[ Hóa 10 ] Clo

1. Tính chất vật lí

Clo

- Clo là chất khí, 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.

- Khí clo độc.

2. 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.

a. Tác dụng với kim loại

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

2M + nCl₂ → 2MCl_n

b. Phản ứng với hiđro tạo thành hiđro clorua

H₂ + Cl₂ → 2HCl (ánh sáng)

c. Tác dụng với nước

- Cl₂ có phản ứng thuận nghịch với nước:

H₂O + Cl₂ ↔ HCl + HClO (axit clohiđric và axit hipoclorơ)

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

Vì HClO có chứa ion ClO^- có tính oxi hóa mạnh nên có thể dùng nước Clo để tẩy màu hoặc sát trùng.

d. Phản ứng với dung dịch kiềm

- Nếu dung dịch kiềm loãng nguội:

Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O

(nước Javen)

2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ dung dịch → CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + 2H₂O

Cl₂ + Ca(OH)₂ bột → CaOCl₂ + H₂O

(clorua vôi)

- Nếu dung dịch kiềm đặc nóng:

3Cl₂ + 6KOH → 5KCl + KClO₃ + 3H₂O (100⁰C)

e. Clo đẩy brom và iot khỏi dung dịch muối bromua và iotua

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂

g. Một số phản ứng khác

2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

3Cl₂ + 2NH₃ → N₂ + 6HCl

4Cl₂ + H₂S + 4H₂O → 8HCl + H₂SO₄

3. Điều chế

a. Điện phân muối halogenua

- Điện phân nóng chảy:

2NaCl → 2Na + Cl₂

- Điện phân dung dịch muối halogenua của kim loại kiềm có màng ngăn:

2NaCl + 2H₂O → H₂ + 2NaOH + Cl₂

Điện phân dung dịch NaCl

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

MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

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

K₂Cr₂O₇ + 14HCl → 2KCl + 2CrCl₃ + 3Cl₂ + 7H₂O

KClO₃ + 6HCl → 3H₂O + KCl + 3Cl₂

4. Ứng dụng

Ứng dụng của clo

- 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.

5. Trạng thái tự nhiên

Chỉ tồn tại ở dạng hợp chất:

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