Clo - Chlorine (Cl): Tính chất hóa học, tính chất vật lí, Điều chế và Ứng dụng Chlorine (Cl)

Clo hay có tên gọi khác là Chlorine có ký hiệu hoá học là Cl. Đây là một chất hoá học tồn tại ở thể khí, màu vàng đục, mùi hắc và nặng gấp 2.5 lần khô

Clo - Chlorine (Cl): Tính chất hóa học, tính chất vật lí, Điều chế và Ứng dụng Chlorine (Cl).

I. Tính chất vật lý của Clo - Chlorine:

- Clo hay có tên gọi khác là Chlorine có ký hiệu hoá học là Cl. Là một nguyên tố thuộc nhóm Halogen, tồn tại ở thể khí, màu vàng đục, mùi hắc (mùi xốc), độc và nặng gấp 2.5 lần không khí. Clo tan vừa phải trong nước.

- Cl2 có một liên kết cộng hóa trị, dễ dàng tham gia phản ứng,là một chất oxi hóa mạnh.

- Tham gia các phản ứng Clo là chất oxi hoá, tuy nhiên clo cũng có khả năng đóng vai trò là chất khử.

Trạng thái tự nhiên của Clo (Cl):

- Trong tự nhiên Clo có 2 đồng vị 3517Cl (75%) và 3717Cl (25%) ⇒ M−Cl = 35,5.

- Do hoạt động hóa học mạnh nên clo chỉ tồn tại trong tự nhiên ở dạng hợp chất, chủ yếu là muối clorua.

- Hợp chất quan trọng nhất của clo là sodium chloride.

II. Tính chất hoá học của Clo - Chlorine (Cl).

1. Tác dụng với kim loại

Đa số kim loại và có to để khơi màu phản ứng tạo muối clorua (có hoá trị cao nhất).

2Na + Cl2 → 2NaCl

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

2. Tác dụng với phim kim (điều kiện phản ứng: cần có nhiệt độ hoặc có ánh sáng)

Cl2 + H2 → 2HCl

Cl2 + 2S → S2Cl2

(Trong phản ứng với kim loại và Hidro Clo đã đóng vai trò là một chất oxy hoá)

3. Tác dụng với nước và dung dịch kiềm

Cl2 tham gia phản ứng với vai trò vừa là chất ôxi hóa, vừa là chất khử.

a. Tác dụng với nuớc

Khi hoà tan vào nước, một phần Clo tác dụng (Thuận nghịch)

Cl2 + H2O ⇋ HCL + HClO (hypochlorous acid)

Lưu ý:

(Trong phản ứng với H2O, Clo vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa)
hypochlorous acid có tính oxy hoá mạnh, nó phá hửy các màu vì thế nước clo hay clo ẩm có tính tẩy màu do.

b. Tác dụng với dung dịch bazơ

Cl2 + NaOH loãng, nguội→ NaCl + NaClO + H2O

Note: khi Cl2 tác dụng với dung dịch kiềm loãng, nguội tạo dung dịch Javen.

4. Tác dụng với muối của các halogen khác

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Cl2 + 2FeCl2 → 2FeCl3

3Cl2 + 6FeSO4 → 2Fe2(SO4)3 + 2FeCl3

Cl2 + 2KI → 2KCl + I2

5. Tác dụng với chất khử khác

Cl2 + NH3→ N2 + 6HCl

(Phản ứng này được dùng để khử độc clo trong phòng thí nghiệm)

6. Phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng phân huỷ với một số hợp chất hữu cơ.

Phản ứng thế của Chlorine (Cl)với hợp chất hữu cơ:

CH4+Cl2 (as)→ CH3Cl+HCl
(có thể tiếp tục thế tiếp: CH₂Cl₂, CHCl₃, CCl₄)
C6H6+Cl2 (xt:Fe)→C6H5Cl+HCl
→ tạo clorobenzen
C6H5OH+3Cl2→C6Cl3OH+3HCl
(tạo 2,4,6-trichlorophenol, chất diệt nấm)

Phản ứng cộng của Chlorine (Cl)với hợp chất hữu cơ:

CH2=CH2+Cl2→CH2Cl−CH2Cl (tạo 1,2-đicloroetan)
CH≡CH+Cl2 →CHCl=CHCl (đicloroetilen)
CH≡CH+2Cl2→CHCl2−CHCl2 (tetra−cloroetan)

Phản ứng phân hủy liên quan đến hợp chất hữu cơ có Chlorine (Cl):

C2H3Cl(vinylchloride)(xt:nhiệt)→ polyvinylchloride(PVC)+HCl
CHCl3 +O2 (xt:nhiệt)→ COCl2+HCl (COCl2:khí độc)

III. Ứng dụng của Chlorine (Cl):

Clo có vai trò rất quan trọng trong ngành công nghiệp chất:

- Là một phi kim điển hình nên Chlorine có tính chất oxy hóa và sát khuẩn cực mạnh. Nó được ứng dụng rất nhiều cho mục đích khử trùng, diệt khuẩn tại các môi trường nuôi trồng thuỷ sản, ngành dệt nhuộm, đặc biệt là xử lý nước cấp và nước bể bơi.

Dùng để sát trùng nước khi xử lí nước thải.

- Tẩy trắng sợi, giấy, vải.

- Là nguyên liệu để sản xuất nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ. Sản phẩm hữu cơ chứa clo có ý nghĩa to lớn trong công nghiêp.

Ứng dụng của Clo trong đời sống hàng ngày

Có nhiều loại thuốc, đặc biệt là các loại thuốc giúp giảm cholesterol, kiểm soát những cơn đau hay những triệu chứng dị ứng đều có thành phần điều chế chứa Clo.
Clo là thành phần chính của các dung dịch tẩy rửa, tiêu biểu là nước tẩy Javen, tẩy trắng quần áo.

IV. Điều chế

Nguyên tắc là khử các hợp chất Cl- tạo Cl0

a. Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm

Cho HCl đậm đặc tác dụng với các chất ôxi hóa mạnh

MnO₂ + 4HCl (đặc) → MnCl₂ + Cl₂ ↑ + 2H₂O
KClO₃ + 6HCl (đặc) → KCl + 3Cl₂ ↑ + 3H₂O
2KMnO4 +16HCl→2MnCl2 +5Cl2 ↑+2KCl+8H2O

b. Trong công nghiệp

Dùng phương pháp điện phân

2NaCl(dd)+2H2O (điện phân) → 2NaOH+H2↑+Cl2↑

Kết quả: thu được khí clo (Cl₂) ở cực dương, khí hiđro (H₂) ở cực âm, dung dịch còn lại chứa Natri hiđroxit (NaOH).

2NaCl(nc)(điện phân) → 2Na+Cl2↑

hản ứng xảy ra trong điều kiện nhiệt độ rất cao (≈ 800°C).

(nếu quá trình điện phân không có màng ngăn thì sản phẩm thu được là dung dịch nước javel)

Ngoài ra còn có thể từ HCl và O2 có xúc tác là CuCl2 ở 400oC.

V.Những lưu ý khi sử dụng Clo

Được biết đến là một chất có độc tố, Clo có thể gây ra những bệnh về đường hô hấp, về mắt, về da… hoặc thậm chí gây nguy hiểm tới tính mạng của con người với nồng độ cao. Vậy nên khi sử dụng hoá chất này chúng ta phải hết sức lưu ý:

- Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng, dùng Clo với liều lượng vừa và đủ, tránh dùng quá liều gây tình trạng tồn dư trong nước.

- Tránh tiếp xúc trực tiếp, khi tiếp xúc nên sử dụng những đồ bảo hộ.

- Không xúc và pha trộn bột Clo ở nơi có gió, tránh sự khuếch tán hóa chất ra môi trường xung quanh.

- Bảo quản trong thùng kín, nơi thoáng mát, khô ráo vì theo tính chất hoá học của Clo thì đây là một chất có thể gây cháy nổ.

Xem thêm:

Hóa 10 Halogen - Đơn chất nhóm Halogen - Hóa học 10 Chân trời sáng tạo.

Halogen Hóa 10 - Tính chất hóa học của các đơn chất nhóm Halogen (F,CL,Br,I,At).

Toán Hỗn Hợp 2 Halogen Liên Tiếp | Cách Xác Định Tên 2 Halogen Liên Tiếp.

Thứ Tự Nhận Biết Các Dung Dịch Trong Nhóm Halogen.(nhận biết các ion halogenua trong dung dịch nhóm halogen).

Giải thích một số hiện tượng nhận biết Halogen - Hóa học 10 chân trời sáng tạo. (nhận biết Halogen).

Hidro Clorua (Hydrogen chloride - khí HCl) ; Axit Clohidric (Hydrochloric acid - acid HCl); Muối Clorua (Muối chloride) - Hydrogen halide Hóa 10.

Hợp Chất Chứa Oxi Của Clo (Hợp Chất Chứa Oxygen Của Chlorine) - Hóa Học 10 Halogen.