Nguyên tố Clo (Cl), Tính chất Hoá học, Vật lý, Ứng dụng Clo

Bạn đang xem: Nguyên tố Clo (Cl), Tính chất Hoá học, Vật lý, Ứng dụng Clo tại thtrangdai.edu.vn

Khi nói đến khí clo, nhiều người đã quen thuộc với nó. Vì có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu rõ về loại khí clo này. Đặc biệt đối với học sinh cấp 2, cấp 3 sẽ có rất nhiều bài tập liên quan đến clo này. Hãy cùng Trường Tiểu học Trảng Dài tìm hiểu kỹ hơn về khí clo là gì? Tính chất lý hóa, công dụng của clo và quan trọng nhất là làm thế nào để thu được clo trong công nghiệp và trong phòng thí nghiệm?

clo là gì?

Clo hay Clo là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố có ký hiệu Cl và thuộc chu kỳ thứ 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 thường tồn tại ở 2 dạng là lỏng và khí.

  • Nhóm, phân lớp 17, p
  • Số nguyên tử 17.
  • Được phân loại là halogen.
  • Cấu hình điện tử [Ne] 3c2 3p5.
  • Mỗi lớp chứa 2 7 8 e
  • Khối lượng nguyên tử tiêu chuẩn 35,453(2) g
  • Cấu trúc tinh thể: trực thoi.

Lịch sử khí clo (Cl)

Khí clo được phát hiện vào năm 1774 bởi Carl Wilhelm Scheele, người đã lầm tưởng rằng nó có chứa oxy. Nguyên tố clo được đặt tên vào năm 1810 bởi Humphry Davy, người đã xác nhận rằng nó là một nguyên tố.

Tính chất vật lý của clo (Cl)

Tính chất vật lý của clo (Cl)

Clo tồn tại ở thể khí, có màu vàng xanh, mùi rất hắc của clo ở điều kiện thường. Đây là một chất rất độc.

– Clo ở thể khí ở dạng phân tử, khối lượng của clo = 71 nên Cl thường nặng hơn nhiều so với không khí. Clo dạng khí ít tan trong nước tạo thành nước clo có màu vàng nhạt và dễ tan trong dung môi hữu cơ.

Khí clo phản ứng ngay lập tức với hầu hết mọi nguyên tố. Ở 10°C, 3,10 lít clo hòa tan trong một lít nước và ở 30°C, chỉ 1,77 lít.

Tính chất hóa học của clo (Cl)

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

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

Vì vậy, khi tham gia phản ứng, clo cũng dễ dàng nhận thêm 1e với sự tạo thành ion clorua Cl–. Hóa chất này có đầy đủ biểu hiện của một phi kim điển hình có tính oxi hóa mạnh. Ngoài ra trong một số trường hợp clo thường thể hiện tính khử.

Clo tác dụng với kim loại

Cũng như các phi kim khác, clo cũng phản ứng được với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt. Phản ứng này tạo ra muối gọi là halogenua. Muối tạo thành có hóa trị cao nhất trong số các kim loại phản ứng với clo. Ví dụ:

Phản ứng với hydro

Ngoài phản ứng với kim loại, clo còn thể hiện tính oxi hóa mạnh khi phản ứng với hiđro. Ở nhiệt độ phòng hoặc trong bóng tối, clo sẽ không phản ứng với hydro. Tuy nhiên, khi có ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng của magie đang cháy, một phản ứng xảy ra:

  • H2 + Cl2 → 2HCl (ánh sáng)

Lưu ý: Hỗn hợp sẽ nhanh nhất và có thể phát nổ khi tỷ lệ mol của hydro và clo là 1:1.

Clo phản ứng với nước

Khi hòa tan trong nước, khí clo cũng sẽ phản ứng tạo thành axit clohydric và hypochlorous. Theo đó, clo vừa đóng vai trò chất khử, vừa đóng vai trò chất oxi hóa. Vì vậy, đó là một phản ứng ngược.

Vì HClO là chất oxi hóa rất mạnh nên hợp chất có thể oxi hóa HCl thành Cl2 và H2O. Nước định hình chứa clo có tính tẩy và sát trùng cao.

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

Clo phản ứng với dung dịch muối halogen.

Clo kết hợp với một số muối halogen sẽ xảy ra phản ứng hóa học yếu hơn như brom, iot,… Phản ứng này làm cho các chất này bị đẩy ra khỏi muối. Các bạn có thể tham khảo tính chất hóa học của clo qua phản ứng sau:

  • Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
  • Cl2 + 2KI → 2KCl + I2

Clo phản ứng với chất khử mạnh.

Trong phản ứng với chất khử, clo được thêm vào để tạo ra chuỗi phương trình phản ứng sau:

  • 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
  • 3Cl2 + 2NH3 → N2 + 6HCl

Ghi chú. NH3 dùng để khử trùng khí clo trong phòng thí nghiệm.

  • 4Cl2 + 4H2O + H2S → H2SO4 + 8HCl

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

Ứng dụng của khí clo (Cl)

Khí CLO có nhiều ứng dụng cả trong sinh hoạt và sản xuất, ví dụ:

Ứng dụng Clo

  • Được biết, clo được sử dụng chủ yếu trong sản xuất nhựa PVC, cũng như nhựa dẻo hay cao su.
  • Clo cũng có tác dụng khử trùng. Về cơ bản, việc sử dụng khí clo là phổ biến nhất. Khi được sử dụng trong xử lý nước dưới áp suất cao và làm lạnh, clo trở thành chất lỏng.
  • Người ta còn dùng khí clo ở dạng axit hypoclorơ HClO để khử trùng trong bể bơi, hệ thống dẫn nước, xử lý nước thải.
  • Clo còn 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.
  • Cách tạo clo

Điều chế clo trong phòng thí nghiệm

Cách tạo clo

Trong phòng thí nghiệm, khí clo thường được tạo ra bằng cách cho axit clohydric đặc phản ứng với chất oxi hóa mạnh như mangan đioxit rắn (MnO2) hoặc kali penmanganat rắn (KMnO4).

Với MnO2 cần đun nóng, với KMnO4 có thể đun nóng hoặc không. Khi sản xuất khí clo thường lẫn các tạp chất như khí hiđro clorua, hơi nước. Để loại bỏ tạp chất, khí clo được dẫn qua bình sục khí có chứa dung dịch NaCl (để giữ lại khí HCl) và axit sunfuric đặc để giữ lại hơi nước.

Cho phản ứng của HCl với chất oxi hóa mạnh (thường là: MnO2, KMnO4, K2Cr2O7, KClO3). Các phương trình điều chế sau đây có sẵn:

  • MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
  • 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 6H2O

điều chế công nghiệp

Trong công nghiệp, phương pháp thu được clo sẽ cần một lượng clo lớn nên cũng phải dùng những nguyên liệu thông dụng, rẻ tiền để điều chế. Đặc biệt, clo cũng sẽ được tạo ra từ quá trình điện phân nóng chảy muối natri clorua.

Ngoài ra, điện phân nước muối có màng ngăn cũng có thể được sử dụng.

  • 2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2

Sự suy luận

Hy vọng bài viết này sẽ giúp những người đam mê hóa học hiểu rõ hơn về khí clo, cũng như tính chất vật lý, tính chất hóa học, ứng dụng hay cách điều chế khí clo trong cuộc sống. Ngoài ra, để hiểu rõ hơn về 118 nguyên tố hóa học, hãy truy cập chuyên mục Kiến thức tổng hợp mỗi ngày!

Nhớ để nguồn bài viết này: Nguyên tố Clo (Cl), Tính chất Hoá học, Vật lý, Ứng dụng Clo của website thtrangdai.edu.vn

Chuyên mục: Kiến thức chung

Xem thêm bài viết hay:  Hướng dẫn cách làm bánh trung thu tươi thơm ngon, bổ dưỡng tại nhà

Viết một bình luận