imaginava tratar-se de um composto.
A denominação "CLORO" foi dada pelo químico britânico Humphry Davy , que em 1810 demonstrou que o cloro é um elemento.
Foi o primeiro gás a ser usado como arma química, durante a Primeira Guerra Mundial (1914-1918).
Aspecto
Nas condições ambientes, de temperatura e pressão, o cloro é um gás de cor amarelo-esverdeada.
O produto é comercializado na forma de líquido sob pressão (o cloro torna-se líquido a 6,8 atmosferas / 20 º C), geralmente em cilindros de aço.
O gás é irritante, possuindo odor acre característico.
Propriedades físicas
Peso atômico |
35,46 |
Peso molecular |
70,91 |
Densidade |
Líquido |
1561 kg/m3 , a -35 º C |
1468 kg/m3 , a 0 º C |
1410 kg/m3 , a +20 º C |
Gás |
3214 kg/m3 , a 0 º C / 760 mm Hg
[ Densidade relativa, a 20 º C ,
em relação ao ar = 2490 kg/m3 ] |
Ponto de ebulição, a 760 mm Hg |
-34,05 º C |
Ponto de fusão |
-101 º C |
Pressão de vapor, a 20 º C |
6,7 bar |
Observações: |
1 volume de cloro líquido = 457 volumes de cloro gasoso, a 0 º C / 760 mm Hg |
1 kg de cloro líquido = 0,315 m 3 de cloro gasoso, a 0 º C / 760 mm Hg |
Propriedades térmicas
Calor específico |
Cloro líquido, entre 1 e 27 º C |
0,236 kcal / kg / º C |
Gás, a pressão constante
(6,8 atm.), entre 1 e 27 º C |
0,113 kcal / kg / º C |
Calor latente de fusão |
21,6 kcal / kg |
Calor latente de vaporização, a 0 º C |
63,2 kcal / kg |
Coeficiente de expansão volumétrica, do cloro líquido, a 20 º C |
0,0021 por º C |
Calor de reação do cloro com solução de hidróxido de sódio |
348 kcal / kg de cloro |
Solubilidade com a água
O cloro não é muito solúvel com água mas, ao combinar-se com água ou vapor d'água, forma ácido clorídrico e ácido hipocloroso:
Cl2 + H2O ® HCl + HOCl
Os vapores de ácido clorídrico são tóxicos e corrosivos.
As soluções de cloro em água tem propriedades oxidantes, germicidas e alvejantes.
Abaixo de +9,6 º C ocorre deposição de cristais de hidrato de cloro ( Cl2.8H2O).
Processos que usam cloro e água devem ser mantidos acima dessa temperatura, para prevenir a formação de hidrato de cloro sólido, que pode causar entupimentos em válvulas e tubulações.
Propriedades químicas
O cloro, não combinado com água, e à temperatura ambiente, reage diretamente com a maioria dos elementos, formando cloretos metálicos(e.g.: ferro, alumínio, titânio) e não metálicos(e.g.: enxofre, fósforo).
O cloro sem água, à temperatura ambiente, não ataca o aço, o cobre e o níquel, maciços. A corrosão ocorre, no entanto, a temperaturas mais elevadas(200 ºC para o aço e 500 ºC para o níquel).
Basta um pouco de umidade, no cloro, para desencadear rápida corrosão no aço, cobre e níquel.
O titânio resiste ao cloro com água até a 100 ºC, mas não resiste ao cloro sem água.
Misturas de cloro e hidrogênio são explosivas. A explosão pode ser iniciada por centelhas, reações fotoquímicas ou por um agente catalisador.
A reação de cloro com amônia pode produzir tricloreto de hidrogênio, o qual é explosivo espontaneamente.
Seleção de materiais
A escolha dos materiais a serem usados, em uma instalação que envolva cloro, deve ser discutida com os fornecedores do cloro e só deve ser confirmada depois de um detalhado exame das possíveis variações nas condições de operação.
Aço é apropriado para o uso com cloro sem água. Por isso, antes de entrar em operação, uma instalação feita de aço deve ser adequadamente drenada e seca, antes da autorização para entrada em funcionamento. Isso deve ser feito, preferencialmente, com gás inerte (e.g.: Nitrogênio) ou ar seco. Isso deve ser feito até que os fluidos de purga apresentem ponto de orvalho abaixo de - 40 ºC.
Se for possível garantir um alto nível de umidade, o uso de titânio é satisfatório, desde que seja feito controle das temperaturas limites superiores de operação.
Se houver qualquer possibilidade de contato do titânio com cloro sem água, por exemplo, por falha no abastecimento de água, o uso do titânio deve ser reconsiderado , tendo em vista a rápida corrosão, e o uso de outros materiais deve ser levado em conta.
Existem materiais que resistem bem ao ataque, tanto do cloro "seco" quanto do cloro com água, por exemplo, vidro, porcelana, tântalo, ebonite e alguns plásticos. O uso de plásticos, com cloro líquido, nem sempre é satisfatório.
Recomendações Gerais
- Área de descarregamento, em função da possibilidade de vazamentos:
A área de descarregamento deve ser bem nivelada, com um bom espaço livre ao redor e acessos desimpedidos em pelo menos duas direções distintas (e.g.: Norte-Sul x Leste-Oeste).
Deve existir iluminação de emergência, tanto na área industrial quanto nas rotas de fuga.
Devem ser colocados alarmes de acionamento manual, junto aos pontos de descarregamento.
Os pontos de descarregamento devem ser razoavelmente próximos do local de armazenamento, mas devem ficar, no mínimo a 5,0 m de distância, para prevenir impactos entre o veículo transportador e o tanque, exceto quando existirem barreiras anti-impacto eficientes.
Deve ser considerada a conveniência de instalar uma válvula de controle remoto, na linha de descarga para o tanque.
A definição do local de descarregamento deve levar em conta a direção dos ventos predominantes, a existência de ventilação, a posição das salas de controle e o transito de pessoas em geral.
- Acidentes em Potencial:
a) Danos às tubulações de cloro, provocadas pela movimentação do veículo tanque.
b) Movimentos imprevistos do veículo tanque, associados à pouca flexibilidade das conexões, causando vazamentos. Por exemplo, em descarregamentos a partir de embarcações.
c) Impacto de veículos contra o tanque de cloro.
d) Erros de operação.
e) Falha de equipamentos, devido à corrosão.
f) Danos causados por incêndio ou explosão.
- Armazenamento:
a) A capacidade dos tanques, para armazenagem de cloro, deve ser bem maior do que a capacidade dos tanques dos veículos de transporte de cloro. Objetivo: evitar transbordamentos durante o descarregamento.
b) O menor volume de um tanque deve ser capaz de acomodar o maior volume previsto para a unidade de transporte.
c) Se for indispensável que o suprimento de cloro seja contínuo, devem haver, pelo menos, dois tanques de armazenamento, de modo a que haja tempo para inspeções e manutenção de rotina.
d) Todos os tanques de cloro devem ser instalados em locais dotados de diques de contenção, impermeáveis ao cloro líquido, com volume capaz de conter, com folga, todo o volume do maior tanque, em caso de vazamento.
e) Os vazamentos de cloro líquido são sempre mais perigosos que os de cloro na forma de gás. Drenos de fundo, por exemplo, devem ser evitados, de modo que os possíveis vazamentos ocorram na forma de gás.
f) Os tanques de cloro devem ser, preferencialmente, de superfície, devido à dificuldade de acesso para inspeção e manutenção e, também, para tratamento e dispersão de possíveis vazamentos.
g) Pressão de projeto = 12 bar, no mínimo.
h) Temperatura de projeto = de - 35 ºC a + 45 ºC
i) Tolerância de corrosão = 1mm, no mínimo
- Grau de insalubridade
O Limite de Tolerância, de acordo com a NR 15, é de 0,8 ppm ou 2,3 mg/m3 , para até 48 semanais de exposição (Portaria 3214/78, Ministério do Trabalho, Brasil).
Acima do LT , a exposição ocupacional ao cloro caracteriza insalubridade de Grau Máximo.
Não é estabelecida carcinogenicidade ocupacional.
- Exposição Aguda
O odor do cloro começa a incomodar a partir de 0,2 ppm, podendo surgir tolerância.
O cloro gasoso age como irritante das vias respiratórias e das membranas mucosas dos olhos, nariz, garaganta e pulmões. Esses sintomas ocorrem para concentrações em torno de 15 ppm.
Tosse intensa, espasmo brônquico, sensação de falta de ar, dor retroesternal, sensação de queimação no nariz, escarro sanguinolento e edema agudo nos pulmões ocorrem para concentrações de cerca de 30 a 50 ppm, mesmo para pequenos períodos de exposição (menos de 30 min.).
Os sintomas podem não aparecer de imediato, podendo surgir, de repente, após um ou dois dias, após a exposição ao gás. O contato do cloro líquido com a pele e as mucosas pode causar queimaduras, por ser corrosivo. Concentrações de 50 a 100 ppm provocam a morte após uma hora de exposição, por insuficiência respiratória e parada cardíaca provocada por edema agudo pulmonar. Concentração de 400 ppm é fatal após 30 minutos. Bastam apenas algumas inalações, em concentrações de 1000 ppm, para causar a morte.
- Exposição Crônica
A exposição crônica ao cloro gasoso, acima do LT, mas abaixo de 3 ppm, pode provocar alterações pulmonares (bronquite crônica), oculares (blefarite, conjuntivite, queratite) , digestivas (falta de apetite, vômitos, pirose), além de outros disturbios, como erosão do esmalte e da dentina, emagrecimento, dor de cabeça, vertigens, anemia, acne.
- Equipamentos de Proteção Individual
Nos serviços de rotina, usar máscaras de filtro químico, óculos, luvas de PVC, roupas de mangas compridas e aventais. Existem máscaras de cartucho oro-nasais, as quais devem ser usadas apenas para escape de locais onde ocorreu pequeno vazamento de cloro, apenas incômodo, mas não grave. essas máscaras não devem ser usadas em manutenção de rotina, nem em fuga ou resgate de emergência, nos casos de vazamento de maiores proporções.
Para escape, em caso de vazamentos, devem estar disponíveis respiradores autônomos, além de roupas completas (impermeáveis, incluindo capuz, luvas e botas), os quais devem estar em armários, nas proximidades da área de armazenamento, facilmente acessíveis em caso de acidente. Os respiradores devem ter autonomia de, no mínimo, 10 minutos.
Para resgate e/ou trabalhos de emergência (reparo de vazamentos), devem estar disponíveis respiradores autônomos, com reserva de ar de 30 a 40 minutos, além das roupas completas, supra citadas. O equipamento de respiração deve ser provido de alarme sonoro, que avise ao usuário quando a reserva de ar chegar ao limite necessário para simples fuga do local.
- Outros Equipamentos de Emergência
Deve existir um "kit" de reparos de emergência, incluindo ferramentas, válvulas sobressalentes, folhas plásticas selantes, o qual deve ser verificado periodicamente, quanto ao estado de conservação e possibilidade de uso.
Deve existir um bom estoque de areia, para ser usado na absorção de vazamentos de cloro líquido.
O uso de água ou espuma, em casos de vazamentos, deve ser criterioso. Quando o vazamento ocorre em locais fechados, forma-se, em seguida, uma nuvem de hidrato de cloro, sobre a superfície do cloro liquido. A água ou a espuma podem agravar o problema, por realimentar a formação dessa nuvem. Pode ser melhor cobrir o ponto de vazamento com películas plásticas. O uso de espuma ou água não deve ser totalmente descartado, mas a brigada de emergência deve tomar a decisão após consulta ao responsável técnico pela instalação.
Os locais de trabalho devem dispor de lava-olhos e chuveiros.
- Primeiros Socorros
Em caso de exposição aguda, remover a vítima para local arejado.
Administrar oxigênio100% umidificado, em caso de dificuldade de respirar.
Proceder à manobras de reanimação cárdio-respiratória, em caso de necessidade.
Tratar o edema pulmonar.
Em caso de contato com a pele, lavar abundantemente por 15 minutos.
Em caso de contato com os olhos, lavar em água corrente por 15 minutos, aplicar curativo estéril oclusivo, analgésico oral e encaminhar ao médico.
Glossário
"Tântalo" = Elemento de número atômico 73, metálico, branco-acinzentado, denso, muito duro, usado em ligas especiais (símbolo: Ta)
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"Ebonite" = Substância dura e negra, obtida pela vulcanização da borracha com excesso de enxofre.
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