I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
- Ở điều kiện thường, clo là chất khí, màu vàng lục, mùi xốc, rất độc.
- Khí clo nặng gấp 2,5 lần không khí (d=7129≈2,5) và tan được trong nước.
- Ở 20oC, một thể tích nước hòa tan 2,5 thể tích khí clo, Clo tan nhiều trong dung môi hữu cơ như benzen, etanol,..
II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Clo có số oxi hóa -1,+1, +3, +5, + 7. Clo có tính oxi hóa mạnh
1) Tác dụng với kim loại
Clo phản ứng trực tiếp với hầu hết các kim loại tạo ra muối clorua, số oxi hóa của kim loại trong hợp chất lên cao nhất.
VD: Na + Cl2 → NaCl
Cl2(k) + Fe(r) → FeCl3(r)
2) Tác dụng với hiđro
Clo phản ứng với hiđro trong điều kiện ánh sáng, phản ứng có thể nổ, nổ mạnh nhất khí tỉ lệ mol giữa hiđro và clo là 1:1
Cl2(k) + H2(k) → 2HCl(k)
3) Tác dụng với nước
Cl2(k) + H2O(l) ⇌ HCl(dd) + HClO (dd)
Chú ý: HClO (axit hipoclorơ) có tính oxi hóa mạng nên nước clo có tính tẩy màu
III. ỨNG DỤNG CỦA CLO
- Khử trùng nước sinh hoạt;
- Tẩy trắng vải, sợi, bột giấy;
- Điều chế nước Gia-ven, clorua vôi, ...
- Điều chế nhựa PVC, chất dẻo, chất màu, cao su, ...
IV. ĐIỀU CHẾ KHÍ CLO
1. Điều chế trong phòng thí nghiệm
4HCl + MnO2(r) → MnCl2(dd) + Cl2(k) + 2H2O(l)
Có thể thay thế MnO2 bằng KMnO4 hoặc KClO3
2. Điều chế trong công nghiệp
Điện phân dung dịch bão hòa NaCl, có màng ngăn xốp:
2NaCl(dd) + 2H2O(l) dpdd→mangngan 2NaOH(dd) + Cl2(k)+ H2(k)
Trong phản ứng với nước, một nguyên tử clo bị oxi hóa thành Cl+1 , một nguyên tử clo bị khử thành Cl−1.
Fe+2HCl→FeCl2+H2Fe+CuCl2→FeCl2+Cu2Fe+3Cl2→2FeCl3
Clo tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như benzen, etanol
Clo có thể có các số oxi hóa: -1,0,+1,+3,+5,+7
2Fe+3Cl2→2FeCl3
Khi hòa tan Cl2 vào nước cảy ra phản ứng:
Cl2+H2O⇄HCl+HClO .
→ Thành phần của nước Cl2 là H2O,Cl2,HCl,HClO
Trong thiên nhiên, clo chủ yếu tồn tại dưới dạng hợp chất và là muối NaCl có trong nước biển
Trong phòng thí nghiệm, khí Clo được điều chế bằng cách oxi hóa HCl, cho HCl tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như KClO3 , KMnO4
Clo không thể oxi hóa vàng tạo thành muối clorua
Trong các halogen, clo là nguyên tố tồn tại trong vỏ Trái Đất (dưới dạng các hợp chất) với trữ lượng lớn nhất.
Cl2+H2OleftrightarrowsHCl+HClO
Clo không phản ứng với NaCl
Clo tan nhiều trong các dung môi như benzen, etanol, Cacbon tetraclorua và tan ít trong nước hơn so các dung môi hữu cơ
Có tính khử mạnh không phải là tính chất của nước clo
0Cl2+2NaOH→Na−1Cl+Na+1ClO+H2O
Cl2+2KOHtothuong→KCl+KClO+H2O
Cl2+H2O⇄HCl−1+HCl+1O.
→ Cl2 vừa đóng vai trò là chất oxi hóa, vừa đóng vai trò là chất khử.
Trong phòng thí nghiệm, clo được điều chế bằng cách oxi hóa axit clohiđric đặc bằng các chất oxi hóa mạnh như MnO2
Clo không tham gia phản ứng với oxi
0Cl2+2KOH→K−1Cl+K+1ClO+H2O
Trong phản ứng: Cl2+H2O⇄HCl−1+HCl+1O.
Clo vừa thể hiện tính oxi hóa, vừa thể hiện tính khử
+4SO2+0Cl2+2H2O→2H−1Cl+H2+6SO4
2Na+Cl2→2NaCl
Clo được dùng để tẩy trắng sợi, vải, giấy
Điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm bằng cách cho dung dịch X : HCl tác dụng với chất oxi hóa Y: KMnO4
cấu hình electron của ion Cl− là : 1s22s22p63s23p6
2Na−1Cl++1H2O→2NaOH+0Cl2+0H2c.khuc.oxihoa
Khi sản xuất clo trong công nghiệp bằng cách điện phân dung dịch muối ăn bão hòa sẽ thu được khí clo ở cực dương
Số oxi hoá của clo trong các chất: HCl,KClO3,HClO,HClO2,HClO4 , lần lượt là:-1, +5, +1, +3, +7.
Clo không cho phản ứng với dung dịch NaF. do clo có tính oxi hóa yếu hơn flo nên không thể đấy flo ra khỏi muối
Phương pháp điều chế Cl2 trong công nghiệp: Điện phân dung dịch NaCl màng ngăn xốp:
2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2+H2.
Ứng dụng không phải của clo: Sản xuất muối ăn
Quặng cacnalit là KCl.MgCl2.6H2O
Clo oxi hóa được hầu hết kim loại nhưng không thể oxi hóa được vàng
Trong các phản ứng hóa học, để chuyển thành anion, nguyên tử Clo đã nhận thêm 1 electron
Phản ứng Cl2+H2O→HCl+HClO sai vì phản ứng của clo với nước là phản ứng thuận nghịch
Khi tham gia phản ứng, nguyên tử clo dễ nhận thêm 1 electron để thành ion clorua Cl− , ngoài ra clo có thể cho đi 3,5,7 electron và có số oxi hóa +3, +5, +7 trong các hợp chất.
Khi tạo ra muối clorua, clo có số oxi hóa -1 còn các kim loại có số oxi hóa dương
Phản ứng giữa Cl2 và H2 có thể xảy ra khi có ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng của magie cháy.
Xem thêm các bài tiếp theo bên dưới