塩素とは何ですか？
塩素（記号Cl）は周期表の元素17で、3周期、17族のハロゲンです。 淡い緑色の気体で、細菌を殺し、布を漂白します。そしてナトリウムと結びつくと、食卓に置かれます。 室温では気体です。
物語
塩素とは何か、そしてどのように発見されたか
塩素は元素のジキル博士とハイド氏です――命を守る一方で、致死性の毒でもあります！気体の塩素は黄緑色の化学兵器で、非常に毒性が高く、第一次世界大戦の塹壕で使用されました。しかしナトリウムと結び付くと食塩になり、生命に不可欠です。この二面性を持つ元素はプールや飲料水を消毒し、水系感染症から何百万人もの人々を救っています。一方、純粋な形では肺を侵し、数分で死に至ることがあります。塩素系漂白剤は衣類を白くし、細菌の99.9%を殺すため、人類の公衆衛生における最も重要なツールの一つです。胃酸には塩酸として塩素が含まれており、金属を溶かすほど強力です！PVCパイプから農薬、医薬品からマイクロチップまで、塩素は現代生活のいたるところに存在します――ただし、純粋で恐ろしい形では決して存在しません！
塩素の発見
塩素の発見と歴史
初期の化学研究
塩素の物語は、スウェーデンの薬剤師Carl Wilhelm Scheele（1742-1786）から始まります。彼はスウェーデンのKöpingにある小さな実験室で働いていました。1774年のある冬の日、Scheeleは軟マンガン鉱（二酸化マンガン）と塩酸を加熱し、花を漂白し、肺を焼くような刺激臭のある黄緑色の気体を観察しました。彼はこの謎の物質を「脱フロギストン化塩酸」と呼び、フロギストンが取り除かれた塩酸だと考えました。
Scheeleの1774年12月のノートには、次のように記録されています。「黄緑色の気体が発生した。非常に息苦しい臭いがあり、肺をひどく焼いた。」彼の反応（MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂）によって、純粋な塩素の気体の最初の記録された試料が作られました。
元素をめぐる論争
著名なフランスの化学者Claude Louis Berthollet（1748-1822）は、1785-1789年にScheeleの気体を詳しく研究しました。当初はScheeleの化合物説を支持していたBertholletは、その気体の際立った漂白性を発見し、さらし粉の工業生産を確立しました。しかし、彼はその気体に酸素が含まれていると確信し続け、「酸素化塩酸」と呼びました。
Antoine Lavoisier（1743-1794）が、すべての酸には酸素が含まれていなければならないと主張したことで、論争は激化しました（ギリシャ語の「oxys genes」―酸を生じるもの）。これにより、塩素の本質をめぐる30年間の科学論争が始まりました。
Humphry Davyによる決定的な証明
この謎を解いたのは、ロンドンの王立研究所にいたSir Humphry Davy（1778-1829）でした。Davyは新たに発明した電気分解装置を使い、緑色の気体を分解して、含まれているはずの酸素成分を取り出そうとしました。1807-1810年に数か月間実験を続けましたが、酸素を抽出することはできませんでした。
1810年7月12日、Davyは王立協会で画期的な結論を発表しました。「私たちが検討してきた物質は化合物ではなく、単純な物質だと考えるに至った。」彼はギリシャ語の「chloros」（淡い緑色）に由来してこれを「chlorine」と名付け、ついにそれを基本的な元素として認識しました。
Davyの同僚Michael Faraday（1791-1867）は、1823年に塩素の液化に成功して重要な証拠を示し、その独特な物理的性質を実証するとともに、元素としての性質を確認しました。
産業革命とさらし粉
スコットランドの化学者で実業家でもあったCharles Tennant（1768-1838）は、1799年にさらし粉を開発し、繊維産業に革命をもたらしました。GlasgowのSt. Rolloxにあった彼の工場は世界最大の化学工場となり、塩素の気体を消石灰に通して次亜塩素酸カルシウム［Ca(ClO)₂］を生産しました。
Tennantの革新は繊維製造を一変させました。バターミルクと日光を使う従来の漂白には6-8か月かかりましたが、塩素漂白に必要な時間はわずか数時間でした。1815年までに、彼の会社は年間9,000トンを生産し、1,000人を超える労働者を雇用して莫大な利益を上げていました。
クロルアルカリ工業の誕生
現代の塩素工業は、Hamilton Young Castner（1858-1899）とKarl Kellner（1851-1905）が、それぞれ独自に食塩水から塩素と水酸化ナトリウムを製造する電解法を開発したことから始まりました。Castnerの1892年の水銀法電解槽とKellnerの1894年の隔膜法電解槽は激しく競争しましたが、最終的に合併してCastner-Kellner Companyとなりました。
Herbert Henry Dow（1866-1930）は、1897年にDow Chemical Companyを設立し、アメリカの塩素生産に革命をもたらしました。彼の革新的な電解槽は、Michigan州Midlandの地下かん水鉱床を利用し、1920年までにDowを世界最大の塩素生産者にしました。
第一次世界大戦と化学兵器
塩素の暗い歴史は、1915年4月22日、第二次Ypresの戦いで始まりました。このときドイツ軍は168トンの塩素の気体を放出し、大規模な化学兵器攻撃として初めてのものとなりました。後にアンモニア合成でノーベル賞を受賞したFritz Haber（1868-1934）は、妻Claraの反対と抗議のための最終的な自殺にもかかわらず、この計画を指揮しました。
この攻撃により連合軍兵士5,000人が死亡し、さらに10,000人が負傷して、化学戦争の新時代が始まりました。その後、双方がより高度な化学兵器を開発しましたが、塩素は視認でき、運搬方法も粗雑だったため、その有効性は限られていました。
公衆衛生の革命
塩素の最大の功績は、飲料水の消毒を通じて現れました。John L. Leal（1858-1914）は、1908年にNew Jersey州Jersey Cityで、自治体の水道水を連続的に塩素消毒する最初の事例を実施しました。「化学物質による中毒」を恐れる住民から法的な異議申し立てを受けましたが、Lealの方式は2年以内に腸チフスによる死亡をなくしました。
Abel Wolman（1892-1989）とLinn Enslowは塩素消毒の科学を発展させ、投与量の計算と残留塩素の監視方法を確立しました。これらは世界的な基準となりました。彼らの研究によって何十億人もの人々に安全な飲料水がもたらされ、20世紀最大の公衆衛生上の成果の一つに数えられています。