Tại sao nước Clo màu vàng khi để lâu ngày trở thành không màu và có môi trường axit mạnh?

Tổng hợp kiến thức về nước Clo và trả lời câu hỏi Tại sao nước Clo màu vàng khi để lâu ngày trở thành không màu và có môi trường axit mạnh sẽ là tài liệu quý giá giúp bạn học tốt môn Hóa học.

1. Dung dịch nước clo là gì?

- Nước Clo là hỗn hợp của các dung dịch Cl dư, dung dịch axit HCl, HClO. Nó có màu vàng lục nhạt, mùi rất hắc.

- Phương trình hóa học như sau: 

Cl₂ + H₂O ⇒ HCl +HClO

2. Tại sao nước Clo màu vàng khi để lâu ngày trở thành không màu và có môi trường axit mạnh?

Trả lời:

Nước clo là hỗn hợp dung dịch gồm: HCl + HClO và Clo dư:

Cl₂ + H₂O ⇄ HCl + HClO

- Khi phản ứng diễn ra theo chiều thuận: Cl₂ + H₂O → HCl + HClO. Hỗn hợp dung dịch nước Clo ban đầu sẽ gồm HCl + HClO và Clo dư có màu vàng.

- Khi để dung dịch nước Clo lâu ngày trong không khí:

+ HClO sẽ dần phân huỷ thành HCl và nguyên tử O. Khi 2 nguyên tử O gặp nhau thì sẽ thành khí Oxi (O2) thoát ra ngoài theo phương trình:

HClO → HCl+ O

Khi đó, nồng độ HCl tăng và nồng độ HClO giảm => tăng tính axit => tạo ra môi trường axit mạnh.

+ Clo là chất có tính oxi hóa mạnh, dễ bị oxi hóa trong không khí. Khi nồng độ HClO giảm thì tốc độ phản ứng nghịch giảm => nồng độ Cl2 giảm => mất màu vàng trở thành không màu.

3. Cơ chế tẩy trắng và khử trùng của nước clo là do đâu?

- Trong nước Clo chứa 1 loại axit sở hữu tính oxy hóa cực mạnh đó là HClO. Nhiều bạn có thể đã lầm tưởng rằng axit này chính là yếu tố khử trùng và tẩy màu nhưng không phải.

- HClO là một axit yếu, dễ dàng bị tách ra ngay cả khi ở điều kiện nhiệt độ thông thường tạo thành HCl và [O] nguyên tử.

Phương trình phân hủy hipoclorơ:    HClO  ==> HCl  + [O]

- Chúng ta đều biết khả năng oxy hóa của nguyên tử [O] mạnh như nào rồi đó, nó có thể làm mất màu vải sợi, giấy hoặc quỳ tím,..

=> Kết Luận: Cơ chế tẩy trắng khử trùng của nước clo là do khả năng oxi hóa mạnh của nguyên tử [O].

4. Ứng dụng của nước clo

- Nước clo được sử dụng trong việc làm tinh khiết nước.

- Nước Clo là một hóa chất quan trọng trong làm tinh khiết nước, thậm chí, một lượng nhỏ nước uống hiện nay cũng được xử lý với clo. Khả năng oxi hóa mạnh của nguyên tử [O] tạo nên cơ chế  khử trùng của dung dịch này.

- Nước clo dùng để khử trùng bể bơi, bể bơi.

- Thành phần chính là HClO chứa nguyên tử , nguyên tử này có tính oxi hóa rất mạnh, thậm chí làm mất màu vải và quỳ tím. Nước clo dùng để khử trùng nước bể bơi hiệu quả, bên cạnh hóa chất Chlorine Nippon 70 và Chlorine TCCA.

- Cơ chế diệt vi khuẩn trong nước bể bơi, nước Javen bể bơi khá đơn giản: cho nước Javen vào bể bơi, dung dịch sẽ phân hủy và tạo ra axit hypochlorous (HOCl) và ion hypochlorite (OCl-). Hai chất này tấn công vào lipid của thành tế bào vi sinh vật, vi khuẩn rồi phá hủy các enzym và cấu trúc bên trong tế bào khiến chúng bị oxy hóa, vô hại từ đó không thể phát triển và chết dần.

- Axit clohydric (HClO) và ion hypoclorit (OCl-) có tốc độ oxy hóa khác nhau, HClO có khả năng oxy hóa vi sinh vật trong vài giây, trong khi ion OCl- mất đến 30 phút.

- Sau khi hoàn thành quá trình khử trùng và làm sạch nước hồ bơi, HOCl và OCl- sẽ kết hợp với các hóa chất hồ bơi khác có Nitơ hoặc Amoniac hoặc tách thành các nguyên tử đơn lẻ và mất hoạt tính. Tỷ lệ này sẽ tăng lên khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, đó là lý do tại sao khi xử lý nước bằng clo, người ta thường làm vào buổi chiều.

- Mặc dù có ứng dụng quan trọng như vậy, nhưng nước khử trùng bằng clo cũng gây mất tập trung như kích ứng da và mắt nếu nồng độ clo quá cao. Vì vậy khi sử dụng cần tuân thủ theo đúng liều lượng đã được chỉ định.

- Sử dụng để tẩy trắng

- Đây là ứng dụng được sử dụng rất phổ biến của nước Clo. Điển hình như nước Javen – một loại nước tẩy trắng quần áo. Tuy nhiên bởi vì nước Clo có mùi xốc, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Nên khi sử dụng nên mang theo những dụng cụ bảo hộ cần thiết.

- Ứng dụng hóa chất Clo trong xây dựng.

- Cách nhiệt bọt nhựa, được sản xuất bằng hóa chất Clo làm tăng hiệu quả năng lượng của hệ thống sưởi ấm và điều hòa không khí gia đình, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Cửa sổ nhựa vinyl tiết kiệm năng lượng làm giảm chi phí sưởi. Nghiên cứu chỉ ra rằng sản xuất cửa sổ nhựa vinyl cần một phần ba năng lượng cần thiết để sản xuất cửa sổ nhôm. Và hóa học Clo thậm chí còn góp phần làm đẹp cho mọi căn phòng trong nhà bạn bằng cách giúp sản xuất các sơn bền, đẹp.