Tính chất, công thức hóa học của clo

Có bao giờ bạn tự hỏi clo là gì? Công thức, tính chất của clo là gì không? Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu nhé!

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 17, thường tồn tại ở phân tử dạng 2 nguyên tử (Cl₂). Nó là một halogen, nằm ở ô số 17, thuộc chu kì 3 của bảng tuần hoàn. Ion Chlor, là một thành phần của muối ăn và các hợp chất khác, nó phổ biến trong tự nhiên và chất cần thiết để tạo ra phần lớn các loại hình sự sống, bao gồm cả cơ thể người. Chlor có ái lực điện tử cao nhất và có độ âm điện đứng thứ 3 trong tất cả các nguyên tố. Ở dạng khí, nó có màu vàng lục nhạt, nó nặng hơn không khí khoảng 2,5 lần, có mùi hắc khó ngửi, và là chất độc cực mạnh. Ở dạng nguyên tố trong điều kiện chuẩn, nó là một chất oxy hóa mạnh, được sử dụng làm chất tẩy trắng và khử trùng rất mạnh, cũng như là thuốc thử cần thiết trong ngành công nghiệp hóa chất. Là một chất khử trùng thông thường, các hợp chất chlor được sử dụng trong các bể bơi để giữ sạch sẽ và vệ sinh. Ở thượng tầng khí quyển, chlor chứa trong phân tử chlorofluorocarbons, ký hiệu CFC, có liên quan trong việc gây hại tầng ôzôn.

* Công thức hóa học của Clo là: Cl₂

2. Tính chất vật lý của clo

- Clo là một phi kim và cụ thể là một nguyên tố thuộc nhóm halogen. Ở điều kiện thường, clo ở trạng thái khí. Chúng có màu vàng lục và mùi rất hắc. Đây là một halogen tương đối độc, giống với brom.

- Clo ở trạng thái phân tử có khối lượng là 71, do đó, nó sẽ nặng hơn không khí gần 2,5 lần. Thông thường, clo có thể tan được trong nước. Tuy nhiên, chúng thường tan mạnh hơn trong các dung môi hữu cơ.

- Trong tự nhiên, Clo thường tồn tại ở dạng hợp chất. Cụ thể là ở dạng muối clorua, đặc biệt là muối ăn NaCl. KCl cũng là một loại muối khá phổ biến, nó có trong một số loại khoáng vật như cacnalit và xinvinit.

3. Tính chất hóa học của clo

Nhắc tới tính chất hóa học của clo, chắc chắn không thể bỏ qua tính oxi hóa của phi kim này. Clo là một chất có tính oxi hóa mạnh. Trong các hợp chất như NaCl, KCl… Clo thường có mức oxi hóa là -1. Tuy nhiên, clo cũng là một chất có tính khử. Tính khử của clo được thể hiện trong trường hợp tác dụng với Oxi. Các mức oxi hóa của clo thường là +1, +3, +5 hay +7…

Hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn về một số tính chất hóa học quan trọng của halogen này nhé.

Clo tác dụng với kim loại

Giống như những phi kim khác, clo sẽ tác dụng với kim loại để tạo ra muối. Người ta gọi muối này là halogenua. Tức là chúng sẽ được đọc bằng việc ghép tên của halogen với đuôi ua.

Clo sẽ tác dụng với hầu hết các kim loại chỉ trừ Au và Pt.   

Ví dụ:

2Na + Cl₂ → 2NaCl

2Fe + 3Cl ₂→ 2FeCl₃

Tác dụng hidro

Clo sẽ tác dụng với hidro để tạo ra một hợp chất khí.

H₂ + Cl₂ → 2HCl

Clo tác dụng với nước

Cl₂ là chất có phản ứng thuận nghịch hay còn gọi là phản ứng hai chiều với nước.

H₂O + Cl₂ ↔ HCl + HClO

Clo phản ứng với dung dịch muối của những halogen hoạt động hóa học yếu hơn

Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Clo tác dụng với những chất có tính khử mạnh

2FeCl + Cl₂ → 2FeCl₃ 

Tính chất hóa học của clo cũng có nhiều điểm tương đồng với tính chất hóa học của flo và tính chất hóa học của brom. Bởi đây cũng là những chất halogen hoạt động mạnh. Các em hãy dựa trên sự tương đồng này để viết các phương trình tương ứng với flo và brom nhé.

4. Điều chế Clo

a. Trong phòng thí nghiệm

- Trong phòng thí nghiệm, khí clo được điều chế bằng cách cho axit clohiđric đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh như mangan đioxit rắn (MnO₂) hoặc kali penmanganat rắn (KMnO₄)…

- Với MnO₂ cần phải đun nóng, với KMnO₄ có thể đun hoặc không. Khí clo thu được thường bị lẫn tạp chất là khí hiđro clorua và hơi nước. Để loại bỏ tạp chất, cần dẫn khí clo lần lượt qua các bình rửa khí chứa dung dịch NaCl (để giữ khí HCl) và chứa Acid sulfuric đặc để giữ hơi nước.

- Cho HCl tác dụng với chất oxi hóa mạnh (thường gặp: MnO₂, KMnO₄, K₂Cr₂O₇, KClO₃). Có các phương trình điều chế như sau:

MnO₂ + 4HCl → MnCl­₂ + Cl₂ + 2H₂O

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

b. Công nghiệp

Trong công nghiệp, cách điều chế clo sẽ đòi hỏi một lượng clo lớn, vì thế cần sử dụng những nguyên liệu giá rẻ và phổ biến để điều chế. Cụ thể, Clo sẽ được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối Natri clorua.

2NaCl →  2Na + Cl₂

Ngoài ra, người ta cũng có thể sử dụng phương pháp điện phân dung dịch muối có màng ngăn.

2NaCl + 2H₂O → H₂ + 2NaOH + Cl₂

5. Ứng dụng của Clo

Ứng dụng chủ yếu nhất của clo là dùng để điều chế nhựa PVC cũng như các chất dẻo hay cao su. Ngoài ra, với tính oxi hóa và tính khử, CLORAMIN còn được dùng để khử trùng nước sinh hoạt.

Clo còn là một trong những thành phần để điều chế nước javen tẩy trắng quần áo, vải sợi… Đồng thời chúng cũng được dùng để sản xuất clorua vôi.

Tuy nhiên, clo được biết tới là một chất có độc tố. Chúng có thể gây các bệnh về đường hô hấp, thậm chí là nguy hiểm tới tính mạng con người. Vì thế, khi sử dụng clo, chúng ta cần hết sức lưu ý tới vấn đề bảo hộ để tránh ảnh hưởng tới sức khỏe con người.