Cloro |
|---|
 |
|
| [[Ficheiro:{{{espectro}}}|300px|center]] |
| Liñas espectrais do Cloro |
| Información xeral |
|---|
| Nome,símbolo,número | Cloro, Cl, 17 |
| Serie química | Halóxenos |
| Grupo,período,bloque | 17,3,p |
| Densidade | 3,214 kg/m3 |
| Dureza | {{{dureza}}} |
| Aparencia | amarelo verdoso
|
| N° CAS | |
| N° EINECS | |
| Propiedades atómicas |
|---|
| Masa atómica | 35,446–35,457[1]u |
| Raio medio | 100pm |
| Raio atómico(calc) | 79pm |
| Raio covalente | 99pm |
| Raio de van der Waals | 175pm |
| Configuración electrónica | [Ne]3s2 3p5 |
| Electróns pornivel de enerxía | 2, 8, 7 |
| Estado(s) de oxidación | ±1, +3, +5, +7 |
| Óxido | |
| Estrutura cristalina | ortorrómbica |
| Propiedades físicas |
|---|
| Estado ordinario | gas (non magnético) |
| Punto de fusión | 171,6 K |
| Punto de ebulición | 239,11 K |
| Punto de inflamabilidade | {{{P_inflamabilidade}}} K |
| Entalpía de vaporización | 10,2 kJ/mol |
| Entalpía de fusión | 3,203 kJ/mol |
| Presión de vapor | 1300 |
| Temperatura crítica | K |
| Presión crítica | Pa |
| Volume molar | m3/mol |
| Velocidade do son | m/s a 293.15K (20°C) |
| Varios |
|---|
| Electronegatividade(Pauling) | 3,16 |
| Calor específica | 480J/(K·kg) |
| Condutividade eléctrica | S/m |
| Condutividade térmica | 0,0089 W/(K·m) |
| 1.ªEnerxía de ionización | 1251,2 kJ/mol |
| 2.ª Enerxía de ionización | 2298 kJ/mol |
| 3.ª Enerxía de ionización | 3822 kJ/mol |
| 4.ª Enerxía de ionización | 5158,6 kJ/mol |
| 5.ª Enerxía de ionización | 6542 kJ/mol |
| 6.ª Enerxía de ionización | 9362 kJ/mol |
| 7.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización7}}} kJ/mol |
| 8.ª enerxía de ionización | {{{E_ionización8}}} kJ/mol |
| 9.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización9}}} kJ/mol |
| 10.ª Enerxía de ionización | {{{E_ionización10}}} kJ/mol |
| Isótopos máis estables |
|---|
|
| Unidades segundo oSI e encondicións normais de presión e temperatura, salvo indicación contraria. |
Ocloro é unelemento químico denúmero atómico 17 situado no grupo doshalóxenos (grupo VII A) datáboa periódica dos elementos. O seu símbolo éCl (do gregochloros, amarelo verdoso). En condicións normais e en estado puro é un gas amarelo-verdoso formado pormoléculas diatómicas, Cl2, unhas 2,5 veces máis pesado que oaire, de cheiro desagradable e velenoso. É un elemento abundante nanatureza e trátase dunelemento químico esencial para moitas formas de vida.
Na natureza non se atopa en estado puro xa que reacciona con rapidez con moitos elementos e compostos químicos, senón que se atopa formando parte decloruros ecloratos, sobre todo en forma decloruro de sodio, nas minas desal e disolto e en suspensión naauga de mar. O cloruro de sodio é o sal común ou sal de mesa.
Emprégase para potabilizar a auga de consumo disolvéndoo na mesma; tamén ten outras aplicacións como oxidante, branqueante e desinfectante. O cloro gasoso é moi tóxico (neurotóxico) e usouse como gas de guerra na primeira e segunda guerra mundial.
Este halóxeno forma numerosos sales e obtense a partir de cloruros a través de procesos deoxidación, xeralmente medianteelectrólise. Combínase facilmente coa maior parte dos elementos. É lixeiramente soluble en auga (uns 6,5 g de cloro por litro de auga a 25 º#n>), en parte formando ácido hipocloroso, HClO.
Na maioría dos numerosos compostos que forma, presentaestado de oxidación -1. Tamén pode presentar os estados de oxidación +1, +3, +5 e +7.
O cloro emprégase principalmente nadesinfección de augas, como branqueante na produción depapel e na preparación de distintos compostos clorados.
- O proceso de desinfección de augas de consumo humano máis amplamente utilizado é a cloración. Emprégase ácido hipocloroso, HClO, que se produce disolvendo cloro en auga e regulando o pH.
- Na produción de papel emprégase cloro no branqueo, aínda que tende a ser substituído pordióxido de cloro, ClO2.
- Unha gran parte do cloro emprégase na produción decloruro de vinilo, composto orgánico que se emprega principalmente na síntese do poli(cloruro de vinilo), coñecido como PVC.
- Úsase na síntese de numerosos compostos orgánicos e inorgánicos, por exemplotetracloruro de carbono, CCl4, oucloroformo, CHCl3, e distintos haloxenuros metálicos. Tamén se emprega como axenteoxidante.
- Preparación decloruro de hidróxeno puro; pódese levar a cabo por síntese directa: H2 + Cl2 → 2HCl
O cloro (do grego χλωρος, que significa "amarelo verdoso") foi descuberto en1774 polo suecoCarl Wilhelm Scheele, aínda que cría que se trataba dun composto que contiña osíxeno. Obtívoo a partir da seguinte reacción:
- MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
En1810 o químico inglésHumphry Davy demostra que se trata dun elemento químico e dálle o nome de cloro debido á súa cor.
O gas cloro empregouse naprimeira guerra mundial, sendo o primeiro caso de uso de armas químicas.
O cloro atópase na natureza combinado con outros elementos, principalmente en forma de cloruro de sodio, NaCl, e tamén outros minerais como asilvina, KCl, ou acarnalita, KMgCl3·6H2O. É o halóxeno máis abundante na auga mariña cunhaconcentración duns 18000 ppm. Nacodia terrestre está presente en menor cantidade, uns 130 ppm. É practicamente imposible atopalo sen combinar con outros elementos, debido á súa alta reactividade.
O cloro obtense principalmente (máis do 95% da produción) mediante a electrólise de cloruro de sodio, NaCl, en disolución acuosa, denominado proceso do cloro-álcali. Empréganse tres métodos: electrólise con cela de amálgama demercurio, electrólise con cela de diafragma e electrólise con cela de membrana.
Foi o primeiro método empregado para producir cloro a escala industrial. Con todo prodúcense perdas de mercurio no proceso xerando problemas ambientais. Nas dúas últimas décadas do século XX melloráronse os procesos, aínda que se seguen perdendo uns 1,3 gramos de mercurio por tonelada de cloro producida. Por estes problemas ambientais este proceso foise substituíndo polo que utiliza unha cela de membrana e actualmente supón menos do 20% da produción mundial de cloro.
Emprégase uncátodo demercurio e unánodo detitanio recuberto deplatino ou óxido de platino. O cátodo está depositado no fondo da cela de electrólise e o ánodo sobre este, a poucas distancia.
A cela aliméntase con cloruro de sodio e, coa diferenza de potencial adecuada, prodúcese a electrólise:
- 2Cl- - 2e- → Cl2
- Hg + 2Na+ + 2e- → NaHg
A continuación procédese á descomposición da amálgama formada para recuperar o mercurio. A base sobre a que está a amálgama está lixeiramente inclinada e desta forma vai saíndo da cela de electrólise e pasa a unha torre onde se engadeauga ao contraxeito, producíndose as reaccións:
- H2O + 1e- → 1/2H2 + OH-
- NaHg - 1e- → Na+ + Hg
Desta forma o mercurio se reutiliza.
Con este método conséguese unhasosa (NaOH) moi concentrada e un cloro moi puro, así e todo consome máis enerxía que outros métodos e existe o problema de contaminación por mercurio.
Este método emprégase principalmente no Canadá e os Estados Unidos.
Emprégase uncátodo perforado deaceiro ouferro e unánodo detitanio recuberto deplatino ou óxido de platino. Ao cátodo adhíreselle un diafragma poroso de fibras deasbesto e mesturado con outras fibras (por exemplo con politetrafluoroetileno). Este diafragma separa o ánodo do cátodo evitando a recombinación dos gases xerados nestes.
Aliméntase o sistema continuamente con salmoira que circula dende o ánodo ata o cátodo. As reaccións que se producen son as seguintes:
- 2Cl- - 2e- → Cl2 (no ánodo)
- H2 + 2e- → H2 (no cátodo)
Na disolución queda unha mestura de NaOH e NaCl. O NaCl se reutiliza e o NaOH ten interese comercial.
Este método ten a vantaxe de consumir menos enerxía có que emprega amálgama de mercurio, pero o inconveniente de que o NaOH obtido é de menor pureza, polo que xeralmente se concentra. Tamén existe un risco asociado ao uso deasbestos.
Este método é o que se adoita implantar nas novas plantas de produción de cloro. Supón aproximadamente o 30% da produción mundial de cloro.
É similar ao método que emprega cela de diafragma: substitúese o diafragma por unha membrana sintética selectiva que deixa pasarións Na+, pero non ións OH- ou Cl-.
O NaOH que se obtén é máis puro e máis concentrado có obtido co método de cela de diafragma, e do mesmo xeito que ese método consómese menos enerxía que nas de amálgama mercurio, aínda que a concentración de NaOH segue sendo inferior e é necesario concentralo. Por outra banda, o cloro obtido polo método de amálgama de mercurio é algo máis puro.
- Algúns cloruros metálicos empréganse comocatalizadores. Por exemplo, FeCl2, FeCl3, AlCl3.
- Ácido hipocloroso, HClO. Emprégase na depuración de augas e algún dos seus sales como axente branqueante.
- Ácido cloroso,HClO2. O sal de sodio correspondente, NaClO2, emprégase para producir dióxido de cloro, ClO2, o cal úsase como desinfectante.
- Ácido clórico (HClO3). O clorato de sodio, NaClO3, tamén se pode empregar para producir dióxido de cloro, empregado no branqueo de papel, así como para obter perclorato.
- Ácido perclórico (HClO4). É un ácido oxidante e emprégase na industria de explosivos. O perclorato de sodio, NaClO4, emprégase como oxidante e na industria téxtil e papeleira.
- Compostos de cloro como osclorofluorocarburos (CFCs) contribúen á destrución dacapa de ozono.
- Algúns compostos orgánicos de cloro empréganse comopesticidas. Por exemplo, o hexaclorobenceno (HCB), opara-diclorodifeniltricloroetano (DDT), o toxafeno etcétera.
- Moitos compostos organoclorados presentan problemas ambientais debido ao seu toxicidade, por exemplo os pesticidas anteriores, os bifenilos policlorados (PCBs), ou as dioxinas.
| Núclido | Abundancia | Masa | Espín | Vida media | Decaemento |
| 32Cl | - | 31,9857 | 1 | 298 ms | ? |
| 33Cl | - | 32,9775 | 3/2 | 2,51 s | ? |
| 34Cl | - | 33,9738 | 0 | 1,53 s | ? |
| 35Cl | 75,77 | 34,9689 | 3/2 | - | - |
| 36Cl | - | 35,9683 | 2 | 301000 a | ?- |
| 37Cl | 24,23 | 36,9659 | 3/2 | - | - |
| 38Cl | - | 37,9680 | 2 | 37,2 m | ?- |
| 39Cl | - | 38,9680 | 3/2 | 55,6 m | ?- |
| 40Cl | - | 39,9704 | 2 | 1,38 m | ?- |
| 41Cl | - | 40,9707 | n.m. | 34 s | ?- |
| 42Cl | - | 41,9732 | n.m. | 6,8 s | ?- |
| 43Cl | - | 42,9742 | n.m. | 3,3 s | ?- |
Na natureza atópanse dúasisótopos estables de cloro. Un de masa 35 uma, e o outro de 37 uma, cunhas proporcións relativas de 3:1 respectivamente, o que dá un peso atómico para o cloro de 35,5 uma.
O cloro ten 9 isótopos con masas dende 32 uma ata 40 uma. Só tres destes se atopan na natureza: o35Cl, estable e cunha abundancia do 75,77%, o37Cl, tamén estable e cunha abundancia do 24,23%, e o isótopo radioactivo36Cl. A relación de36Cl co Cl estable no ambiente é de aproximadamente 700 x 10-15:1.
O36Cl prodúcese na atmosfera a partir do36Ar por interaccións con protóns de raios cósmicos. No subsolo xérase36Cl principalmente mediante procesos de captura de neutróns do35Cl, ou por captura de muóns do40Ca. O36Cl decae a36S e a36Ar, cunha vida media combinada de 308000 anos.
A vida media deste isótopo hidrofílico e non reactivo faino útil para a datación xeolóxica no rango de 60000 a 1 millón de anos. Ademais, producíronse grandes cantidades de36Cl pola irradiación de auga de mar durante as detonacións atmosféricas de armas nucleares entre 1952 e 1958. O tempo de residencia do36Cl na atmosfera é de aproximadamente 1 semana. Así pois, é un marcador para as augas superficiais e subterráneas dos anos 1950, e tamén é útil para a datación de augas que teñan menos de 50 anos. O36Cl empregouse noutras áreas das ciencias xeolóxicas, incluíndo a datación de xeo e sedimentos.
O cloro provoca irritación nosistema respiratorio, especialmente en nenos e persoas maiores. En estadogas irrita asmucosas e en estadolíquido queima apel. Pódese detectar noaire polo seu cheiro a partir de 3,5ppm, sendo mortal a partir duns 1000 ppm. Usouse como arma química naprimeira guerra mundial.
Unha exposición aguda a altas (pero non letais) concentracións de cloro pode provocaredema pulmonar, ou líquido nospulmóns. Unha exposición crónica a concentracións de baixo nivel debilita os pulmóns aumentando a susceptibilidade a outras enfermidades pulmonares.
En moitos países fixouse como límite de exposición no traballo para este gas en 0,5 ppm (media de 8 horas diarias, 40 horas á semana).
Pódense producir fumes tóxicos cando se mestura hipoclorito de sodio conurea,amoníaco ou algún outro produto de limpeza. Estes fumes consisten nunha mestura de cloro e cloruro de nitróxeno; polo tanto, estas combinacións deberían evitarse.
- "Táboa periódica dos elementos"(PDF).Consello da Cultura Galega,Xunta de Galicia,Real Academia Galega de Ciencias,Real Academia Galega eCiencia Nosa. 2019.
- Bermejo, M. R.;González, A.;Vázquez, M. (2006).O nome e o símbolo dos elementos químicos(PDF).Xunta,Secretaría Xeral de Política Lingüística eCRPIH.ISBN 978-84-453-4325-8.
- Bermejo, M. R.;González, A.;Maneiro, M. (2018).Guía dos elementos químicos. Historia, propiedades e aplicacións.Xunta de Galicia eCRPIH.ISBN 978-84-453-5297-7.
