氯胺

氯胺
英文名	Chloramine
別名	氯代氨; 一氯代氨
識別
CAS號	10599-90-3
PubChem	25423
ChemSpider	23735
SMILES	ClN;
InChI	1/ClH2N/c1-2/h2H2;
InChIKey	QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYAS
性質
化學式	NH2Cl
莫耳質量	51.48 g·mol⁻¹
外觀	無色
熔點	−66 °C
溶解性（其他溶劑）	可溶
相關物質
相關化學品	三氯化氮
	若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

氯胺，又稱氯代氨，是一種無機化合物，為氨中一個（一氯代氨）、二個（二氯代氨）或者三個（三氯化氮）氫原子被氯取代之後得到之氨衍生物。氯胺一詞也指一系列化學式為 R₂NCl 及 RNCl₂ 的有機化合物。

一氯代氨的化學式是NH₂Cl，為不穩定的無色液體，熔點−66 °C（−87 °F），通常以水溶液的形式儲存和使用。該溶液有時被用作消毒劑。由於其不穩定性，其沸點無法測量。^[1]

水處理

氯胺可用於水的消毒，與氯氣相比較為溫和，與次氯酸鹽相比更加穩定。

飲用水消毒

低濃度的NH₂Cl在市政供水系統中作為二級消毒劑。其應用與日俱增，並逐漸取代氯氣（在水處理過程中被稱為游離氯）。NH₂Cl遠比游離氯穩定，且不易在水中被浪費。相對比起游離氯，其與有機化合物反應形成有機氯化合物的趨勢較小，但依舊存在；這些有機氯化合物包括氯仿和四氯化碳；這些物質在已被確定為致癌物質，美國國家環境保護局從1979年起開始管控飲用水中的這些有機氯化合物的濃度。^[2]

與此同時，一些不受管制的副產品有可能造成更大的健康風險。^[3]以氯胺淨水亦可能增加飲用水中鉛含量，尤其是對於老舊住宅而言。暴露於此種高鉛濃度的條件下，或導致血液中鉛含量增加，並可能造成重大健康風險。^[4]

游泳池消毒

在游泳池中，氯胺通過游離氯與諸如尿液、汗液、皮膚細胞等物質當中的有機物反應而生成。相對比起游離氯，其殺菌效果較差；而且若不能適當地控制，其對於游泳者的眼睛亦會具有更強的刺激性。氯胺也是游泳池中獨特的「氯」的味道的來源。^[5]^[6]一些為私人游泳池設計的測試工具無法區分游離氯與氯胺，這或導致游泳池中的氯胺濃度不適當。^[7]亦有證據顯示，暴露於氯胺會引起游泳者的呼吸道問題，包括哮喘。^[8]對於競技游泳運動員，呼吸道問題常見而普遍。^[9]

安全性

基於過往數據，美國國家環境保護局（EPA）制定的飲用水水質標準限制公眾供水系統中氯胺含量不得多於 4 ppm。為了達到EPA規定的鹵化消毒副產物（英語：disinfection by-product）限量標準，許多公用事業部門正在把淨化方式從氯化轉向氯胺化（英語：chloramination）。雖然氯胺化產生的鹵化消毒副產物較少，但可產生更高濃度的未受管控的含碘副產物及N-亞硝基二甲胺；^[10]^[11] 此二者皆已被證明具有遺傳毒性^[11]。

用作血液透析^[12]、養殖、水耕栽培^[13]及自釀啤酒時，應當設法除去水中的氯胺。在用作透析時，若氯胺進入血液中，可能會導致溶血性貧血。^[12] 若水耕栽培的培養液中混入氯胺，則會延緩植物的生長。^[13]

製備

氯胺可以透過氨與次氯酸根反應製得：NH₃ + ClO⁻ → NH₂Cl + OH⁻ ^[14]。此反應必須在弱鹼性 (pH 8.5–11)的環境下進行。進行反應的氯化劑是次氯酸，其通過氫離子和次氯酸根反應生成，而後參與氨取代產生氫氧根的親核取代反應。此反應在 pH 約為8時反應最快；若 pH 過高，則次氯酸濃度過小；若 pH 過低，則氨形成銨根，而後者不發生上述反應。氯胺可通過真空蒸餾，並將蒸汽通過碳酸鉀（乾燥劑）濃縮。氯胺也可以通過乙醚萃取。

氣態氯胺亦可通過氨氣和氯氣反應得到（過程中用氮氣稀釋）：

2 NH₃(g) + Cl₂(g) ⇌ NH₂Cl(g) + NH₄Cl(s)

純氯胺可將氟胺吹過氯化鈣得到：

2 NH₂F + CaCl₂ → 2 NH₂Cl + CaF₂

參考文獻

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