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

1. Clo là gì?

Clo là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Cl và số nguyên tử bằng 1, thường tồn tại ở phân tử dạng 2 nguyên tử (Cl₂₎. Clo là một trong những nguyên tố phi kim thuộc nhóm halogen nằm ở ô số 17, thuộc chu kì 3 của bảng tuần hoàn. Ở điều kiện thường, Clo ở trạng thái khí, có màu vàng lục và mùi hắc. Đây là một loại halogen tương đối độc, giống với brom.

Ở trạng thái phân tử, nguyên tố Clo có khối lượng nguyên tử là 71. Vì vậy, hóa chất này nặng hơn không khí gần 2,5 lần. Clo có thể tan được trong nước. Tuy nhiên, chúng thường tan mạnh hơn trong các dung môi hữu cơ.

Trong tự nhiên, Clo tồn tại dưới dạng hợp chất. Cụ thể là ở dạng muối clorua như muối ăn NaCl và KCl. Clo cũng có trong một số loại khoáng vật như cacnalit KCl.MgCl₂.6H₂O và xinvinit NaCl.KCl.

 

Hình ảnh cấu tạo phân tử của Cl

2. Tính chất hóa học của Clo

Hóa chất Clo có độ âm điện lớn (3,16), chỉ đứng sau nguyên tử flo và oxi. Trong hợp chất, Clo có số oxi hoá dương, thường là +1, +3, +5 và +7. Tại 1 số trường hợp khác, nguyên tử này lại có số oxi hoá âm (–1).

Chính vì vậy, khi tham gia phản ứng, Clo dễ nhận thêm 1e để thành ion clorua Cl^–. Hóa chất này biểu hiện đầy đủ của 1 phi kim điển hình, mang tính oxi hóa mạnh. Ngoài ra, trong một số trường hợp, clo thể hiện tính khử. Tìm hiểu chi tiết tính chất hóa học cơ bản của Clo dưới đây.

Hình ảnh nguyên tố Clo

2.1. Clo tác dụng với kim loại

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

 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃

2.2. Tác dụng với hidro

Bên cạnh việc tác dụng với kim loại, Clo thể hiện tính oxi hóa mạnh qua phản ứng với hidro. Ở nhiệt độ thường hay trong bóng tối, clo không tham gia phản ứng với hidro. Tuy nhiên, khi có chiếu sáng của ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng của magie cháy, phản ứng xảy ra:

H₂ + Cl₂ → 2HCl (ánh sáng)

Lưu ý: Hỗn hợp sẽ diễn ra nhanh và có thể nổ mạnh khi tỉ lệ mol giữa hidro và Clo là 1 : 1.

2.3. Clo tác dụng với nước

Khi tan trong nước, khí Clo phản ứng tạo ra axit clohiđric và axit hipoclorơ. Theo đó, clo đóng vai trò vừa là chất khử vừa là chất oxi hoá. Vì vậy, đây là 1 phản ứng thuận nghịch.

Do HClO là chất oxi hoá rất mạnh, hợp chất có thể oxi hóa HCl thành Cl₂ và H₂O. Nước clo sinh ra có tính tẩy màu và sát trùng cao.

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

2.4. Clo phản ứng với dung dịch muối của những halogen

Clo kết hợp với 1 số muối của halogen hoạt động hóa học yếu hơn như Brom, Iot,…Phản ứng có tác dụng đẩy các hóa chất này ra khỏi muối. Bạn có thể tham khảo tính chất hóa học của Clo qua phản ứng như sau:

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂

2.5. Clo tác dụng với những chất có tính khử mạnh

 Trong phản ứng với các chất có tính khử, Clo tham gia kết hợp tạo ra 1 số phương trình phản ứng như sau:

2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃

3Cl₂ + 2NH₃ → N₂ + 6HCl

Lưu ý: NH₃ được dùng để khử độc khí Clo trong phòng thí nghiệm

4Cl₂ + 4H₂O + H₂S → H₂SO₄ + 8HCl

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

Có thể bạn quan tâm:

• Xử Lý Nước Hồ Bơi Bằng HCl (CHI TIẾT – NHANH GỌN)

 3. Điều chế Clo

Trên thực tế, Clo tồn tại chủ yếu ở dạng muối. Vậy quá trình điều chế Clo như thế nào? Cùng tìm hiểu chi tiết qua phần trình bày sau đây.

3.1. Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế khí Clo thông qua axit clohiđric đặc và 1 số chất oxi hóa mạnh như mangan đioxit rắn (MnO₂) hoặc kali pemanganat rắn (KMnO₄),… Phương trình điều chế cụ thể như sau:

4HCl + MnO₂ → MnCl­₂ + 2H₂O + Cl₂

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

Khí Clo thu được thường lẫn cả khí hiđro clorua và hơi nước. Để thu được clo tinh khiết, người ta thường cho khí clo lần lượt qua các bình rửa khí chứa dung dịch NaCl (để giữ khí HCl) và chứa H₂SO₄ đặc để giữ hơi nước.

Hình ảnh mô tả phương pháp điều chế Clo trong phòng thí nghiệm

3.2. Điều chế Clo trong công nghiệp

Trong công nghiệp, lượng điều chế Clo sẽ đòi hỏi một lượng lớn. Vì thế, dùng phương pháp điện phân nóng chảy muối Natri clorua là phương án tối ưu, giúp tiết kiệm chi phí hiệu quả.

2NaCl → 2Na + Cl₂

Ngoài ra, phương pháp điện phân dung dịch muối có màng ngăn cũng được sử dụng phổ biến với phương trình phản ứng như sau:

2NaCl + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂+H₂

Điều chế Cl bằng phương pháp điện phân NaCl có màng ngăn

4. Ứng dụng của Clo 

 Với 2 phương pháp điều chế trên, Clo sinh ra được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

4.1. Ứng dụng của Clo trong ngành công nghiệp

Cụ thể là:

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

Clo là hóa chất được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống

 4.2. Ứng dụng của Clo trong xử lý nước bể bơi

 Với tính chất hóa học của Clo như trên, 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 pH và diệt khuẩn, rêu tảo hiệu quả.

Trên thực tế, Clo tồn tại khá lâu trong môi trường nước với mức giá thành thấp. Đây là phương án 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 đây:

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

 

Hình ảnh Clo dạng viên và dạng hạt

5. Xử lí Clo dư trong nước?

 Theo nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, có đến 79% dân số các nước phát triển tiếp xúc với Clo. Người ta sử dụng Clo phổ biến cho việc khử trùng nước. Điều đó đồng nghĩa với việc nguồn nước hàng ngày đều có chứa Clo.

Thông thường, trong khử trùng nước, lượng Clo đạt chuẩn là 1 – 16 mg/l. Trường hợp Clo dư, vượt mức quy định có thể gây ngộ độc. Vì vậy, nếu bạn ngửi thấy nước có mùi lạ thì đó có thể chính là mùi Clo dư thừa. Để xử lý nước có dư lượng Clo, bạn có thể tham khảo 1 số cách sau đây:

• Sử dụng than hoạt tính: Thông qua cơ chế hấp thụ bề mặt, than hoạt tính giúp loại bỏ Clo dư hiệu quả. Cứ 1kg cacbon phản ứng với 6kg Clo. Hiện nay, có nhiều loại than hoạt tính giúp loại bỏ Clo, trong đó than hạt (GAC) được sử dụng nhiều nhất.
• Dùng tia cực tím: Tia cực tím với cường độ cao, bức xạ quang phổ rộng. Chính vì vậy, khi tách ra thành axit hydrochloric, lượng Clo tự do và Chloramines sẽ giảm.
• Sử dụng hóa chất: 1 số hóa chất bạn có thể tham khảo để loại trừ Clo ra khỏi nước như sulfite, bisulfites, metabisulfites,…
• Phơi nước Clo ở nơi thoáng mát để lượng khí này bay hơi
• Sử dụng máy lọc công nghệ RO: Với nguyên lý thẩm thấu ngược, loại máy này có thể loại bỏ tới 99% lượng Clo trong nước. Không chỉ vậy, máy lọc nước công nghệ RO còn giúp loại bỏ nhiều loại chất độc hại, cặn bã.

Clo dư trong nước cao gây ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của con người

6. Địa chỉ mua Clo uy tín chất lượng?

Trên thực tế, không phải đơn vị nào cũng đủ khả năng để điều chế ra số lượng lớn Clo để sử dụng. Thấu hiểu vấn đề này, Bilico Miền Nam đã tìm kiếm và cung cấp ra thị trường các hợp chất Clo đáp ứng các nhu cầu xử lý nước, ứng dụng trong sản xuất với nguồn hàng ổn định.

Với kinh nghiệm hơn 10 năm trong lĩnh vực bể bơi, chúng tôi tự tin cung cấp các sản phẩm chất lượng chính hãng với mức giá ưu đãi nhất. Bilico Miền Nam hỗ trợ vận chuyển toàn quốc nhanh chóng, dịch vụ bảo hành trọn gói. Công ty chúng tôi hỗ trợ tư vấn miễn phí tới quý vị.

Hi vọng qua bài viết này, quý vị đã hiểu cụ thể hơn về tính chất hóa học của Clo, những ứng dụng thiết thực của nó trong đời sống. Mọi thắc mắc nào về bài viết, quý khách đừng ngần ngại bình luận hoặc liên hệ trực tiếp qua hotline 0912644646 của Bilico Miền Nam để được giải đáp.