Clo là gì? Tính chất và Ứng dụng của Clo trong đời sống

Chu Văn An

Clo là gì? Đây là câu hỏi được nhiều người quan tâm. Ít nhất chúng ta cũng biết chất này được ứng dụng như thế nào trong cuộc sống. Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa hiểu rõ về đặc điểm, tính chất của chúng. Trong bài viết này, chúng ta hãy cùng Vietchem tìm hiểu khái niệm về clo và những ứng dụng của nó trong đời sống.

1. Clo là gì?

Clo hay Clo là nguyên tố hóa học nằm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố có ký hiệu Cl và thuộc chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn. Clo có ái lực điện tử cao nhất và có độ âm điện lớn thứ ba trong tất cả các nguyên tố. Clo tồn tại ở hai dạng: lỏng và khí.

Hình 1: Clo là nguyên tố hóa học quan trọng

2. Tính chất vật lý của clo

Clo có trạng thái khí, có màu xanh vàng và mùi clo cực kỳ nồng trong điều kiện bình thường. Đây là một chất cực kỳ độc hại.

Khi clo ở dạng phân tử, clo có khối lượng bằng 71 nên clo nặng hơn không khí rất nhiều. Khí clo tan vừa phải trong nước tạo thành nước clo màu vàng nhạt, tan nhiều trong dung môi hữu cơ.

Khí clo là chất khí phản ứng ngay lập tức với hầu hết mọi nguyên tố. Ở 10 độ C, 1 lít nước sẽ hòa tan được 3,10 lít clo và ở 30 độ C chỉ hòa tan được 1,77 lít.

3. Tính chất hóa học của clo

Clo là phi kim nên có khả năng oxi hóa cực mạnh. Trong các hợp chất, Clo thường có trạng thái oxy hóa -1. Trong các hợp chất có F hoặc O, mức oxi hóa của Clo thường là +1, +3, +5 hoặc +7. Ngoài ra, trong một số trường hợp clo có tính chất khử.

Khi clo phản ứng với kim loại sẽ tạo ra muối và tên muối này là halogenua. Đặc biệt, clo có thể phản ứng với hầu hết các kim loại, trừ Au và Pt.

3.1. Clo phản ứng với nước

Phương trình phản ứng: Clo phản ứng với nước sẽ tạo ra HCl và HClO, đây gọi là phản ứng 2 chiều.

H2O + Cl2 => HCl + HClO.

Trong phản ứng của clo với nước, clo vừa là chất oxi hóa, vừa là chất khử. Cụ thể như sau: Clo sẽ bị oxy hóa thành nguyên tử Cl-1 (HCl) và bị khử thành nguyên tử Cl+1 (HClO). Mặt khác, trong dung dịch hoặc ở dạng ngậm nước, axit hypoclorơ (HClO) bị phân hủy riêng thành anion hypoclorit OCl−:

HClO ⇌ OCl– + H+

Hỗn hợp dung dịch Hcl dư, axit HCl, HClO còn gọi là nước clo.

3.2. Clo phản ứng với natri hiđroxit

Clo phản ứng với dung dịch kiềm, khi phản ứng với NaOH lạnh thì pha loãng tạo thành lao. Cụ thể ta có phản ứng:

Cl2 + 2NaOH -> NaCl + NaClO + H2O

Nước Javan là hỗn hợp của hai muối natri clorua (NaCl) và natri hypoclorit (NaClO).

3.3. Clo tác dụng với kim loại

Khi clo phản ứng với kim loại sẽ tạo ra muối và tên muối này là halogenua. Đặc biệt, clo có thể phản ứng với hầu hết các kim loại, trừ Au và Pt.

2Fe +3Cl2 –> 2FeCl3

Hình 2: Tính chất hóa học của Clo

4. Điều chế clo

4.1. Phương pháp điều chế clo trong phòng thí nghiệm

Đun nóng nhẹ dung dịch axit HCl đậm đặc với chất oxy hóa mạnh như mangan dioxit (MnO2).

Phương trình phản ứng xảy ra như sau:

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Nếu muốn thu được khí clo tinh khiết, bạn cần thực hiện tiếp các bước sau:

• Cho khí clo qua bể chứa axit sunfuric đậm đặc sẽ làm khô nước.
• Thu khí clo bằng cách đẩy không khí vì khí clo nặng hơn không khí.
• Dùng bông ngâm xút để tránh khí clo bay ra ngoài vì clo là khí độc

Ngoài MNO2, có thể sử dụng một số chất oxy hóa khác như thuốc tím (KMnO4), Kali Clorat (KClO3), Lime Clorua (CaOCl2).c

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

KClO3 + 6HCl → KCl + 3H2O + 3Cl2

CaOCl2 + 2HCl → Cl2 + CaCl2 + H2O

4.2. Điều chế khí clo trong công nghiệp

Các nhà sản xuất tiến hành điện phân muối Natri Clorua bằng phương pháp điện phân nóng chảy theo phương trình phản ứng:

2NaCl → 2Na + Cl2

Hoặc điện phân bằng dung dịch muối halogenua chặn màng (natri clorua)

2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2

5. Clo dùng để làm gì?

Clo có nhiều ứng dụng trong đời sống và sản xuất hàng ngày như:

• Clo được biết đến chủ yếu trong điều chế nhựa PVC cũng như nhựa và cao su
• Clo có tác dụng khử trùng. Chủ yếu sử dụng khí clo là phổ biến nhất. Khi sử dụng trong xử lý nước, dưới môi trường áp suất cao và làm mát, clo được chuyển thành dạng lỏng
• Người ta sử dụng khí clo ở dạng axit hypochlorous HClO để khử trùng trong bể bơi, hệ thống cấp nước, xử lý nước thải.
• Clo được sử dụng trong sản xuất giấy, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, sơn… và nhiều vật dụng hàng ngày khác.
• Ngoài ra, nó còn là nguyên liệu để sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ.

Hình 3: Clo có nhiều ứng dụng trong sản xuất và đời sống

6. Clo có độc không?

Ngoài công dụng của clo, nó còn được biết đến như một chất độc. Sau đây là những tác hại của clo:

• Clo rất có hại cho sức khỏe con người. Clo, dù ở dạng khí hay dạng lỏng, đều có thể gây tổn thương vĩnh viễn và cụ thể hơn là tử vong. Tiềm clo của bệnh xuất hiện ở họng, mũi và đường hô hấp (đường thực quản gần phổi). Hậu quả nghiêm trọng trong ngắn hạn
• Tác động của 250 ppm trong 30 phút có thể gây tử vong cho người lớn
• Xuất hiện khí gây kích ứng mạnh, khi hít phải có thể làm bỏng da và mắt.
• Hậu quả của bệnh mãn tính về lâu dài sẽ có phần nguy hiểm chết người: Về lâu dài, khí clo sẽ khiến con người già đi sớm, gây ra các vấn đề về phế quản và ăn mòn. răng, các bệnh về phổi như bệnh lao.
• Theo nghiên cứu, phụ nữ mang thai sử dụng nước có chứa clo có nguy cơ sảy thai, dị tật bẩm sinh.

Hình 4: Nếu không sử dụng đúng cách, clo có thể gây hại

7. Cách xử lý clo dư thừa trong nước hiệu quả

Sử dụng than hoạt tính: Than hoạt tính có khả năng hấp thụ clo bằng cách tương tác với bề mặt của nó. Các hợp chất carbon trong than có thể tương tác với clo và các hợp chất clo để loại bỏ chúng khỏi nước. Than hoạt tính (GAC) thường được sử dụng trong các hệ thống lọc nước lớn để loại bỏ clo.

Sử dụng tia UV: Tia cực tím có thể được sử dụng để khử clo tự do và cloramin bằng cách phân hủy chúng thành axit clohydric.

Sử dụng hóa chất: Sulfites, bisulfite, metabisulfites có thể được sử dụng để phản ứng với Clo và loại bỏ nó khỏi nước.

Oxy hóa nước: Cho nước tiếp xúc với không khí trong môi trường thông thoáng giúp clo bay hơi và thoát ra khỏi nước.

Sử dụng máy lọc công nghệ RO: Máy lọc nước thẩm thấu ngược (RO) có khả năng loại bỏ tới 99% clo trong nước. Tuy nhiên, bộ lọc này cũng có thể loại bỏ các khoáng chất tự nhiên, gây thiếu hụt dinh dưỡng khi sử dụng nước lọc.

8. Một số câu hỏi thường gặp

(1) Giá trị hóa học của clo là gì?

Clo có hóa trị I

(2) Khối lượng nguyên tử của clo là bao nhiêu?

Clo có khối lượng nguyên tử là 35,453 u

(3) Clo là phi kim hoặc kim loại

Cl (Chlorine) trong bảng tuần hoàn nằm ở ô số 17. Đây là vị trí của nhóm nguyên tố Halogen. Do đó, mọi nguyên tố trong nhóm Halogen đều là nguyên tố phi kim

Như vậy bạn vừa tìm hiểu được khái niệm clo là gì. Đây là một trong những chất được sử dụng rộng rãi nhất trong đời sống và sản xuất hàng ngày. Tuy nhiên, bạn cần hiểu rõ tính chất của clo để sử dụng hợp lý và tránh tác hại khi sử dụng không đúng cách.