Bài 22. Clo

Clo
I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ
Clo là chất khí, màu vàng lục, mùi xốc, nặng hơn không khí 2,5 lần
Khí clo tan vừa phải trong nước (ở 200C, 1 lit nước hoà tan 2,5 lit clo) tạo thành nước clo. Dung dịch clo trong nước có màu vàng nhạt.
Clo tan nhiều trong dung môi hữu cơ, nhất là hexan và cacbon tetraclorua.
Khí clo rất độc, nó phá hoại niêm mạc đường hô hấp. Cần phải cẩn thận khi tiếp xúc với khí clo.
II. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
- Clo có độ âm điện lớn ( 3,16) chỉ đứng sau flo ( 3,98 ) và oxi ( 3,44). Vì vậy trong hợp chất với flo, oxi, clo có số oxi hoá dương ( +1,+3,+5,+7) còn trong hợp chất với các nguyên tố khác clo có số oxi hoá âm ( -1)
Clo là phi kim rất hoạt động, là chất oxi hoá mạnh. Trong một số phản ứng, clo cũng thể hiện tính khử.
1/ Tác dụng với kim loại
Clo oxi hóa hầu hết kim loại (trừ Au, Pl),phản ứng nhanh, tỏa nhiều nhiệt
2/Tác dụng với hiđro
Ở nhiệt độ thường hoặc trong bóng tối, clo oxi hoá chậm hiđro. Nếu được chiếu sáng mạnh hoặc hơ nóng thì phản ứng xảy ra nhanh. Nếu tỉ lệ số mol H2:Cl2 =1:1 thì hỗn hợp sẽ nổ mạnh.
3/ Tác dụng với nước và dung dịch kiềm
Khi tan vào nước, 1 phần clo tác dụng chậm với nước theo phản ứng thuận nghịch
Axit hipoclorơ ( clo có số oxi hoá +1, kém bền) có tính oxi hoá mạnh, nên nước clo có tính diệt khuẩn. Ngoài ra, axit hipoclorơ có khả năng phá huỷ các chất màu, vì thế clo ẩm có tính tẩy màu.
Tác dụng với dung dịch kiềm tạo thành hỗn hợp muối của HCl và HClO
4/ Tác dụng với muối của các halogen khác
Cl không oxi hóa được Flo trong muối florua nhưng oxi hóa được các Brom trong dd mưới bromua và Iot trong dung dịch muối iotua
 trong halogen, tính oxi hóa của Clo lớn hơn Br và I
5/ Tác dụng với các chất khử khác
III. ỨNG DỤNG
Clo được dùng để sát trùng nước sinh hoạt, xử lí nước thải. Để diệt trùng người ta thường cho thêm 4 -5 % clo vào nước. Tuy nhiên, nước có chứa clo lại có mùi và không ngon nên gần đây các nhà khoa học đang đề nghị sử dụng khí ozon (O3) để thay cho khí clo.
- Trong công nghiệp, một lượng lớn clo được dùng sản xuất các chất tẩy trắng, sát trùng như nước Javel, clorua vôi.
- Clo là nguyên liệu để sản xuất nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ như axit clohiđric, dược phẩm, chất dẻo, sợi tổng hợp và cao su nhân tạo. Những sản phẩm hữu cơ chứa clo có ý nghĩa to lớn như nhựa PVC (poli vinylclorua), thuốc diệt côn trùng như D.D.T (Diclo Diphenyl Tricloetan); thuốc trừ sâu C6H6Cl6.
- Hiện nay, clo được xếp trong số những sản phẩm quan trọng nhât của công nghiệp hóa chất.
Nhà máy xử lí nước thải
Sản xuất cao su nhân tạo
Clorua vôi
Thuốc trừ sâu DD
IV. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN
- Trong lớp vỏ trái đất, clo đứng thứ 11 trong tất cả các nguyên tố và đứng thứ nhất trong các halogen.
Có 2 đồng vị bền:

Tồn tại trong tự nhiên ở dạng hợp chất, chủ yếu là muối clorua. Natri clorua chủ yếu có trong nước biển và đại dương, còn có ở dạng rắn gọi là muối mỏ.Kali clorua cũng phổ biến trong tự nhiên, có trong các khoáng vật như cacnalit KCl.MgCl2.6H2O và xinvinit NaCl.KCl
Quặng Cacnalit
Quặng xinvinit
Muối ăn ( NaCl)
V. ĐiỀU CHẾ
1. Trong phòng thí nghiệm
Clo được điều chế bằng phản ứng giữa axit clohiđric đặc với một chất oxi hoá mạnh như mangan đioxit, kali pemanganat, kali clorat, …

Sơ đồ điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm
2. Trong công nghiệp
Clo được điều chế bằng cách điện phân dung dịch muối ăn bão hòa. Trong bình điện phân, nhờ tác dụng của dòng điện một chiều, ion Cl- bị oxi hóa thành Cl2 thoát ra ở cực dương còn ở cực âm nước bị khử, người ta thu được khí H2 và dung dịch NaOH. Cần có một màng ngăn xốp giữa hai điện cực để khí clo không tiếp xúc với dung dịch NaOH.
Bình điện phân để điều chế khí Clo