Tính hóa học của Clo – Ứng dụng và cách điều chế Cl2

Chu Văn An

Tính chất hóa học của clo – Ứng dụng và điều chế Cl2. Chúng ta đã học về tính chất hóa học của clo từ lớp 8. Clo là một halogen điển hình và rất quan trọng vì được sử dụng rất nhiều trong đời sống. Vậy clo là gì? Bản chất là gì? Cách sử dụng và điều chế clo trong phòng thí nghiệm cũng như trong công nghiệp. Hãy cùng tìm hiểu.

Tính chất hóa học của clo – Ứng dụng và điều chế Cl2

Khái niệm clo là gì?

Clo là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu là Cl và số nguyên tử bằng 1. Thường tồn tại ở dạng phân tử có 2 nguyên tử (Cl2). Clo là một trong những nguyên tố phi kim thuộc nhóm halogen nằm ở ô số 17, ở chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn. Trong điều kiện bình thường, clo ở trạng thái khí, có màu xanh vàng, mùi hăng. Đây là một halogen tương đối độc hại, tương tự như brom.

Ở trạng thái phân tử, nguyên tố Clo có khối lượng nguyên tử là 71. Do đó, hóa chất này nặng hơn không khí gần 2,5 lần. Clo tan trong nước. Tuy nhiên, chúng thường hòa tan nhiều hơn trong dung môi hữu cơ.

Trong tự nhiên, clo tồn tại ở dạng hợp chất. Cụ thể ở dạng muối clorua như muối ăn NaCl và KCl. Clo còn được tìm thấy trong một số khoáng chất như Carnallite KCl.MgCl2.6H2O và cinvinite NaCl.KCl.

Tính chất hóa học của clo

Hóa chất Clo có độ âm điện cao (3,16), chỉ đứng sau nguyên tử flo và oxy. Trong các hợp chất, clo có số oxi hóa dương thường là +1, +3, +5 và +7. Trong một số trường hợp khác, nguyên tử này có số oxi hóa âm (–1).

Vì vậy, khi tham gia phản ứng clo dễ dàng tăng 1e tạo thành ion clorua Cl –. Hóa chất này đại diện đầy đủ cho một phi kim điển hình, có đặc tính oxy hóa mạnh. Ngoài ra, trong một số trường hợp, clo thể hiện tính chất khử. Tìm hiểu chi tiết các tính chất hóa học cơ bản của Clo dưới đây.

Tính chất hóa học của clo tác dụng với kim loại

Giống như các phi kim khác, clo phản ứng với hầu hết các kim loại ngoại trừ Au và Pt. Phản ứng này tạo ra muối gọi là muối halogenua. Muối tạo thành có hóa trị cao nhất của kim loại tham gia phản ứng với clo. Ví dụ:

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Tính chất hóa học của clo phản ứng với hydro

Ngoài phản ứng với kim loại, clo còn có tính oxi hóa mạnh khi phản ứng với hydro. Ở nhiệt độ bình thường hoặc trong bóng tối, clo không phản ứng với hydro. Tuy nhiên, khi có ánh sáng mặt trời hoặc khi đốt magie thì phản ứng xảy ra:

H2 + Cl2 → 2HCl (nhẹ)

Lưu ý: Hỗn hợp sẽ xảy ra nhanh và có thể nổ mạnh khi tỉ lệ mol giữa hydro và clo là 1:1.

Tính chất hóa học của clo phản ứng với nước

Khi hòa tan trong nước, khí clo phản ứng tạo ra axit clohiđric và axit hypoclorơ. Theo đó, clo vừa đóng vai trò là chất khử, vừa là chất oxy hóa. Vì vậy đây là phản ứng thuận nghịch.

Vì HClO là chất oxi hóa rất mạnh nên hợp chất này có thể oxi hóa HCl thành Cl2 và H2O. Nước clo được tạo ra có đặc tính tẩy trắng và sát trùng cao.

Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO (axit clohydric và axit hypoclorơ)

Xem thêm: >>> Cl2 là gì? Tính chất và ứng dụng của clo trong thực tế

Tính chất hóa học của clo phản ứng với dung dịch muối của halogen

Clo kết hợp với một số muối halogen có hoạt tính hóa học yếu hơn như Brom, Iốt,… Phản ứng có tác dụng đẩy các chất này ra khỏi muối. Bạn có thể tham khảo tính chất hóa học của Clo thông qua phản ứng sau:

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Cl2 + 2KI → 2KCl + I2

Tính chất hóa học của clo phản ứng với các chất có tính khử mạnh

Trong các phản ứng với chất khử, clo kết hợp tạo thành một số phương trình phản ứng như sau:

2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3

3Cl2 + 2NH3 → N2 + 6HCl

Lưu ý: NH3 dùng để khử khí clo trong phòng thí nghiệm

4Cl2 + 4H2O + H2S → H2SO4 + 8HCl

Phản ứng thế, phản ứng cộng, phản ứng phân hủy với một số hợp chất hữu cơ

Chuẩn bị clo

Trên thực tế, clo tồn tại chủ yếu ở dạng muối. Vậy quy trình điều chế clo như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết qua bài trình bày sau đây.

Chuẩn bị clo trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế khí clo thông qua axit clohydric đậm đặc. Và một số chất oxy hóa mạnh như mangan dioxit rắn (MnO2) hay thuốc tím rắn (KMnO4),… Công thức điều chế cụ thể như sau:

4HCl + MnO2 → MnCl2 + 2H2O + Cl2

16HCl + 2KMnO4→ 2MnCl2 + 2KCl + 6H2O + 5Cl2

Khí clo thu được thường được trộn với khí hydro clorua và hơi nước. Để thu được clo tinh khiết, người ta thường cho khí clo đi qua bình rửa khí có chứa dung dịch NaCl (để giữ khí HCl). Và chứa H2SO4 đậm đặc để giữ hơi nước.

Điều chế clo trong công nghiệp

Trong công nghiệp, việc điều chế clo sẽ cần một lượng lớn. Vì vậy, sử dụng phương pháp điện phân muối natri clorua nóng chảy là giải pháp tối ưu, giúp tiết kiệm chi phí hiệu quả.

2NaCl → 2Na + Cl2

Ngoài ra, phương pháp điện phân dung dịch muối còn có màng. Cũng thường được sử dụng với phương trình phản ứng sau:

2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2+H2

Điều chế clo trong công nghiệp

Ứng dụng của clo

Với hai phương pháp điều chế trên, clo sinh ra được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Xem thêm: >>> Đặc điểm của Chlorine Dioxide cũng như ứng dụng trong thủy sản

Ứng dụng clo trong công nghiệp

Cụ thể:

• Sản xuất giấy, thuốc nhuộm vải, thực phẩm, thuốc trừ sâu, sơn, công nghiệp hóa dầu, sản xuất dung môi nhựa và nhiều sản phẩm tiêu dùng khác.
• Dùng làm thuốc thử cho ngành hóa chất
• Sản xuất nước Javen, vôi clorua, clorua axit…
• Sản xuất clorua, cloroform, cacbon tetraclorua cũng như chiết xuất brom.
• Điều chế nhiều loại dung môi công nghiệp như cacbon tetraclorua để sản xuất nhiều loại polyme như nhựa PVC, cao su tổng hợp…
• Dùng cho các phản ứng hóa học, giảng dạy và nghiên cứu

Ứng dụng clo trong xử lý nước bể bơi

Với tính chất hóa học như trên của clo, clo tham gia phản ứng thuận nghịch với nước. Khi sử dụng cho hệ thống bể bơi, hóa chất này có tác dụng khử trùng, cân bằng độ pH và tiêu diệt vi khuẩn, tảo hiệu quả.

Trên thực tế, clo tồn tại rất lâu trong môi trường nước với chi phí thấp. Đây là cách khử trùng nước hồ bơi hiệu quả và tiết kiệm. Bạn có thể xử lý nước bể bơi bằng clo thông qua 2 phương pháp phổ biến sau:

• Sử dụng clo trực tiếp ở dạng viên hoặc dạng bột.
• Dùng phương pháp điện phân muối

Mua clo ở đâu uy tín, chất lượng?

Trên thực tế, không phải đơn vị nào cũng có khả năng điều chế được lượng lớn clo để sử dụng. Hiểu được vấn đề này, Vũ Hoàng đã tìm kiếm và cung cấp hợp chất clo ra thị trường. Đáp ứng nhu cầu xử lý nước và ứng dụng sản xuất với nguồn cung cấp ổn định.

Với 24 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực hóa chất. Chúng tôi tự tin cung cấp những sản phẩm chất lượng chính hãng với mức giá ưu đãi nhất. Vũ Hoàng hỗ trợ vận chuyển nhanh chóng toàn quốc và dịch vụ bảo hành đầy đủ. Công ty chúng tôi sẽ tư vấn miễn phí cho bạn.

Hy vọng qua bài viết này các bạn sẽ có những hiểu biết cụ thể hơn về tính chất hóa học của clo và những ứng dụng thực tế của nó trong đời sống. Nếu có thắc mắc về bài viết, đừng ngần ngại liên hệ HOTLINE của Vũ Hoàng hoặc Website: https://vuhoangco.com.vn để được giải đáp.