Lí thuyết Clo

I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Clo là chất khí độc, màu vàng lục, mùi xốc, nặng hơn không khí.

- Khí clo tan vừa phải trong nước tạo thành nước clo có màu vàng nhạt. Clo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ.

- Trong tự nhiên clo có 2 đồng vị bền là ³⁵Cl và ³⁷Cl.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

- Do lớp e ngoài cùng đã có 7e nên clo là phi kim điển hình, dễ nhận thêm 1e thể hiện tính oxi hóa mạnh.

- Trong các hợp chất, clo thường có mức oxi hóa -1; trong hợp chất với F hoặc O, clo còn có mức oxi hóa +1; +3; +5; +7. Vì vậy trong một số phản ứng, clo còn có tính khử.

1. Tác dụng với kim loại

- Clo phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt → muối halogenua. Muối thu được thường ứng với mức hóa trị cao của kim loại.

2M + nCl₂ → 2MCl_n               

2. Phản ứng với hiđro tạo thành hiđro clorua

H₂ + Cl₂ $\xrightarrow{as}$ 2HCl

3. Tác dụng với nước

- Cl₂ có phản ứng thuận nghịch với nước:

H₂O + Cl₂ $\overset{{}}{\leftrightarrows}$ HCl + HClO (axit clohiđric và axit hipoclorơ)

Khi để lâu hoặc bị chiếu sáng thì HClO bị phân hủy: HClO → HCl + [O]

[O] sinh ra có tính oxi hóa mạnh nên có thể dùng nước Clo để tẩy màu hoặc sát trùng.

4. Phản ứng với dung dịch kiềm

- Nếu dung dịch kiềm loãng nguội:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

                                       (nước Javen)

Cl₂ + Ca(OH)₂  → CaOCl₂ + H₂O

                                        (clorua vôi)

- Nếu dung dịch kiềm đặc nóng:

3Cl₂ + 6KOH $\xrightarrow{{{100}^{o}}C}$ 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

5. Clo đẩy brom và iot khỏi dung dịch muối bromua và iotua (không đẩy được muối florua)

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂

6. Tác dụng với các hợp chất có tính khử

3Cl₂ + 2NH₃ → N₂ + 6HCl (phản ứng dùng để khử độc khí clo trong phòng thí nghiệm)

4Cl₂ + H₂S + 4H₂O → 8HCl + H₂SO₄

III. ĐIỀU CHẾ

1. Trong công nghiệp

- Điện phân dung dịch muối halogenua của kim loại kiềm có màng ngăn: 2NaCl + 2H₂O → H₂ + 2NaOH + Cl₂

2. Trong phòng thí nghiệm

Cho HX tác dụng với các chất oxi hóa mạnh (thường gặp: MnO₂, KMnO₄, K₂Cr₂O₇, KClO₃)

2KMnO₄ + 16HCl → 2KCl + 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂O

IV. ỨNG DỤNG

- Dùng làm chất sát trùng trong hệ thống cung cấp nước sạch.

- Tẩy trắng vải, sợi, giấy...

- Là nguyên liệu để sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ.

V. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

- Clo chủ yếu tồn tại ở dạng muối clorua, quan trọng nhất là NaCl có trong nước biển và đại dương. KCl cũng khá phổ biến, nó có trong khoáng vật cacnalit KCl.MgCl₂.6H₂O và xinvinit NaCl.KCl.