Chloridy (jako celkové Cl)

* Jedná se velmi širokou skupinu látek. Pro uvedení čísel CAS a chemických vzorců byli zvoleni tři zástupci. H- a P-věty jsou uvedeny pro velmi běžného zástupce skupiny chlorid sodný (kamenná či kuchyňská sůl).

* Indexové číslo, harmonizovaná klasifikace dle přílohy VI, nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 1272/2008 o klasifikaci, označování a balení látek a směsí, ve znění pozdějších předpisů.

Čisté chloridy jsou čiré až bílé krystalické látky, většinou velmi dobře rozpustné ve vodě. Velmi běžný chlorid sodný je krystalická látka s teplotou tání 801 °C a varu 1 413 °C. Hustota této látky je 2 160 kg.m^-3. Rozpustnost ve vodě činí 360 g.l^-1. Chlorid draselný je krystalická látka s teplotou tání 773 °C a varu 1 420 °C. Hustota této látky je 1 980 kg.m^-3. Mezi vysoce toxické chloridy patří například chlorid kademnatý, krystalická látka s teplotou tání 565 °C, varu 967 °C a hustotou 4 050 kg.m^-3. Je vhodné zdůraznit, že jeho toxicita vychází z přítomného kadmia. Podobně i jiné chloridy, pokud mají významnější toxické působení, je toto způsobeno především přítomným kationem v molekule (například kovy – olovo, rtuť a podobně). Na kationu záleží rovněž i ostatní vlastnosti chloridů. Proto je velmi obtížné konkrétně popsat chloridy celkově. Typický příklad chloridů jsou chlorid sodný a draselný, které se běžně vyskytují v přírodě a zároveň neobsahují toxický kationt, který by významností působení zcela zastínil chloridový aniont. Jejich vlastnosti proto skupinu nejlépe reprezentují. Chloridy se většinou velmi dobře rozpouští ve vodě. Rozpustíme-li směs různých chloridů, zjištěná koncentrace chloridů ve vodě bude sumou chloridů ze všech rozpuštěných chloridových solí, což jen podtrhuje uvedenou „nedůležitost“ kationu v molekule chloridu, pokud hovoříme o celkových chloridech například ve vodě. Dále se proto pokusíme zaměřit především na chloridy jako anionty, nikoli na chloridy ve smyslu látky včetně kationu.

Nejvýznamnější užití chloridu sodného je jako suroviny pro výrobu chloru. Chlor je jedna z vůbec nejvýznamnějších surovin chemického průmyslu, hojně využívaná například při výrobě chlorovaných plastických hmot jako například PVC. Chloridy jsou rovněž základem zimních posypů vozovek. Chlorid sodný je dále využíván jako změkčovač vody v průmyslu i v domácnostech, například do myček nádobí. Anorganické chloridy mají v průmyslu mnohá použití, ale naprostá většina jich vzniká během celé řady průmyslových procesů jako odpady. Chlorid sodný (kuchyňská sůl) je také používán jako ochucovadlo a příměs do potravin, a to jak v malých množstvích v domácnostech, tak při průmyslové výrobě.

Obecně jsou chloridy uvolňovány do životního prostředí jednak přirozenými cestami a jednak v rámci lidské činnosti. Mezi přirozené zdroje můžeme zařadit:

• Přirozené vymývání chloridů obsažených v horninách deštěm. Přirozená rozsáhlá naleziště chloridu sodného v relativně čistém stavu můžeme najít po celé planetě.
• Moře a oceány přirozeně obsahují obrovská množství rozpuštěných chloridů, sodného i draselného. Chloridy se tak dostávají do atmosféry unášením kapiček slané vody z mořské hladiny větry.
• Jistá množství chloridů se také dostávají do atmosféry v rámci vulkanické činnosti a přirozených lesních požárů.

Tyto přirozené zdroje chloridů fungují v jisté rovnováze a bez vnějších zásahů nepředstavují pro životní prostředí ani člověka žádná významnější rizika. Lidstvo však v rámci svých činností uvolňuje do životního prostředí další významná množství chloridů. Jako výčet nejdůležitějších antropogenních emisí můžeme uvést následující případy:

• Spalování uhlí (Spalování uhlí představuje nejvýznamnější antropogenní zdroj chloridů, lze ale říci, že v posledních letech se díky progresivním opatřením takto uvolňovaná množství snižují.).
• Průmyslové procesy, kde jsou chloridy využívány (chemický průmysl, výroba chlorovaných plastických hmot – například PVC).
• Průmyslové procesy, kde chloridy vznikají jako odpady (jde například o metalurgii, pokovování nebo elektrotechniku).
• Potravinářství – solení produktů, odpady z potravinářského průmyslu – solné roztoky, zbytky potravin (méně významný zdroj).
• Špatně zajištěné skládky odpadů a elektrárenských popílků.
• Chlorid sodný z posypu silnic.

Dopady na životní prostředí látek této skupiny jsou závislé na jednotlivém chloridu, konkrétně na kationu (kovu) který obsahuje. Existují i vysoce toxické chloridy jako například chlorid kademnatý. Tyto látky však vzhledem ke svému minimálnímu výskytu nepředstavují zvýšená rizika (a navíc toxicita vychází z kadmia, jak bylo uvedeno výše).

Obecně o chloridech, převážně chloridu sodném a draselném, lze říci, že většina rostlin i živočichů má značnou toleranci k jejich vyšším koncentracím. Tato tolerance má ovšem svou mez, která je u různých druhů různá. Po jejím překročení dochází k úhynům rostlin z důvodu vysoké salinity (solnosti). Názorný příklad představuje solení povrchů vozovek. Chlorid sodný užívaný k tomuto účelu se časem z vozovky smyje do okolní půdy, kde zvýší její salinitu. Přirozeně zde rostoucí rostliny s nízkou mírou tolerance vůči solím mohou tedy uhynout, ale když jsou na tato místa nasazeny druhy rostlin žijící v bažinách a rašeliništích, které jsou na vyšší koncentrace solí v půdě adaptované, velmi dobře prospívají. Zasolování půd a vod je proto problémem, kterému je věnována velká pozornost. Může vést k úhynu živočichů a rostlin a ke změnám ve druhovém složení ekosystémů. Existují však i tací tvorové, jako například lososi, kteří mají velmi dobře vyvinutý metabolizmus a jsou schopni žít jak ve vodě slané, tak i ve vodě sladké.

Chloridy se navíc jen málo adsorbují na zeminy a sedimenty, a proto migrují s povrchovými i podzemními vodami. Obrovské specifické problémy mají přímořské státy, které příliš využívají podzemní zdroje vod na pobřeží, kde potom dochází k postupu mořské vody do pevninského horninového prostředí a znehodnocení sladkovodních zdrojů podzemní vody v příbřežních oblastech.

Chloridy, zastoupené chloridem sodným, jsou pro člověka nezbytnou složkou potravy, bez které lidský organismus není schopen správně fungovat. Na druhou stranu přílišné dávky solí mohou způsobit závažné poškození organismu (zasolování, zatížení ledvin, kardiovaskulárního systému atd.). Toxikologické vlastnosti běžně se vyskytujících chloridů však nejsou významné. Jak však bylo zmíněno, mezi chloridy patří i velmi toxické látky, například chlorid kademnatý. Zde je však za toxicitu odpovědné kadmium, nikoli chloridový aniont. Podobná situace je u dalších toxických chloridů (olovnatý, rtuťnatý). Informace o toxicitě těchto jednotlivých látek je třeba hledat individuálně právě podle kationu (kovu) v molekule. Toxicita takových látek je významná zejména proto, že chloridy jsou většinou rozpustné ve vodě, což je začátek pro možnou expozici a šíření.

Do skupiny chloridů patří jak látky toxické, tak přirozené chloridy, které jsou nezbytné pro život rostlin, živočichů i člověka. Problematické je zejména zasolování půd a vod, které může vést k úhynům rostlin i živočichů či ke změně druhového složení.

Hrubou představu o únicích chloridů, například v průmyslových procesech, je možné učinit ze spotřeby látky či bilance procesu (vstup x výstup), nebo z produkce odpadů a zejména odpadních vod.

Ke kvalitativnímu důkazu přítomnosti chloridů můžeme použít například následující metodu. Zkoušená látka se rozpustí ve 2–5 ml vody, okyselí zředěnou kyselinou dusičnou, přidá se 0,4 ml roztoku dusičnanu stříbrného a směs se protřepe a nechá stát. Vylučuje-li se tvarohovitá bílá sraženina, jsou přítomné chloridy. Sraženina je chlorid stříbrný, jeden z mála nerozpustných chloridů.

Pro kvantitativní stanovení chloridů se užívá potenciometrické stanovení s iontově selektivní elektrodou (ISE), nebo je možné použít například iontovou chromatografii.

Pro stanovení chloridů lze použít normu ČSN ISO 9297 (metoda podle Mohra). Jedná se o jednoduchou titrační metodu, která se nazývá argentometrie. Chloridy reagují po přidání stříbrných iontů tvorbou nerozpustného chloridu stříbrného, který se kvantitativně sráží. Malý přebytek stříbrných iontů dává s chromanovými ionty, které byly přidány jako indikátor, červenohnědé zbarvení chromanu stříbrného. Reakce se používá k indikaci bodu ekvivalence. Tato metoda je použitelná jen u čistších vzorků v koncentračním rozmezí 5 mg/l až 150 mg/l, protože stanovení ruší řada dalších iontů. Po naředění vzorku je však možné stanovit koncentrace až do 400 mg/l.

Pro stanovení chloridů v málo znečištěných vodách lze použít také normu ČSN EN ISO 10304-1(757391) metodou kapalinové chromatografie iontů. Tato první část určuje metodu pro stanovení chloridů (ale i fluoridů, dusitanů, fosforečnanů, bromidů, dusičnanů a síranů) v málo znečištěných vodách (například pitné, srážkové, podzemní a povrchové vodě). Chloridy se stanovují v rozmezí 0,1 mg.l^-1 až 50 mg.l^-1. V určitých případech se koncentrační rozsah metody může změnit úpravou pracovních podmínek (například objem vzorku, ředění, dělicí kolony, předkoncentrační postupy, rozsah citlivosti detektorů, apod.). Normalizována je podstata zkoušky, která stanoví dělení iontů kapalinovou chromatografií, která probíhá na dělící koloně. Jako stacionární fáze se používá nízkokapacitní měnič aniontů a jako mobilní fáze se obvykle využívají vodné roztoky solí slabých jednosytných a dvojsytných kyselin. K detekci se nejčastěji užívá vodivostní detektor. Dále jsou normalizovány chemikálie, odběr a úprava vzorku, výpočet a vyjadřování výsledků.

Pro stanovení chloridů ve všech druzích vod byla vydána norma ČSN EN ISO 15682 (75 7421). Jedná se o stanovení chloridů průtokovou analýzou (FIA a CFA) se spektrofotometrickou nebo potenciometrickou detekcí. Obě metody lze použít u všech druhů vod, včetně vod odpadních a výluhů obsahujících chloridy v koncentracích od 1 mg/l do 1 000 mg/l. Po zředění je možno stanovit chloridy i v koncentracích vyšších než 1 000 mg/l. Metoda s potenciometrickou detekcí je vhodná také pro zakalené nebo zbarvené vzorky. Z ekologického hlediska je potenciometrická metoda vhodnější, protože se nepoužívají toxická činidla. Při práci s metodou FIA se vzorek vstřikuje ventilem do kontinuálně protékajícího nosného roztoku. Pracuje-li se s metodou CFA, čerpá se vzorek peristaltickým čerpadlem. Roztok činidla (thiokyanatanu rtuťnatého s dusičnanem železitým) se smísí s proudem nosného roztoku. Thiokyanatanové ionty, uvolněné reakcí činidla s chloridy reagují s ionty Fe³⁺ za vzniku červeného zbarvení komplexu thiokyanatanu železitého. Stanovení ruší bromidy, jodidy a sulfidy.

Pro zajímavost můžeme poznamenat, že člověk v moči vyloučí průměrně 9 g chloridů za jeden den.

Bude-li z průmyslového podniku unikat voda zasolená například 10 g.l^-1 chloridů, pak ohlašovací práh 2 000 000 kg představuje 200 000 m³ takové vody. Ohlašovací práh je tedy poměrně velké množství chloridů. Toto množství můžeme přiblížit dalším příkladem: používané koagulační činidlo na úpravu vod chlorid železitý (komerčně dodávaný roztok 39% hmotn. FeCl₃) obsahuje asi 10,4 mol.l^-1 chloridů, což znamená, že ohlašovacímu prahu odpovídá asi 5 400 m³ (7 800 tun) tohoto přípravku.

• Pitter P.: Hydrochemie, Vydavatelství VŠCHT, 1999
• Encyklopedie Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Chloride; https://cs.wikipedia.org/wiki/Chloridy
• Environmental Agency, http://webarchive.nationalarchives.gov.uk/20110313212129/http://www.environment-agency.gov.uk/business/topics/pollution/297.aspx
• Hazardous Substance Fact Sheet, New Jersey Department of Health, http://nj.gov/health/eoh/rtkweb/documents/fs/0367.pdf
• Scorecard, The Pollution Information Site, http://scorecard.goodguide.com/chemical-profiles/summary.tcl?edf_substance_id=7647%2d14%2d5
• Encyklopedie Britannica, https://www.britannica.com/science/hydrogen-chloride
• Flemrová L., Pitter P., Břízová E., Franče P.: Podklady pro Ministerstvo životního prostředí k provádění Protokolu o PRTR - přehled metod měření a identifikace látek sledovaných podle Protokolu o registrech úniků a přenosů znečišťujících látek v únicích do vody, HYDROPROJEKT CZ a.s., MŽP Praha, 2007
• Paleček J., Linhart I., Horák J.: Toxikologie a bezpečnost práce v chemii, Praha 2006, ISBN 80-7080-266-9
• ČSN EN ISO 10304-1 (75 7391) Jakost vod – Stanovení rozpuštěných fluoridů, chloridů, dusitanů, fosforečnanů, bromidů, dusičnanů a síranů metodou kapalinové chromatografie iontů – Část 1: Metoda pro málo znečištěné vody. ČNI Praha 1997
• ČSN EN ISO 15682 (75 7421) Jakost vod – Stanovení chloridů průtokovou analýzou (FIA a CFA) se spektrofotometrickou nebo potenciometrickou detekcí. ČNI Praha 2002
• ČSN ISO 9297 (75 7420) Jakost vod – Stanovení chloridů – Argentometrické stanovení s chromanovým indikátorem (metoda podle Moora). ČNI Praha 1996