DEFINICIÓN

Cloro– elemento químico del grupo VII del 3er período Tabla periódica elementos químicos DI. Mendeleev. No metal.

Se refiere a elementos de la familia p. Halógeno. El número de serie es 17. La estructura del nivel electrónico externo es 3s 2 3 p 5. Relativo masa atomica– 35,5 uma La molécula de cloro es diatómica: Cl 2 .

Propiedades químicas del cloro.

El cloro reacciona con metales simples:

Cl2 + 2Sb = 2SbCl3 (t);

Cl2 + 2Fe = 2FeCl3;

Cl2 + 2Na = 2NaCl.

El cloro interactúa con sustancias simples, no metales. Así, al interactuar con fósforo y azufre, se forman los cloruros correspondientes, con flúor - fluoruros, con hidrógeno - cloruro de hidrógeno, con oxígeno - óxidos, etc .:

5Cl2 + 2P = 2HCl5;

Cl2 + 2S = SCl2;

Cl2 + H2 = 2HCl;

Cl2 + F2 = 2ClF.

El cloro es capaz de desplazar el bromo y el yodo de sus compuestos con hidrógeno y metales:

Cl2 + 2HBr = Br2 + 2HCl;

Cl 2 + 2NaI = I 2 + 2NaCl.

El cloro puede disolverse en agua y álcalis, se producen reacciones de desproporción del cloro y la composición de los productos de la reacción depende de las condiciones en las que se lleva a cabo:

Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO;

Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O;

3 Cl 2 + 6 NaOH = 5 NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O.

El cloro reacciona con un óxido que no forma sal, el CO, para formar una sustancia con un nombre trivial, fosgeno, y con amoníaco, para formar tricloruro de amonio:

Cl2 + CO = COCl2;

3Cl2 + 4NH3 = NCl3 + 3NH4Cl.

En reacciones, el cloro exhibe las propiedades de un agente oxidante:

Cl 2 + H 2 S = 2HCl + S.

El cloro reacciona con sustancias orgánicas de la clase de alcanos, alquenos y arenos:

CH 3 -CH 3 + Cl 2 = CH 3 -CH 2 -Cl + HCl (condición - radiación UV);

CH2 = CH2 + Cl2 = CH2(Cl)-CH2-Cl;

C6H6 + Cl2 = C6H5-Cl + HCl (kat = FeCl3, AlCl3);

C 6 H 6 + 6Cl 2 = C 6 H 6 Cl 6 + 6HCl (condición – radiación UV).

Propiedades físicas del cloro.

El cloro es un gas de color amarillo verdoso. Térmicamente estable. Cuando el agua fría se satura con cloro, se forma clarato sólido. Se disuelve bien en agua y es muy susceptible a la dismutación (“agua con cloro”). Se disuelve en tetracloruro de carbono, SiCl 4 líquido y TiCl 4. Poco soluble en solución saturada de cloruro de sodio. No reacciona con el oxígeno. Agente oxidante fuerte. Punto de ebullición - -34,1 ° C, punto de fusión - -101,03 ° C.

Obtener cloro

Anteriormente, el cloro se obtenía mediante el método Scheele (la reacción del óxido de manganeso (VI) con ácido clorhídrico) o según el método Deacon (reacción de cloruro de hidrógeno con oxígeno):

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O;

4HCl + O 2 = 2H 2 O + 2 Cl 2.

Hoy en día se utilizan las siguientes reacciones para producir cloro:

NaOCl + 2HCl = NaCl + Cl2 + H2O;

2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 +5 Cl2 +8H2O;

2NaCl + 2H 2 O = 2NaOH + Cl 2 + H 2 (condición – electrólisis).

uso de cloro

El cloro ha encontrado una amplia aplicación en diversos campos de la industria, ya que se utiliza en la producción de materiales poliméricos (cloruro de polivinilo), blanqueadores, insecticidas organoclorados (hexaclorano), agentes de guerra química (fosgeno), para la desinfección del agua, en la industria alimentaria, en metalurgia, etc.

Ejemplos de resolución de problemas

EJEMPLO 1

EJEMPLO 2

Ejercicio	¿Qué volumen, masa y cantidad de sustancia clorada se liberará (n.s.) cuando 17,4 g de óxido de manganeso (IV) reaccionen con ácido clorhídrico en exceso?
Solución	Escribamos la ecuación de reacción para la interacción del óxido de manganeso (IV) con ácido clorhídrico: 4HCl + MnO 2 = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O. Masas molares de óxido de manganeso (IV) y cloro, calculadas utilizando la tabla de elementos químicos de D.I. Mendeleev – 87 y 71 g/mol, respectivamente. Calculemos la cantidad de óxido de manganeso (IV): norte(MnO 2) = m(MnO 2) / M(MnO 2); norte(MnO 2) = 17,4 / 87 = 0,2 moles. Según la ecuación de reacción n(MnO 2): n(Cl 2) = 1:1, por lo tanto, n(Cl 2) = n(MnO 2) = 0,2 mol. Entonces la masa y el volumen de cloro serán iguales: m(Cl2) = 0,2 × 71 = 14,2 g; V(Cl 2) = n(Cl 2) × V m = 0,2 × 22,4 = 4,48 l.
Respuesta	La cantidad de sustancia clorada es 0,2 mol, el peso es 14,2 g y el volumen es 4,48 l.

Elemento del subgrupo VII de la tabla periódica de D.I. A nivel externo hay 7 electrones, por lo tanto, al interactuar con agentes reductores, el cloro muestra sus propiedades oxidantes, atrayendo un electrón metálico hacia sí mismo.

Propiedades físicas del cloro.

El cloro es un gas amarillo. Tiene un olor acre.

Propiedades químicas del cloro.

Gratis cloro muy activo. Reacciona con todas las sustancias simples excepto el oxígeno, el nitrógeno y los gases nobles:

Si + 2 CL 2 = SiCl 4 + q.

Al interactuar con el hidrógeno en temperatura ambiente Prácticamente no hay reacción, pero tan pronto como la iluminación actúa como influencia externa, se produce una reacción en cadena, que ha encontrado su aplicación en la química orgánica.

Cuando se calienta, el cloro puede desplazar el yodo o el bromo de sus ácidos:

CL 2 + 2 HBr = 2 HCl + hermano 2 .

El cloro reacciona con el agua y se disuelve parcialmente en ella. Esta mezcla se llama agua con cloro.

Reacciona con álcalis:

Cl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H 2 O (frío),

Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3 H 2 O (calor).

Obteniendo cloro.

1. Electrólisis de la masa fundida de cloruro de sodio, que se desarrolla según el siguiente esquema:

2. Método de laboratorio para la producción de cloro:

MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O.

Cl 2 al vol. T - gas amarillo verdoso con un fuerte olor sofocante, 2,5 veces más pesado que el aire, ligeramente soluble en agua (~ 6,5 g/l); X. r. en disolventes orgánicos no polares. Se encuentra en forma libre sólo en gases volcánicos.

Métodos de obtención

Basado en el proceso de oxidación de aniones Cl -

2Cl - - 2e - = Cl 2 0

Industrial

Electrólisis de soluciones acuosas de cloruros, más a menudo NaCl:

2NaCl + 2H 2 O = Cl 2 + 2NaOH + H 2

Laboratorio

Oxidación de conc. HCI con varios agentes oxidantes:

4HCI + MnO 2 = Cl 2 + MnCl 2 + 2H 2 O

16HCl + 2KMnO 4 = 5Cl 2 + 2MnCl 2 + 2KCl + 8H 2 O

6HCl + KClO 3 = 3Cl 2 + KCl + 3H 2 O

14HCl + K2Cr2O7 = 3Cl2 + 2CrCl3 + 2KCl + 7H2O

Propiedades químicas

El cloro es un agente oxidante muy fuerte. Oxida metales, no metales y sustancias complejas, convirtiéndose en aniones Cl - muy estables:

Cl 2 0 + 2e - = 2Cl -

Reacciones con metales

Los metales activos en una atmósfera de cloro gaseoso seco se encienden y arden; en este caso se forman cloruros metálicos.

Cl2 + 2Na = 2NaCl

3Cl 2 + 2Fe = 2FeCl 3

Los metales poco activos se oxidan más fácilmente con cloro húmedo o sus soluciones acuosas:

Cl2 + Cu = CuCl2

3Cl2 + 2Au = 2AuCl3

Reacciones con no metales

El cloro no interactúa directamente solo con O 2, N 2, C. Las reacciones con otros no metales ocurren en diferentes condiciones.

Se forman haluros no metálicos. La reacción más importante es la interacción con el hidrógeno.

Cl2 + H2 = 2HC1

Cl 2 + 2S (fundido) = S 2 Cl 2

3Cl 2 + 2P = 2PCl 3 (o PCl 5 - en exceso de Cl 2)

2Cl 2 + Si = SiCl 4

3Cl 2 + Yo 2 = 2ICl 3

Desplazamiento de no metales libres (Br 2, I 2, N 2, S) de sus compuestos.

Cl2 + 2KBr = Br2 + 2KCl

Cl 2 + 2KI = Yo 2 + 2KCl

Cl 2 + 2HI = Yo 2 + 2HCl

Cl 2 + H 2 S = S + 2HCl

3Cl 2 + 2NH 3 = N 2 + 6HCl

Desproporción de cloro en agua y soluciones acuosas de álcalis.

Como resultado de la autooxidación-autorreducción, algunos átomos de cloro se convierten en aniones Cl -, mientras que otros en estado de oxidación positivo se incluyen en aniones ClO - o ClO 3 -.

Cl 2 + H 2 O = HCl + HClO ácido hipocloroso

Cl 2 + 2KOH = KCl + KClO + H 2 O

3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

3Cl 2 + 2Ca(OH) 2 = CaCl 2 + Ca(ClO) 2 + 2H 2 O

Estas reacciones son importantes porque conducen a la producción de compuestos de oxígeno y cloro:

KClO 3 y Ca(ClO) 2 - hipocloritos; KClO 3 - clorato de potasio (sal de Berthollet).

Interacción del cloro con sustancias orgánicas.

a) sustitución de átomos de hidrógeno en moléculas de OM

b) unión de moléculas de Cl 2 en el sitio de ruptura de múltiples enlaces carbono-carbono

H 2 C = CH 2 + Cl 2 → ClH 2 C-CH 2 Cl 1,2-dicloroetano

HC≡CH + 2Cl 2 → Cl 2 HC-CHCl 2 1,1,2,2-tetracloroetano

Cloruro de hidrógeno y ácido clorhídrico.

Gas cloruro de hidrógeno

Físico y Propiedades químicas

HCl - cloruro de hidrógeno. En la rev. T - incoloro. un gas con un olor acre, se licúa con bastante facilidad (pf -114°C, pb -85°C). El HCl anhidro, tanto en estado gaseoso como líquido, no es conductor de electricidad y es químicamente inerte frente a metales, óxidos e hidróxidos metálicos, así como muchas otras sustancias. Esto significa que en ausencia de agua, el cloruro de hidrógeno no presenta propiedades ácidas. Sólo a temperaturas muy altas el HCl gaseoso reacciona con los metales, incluso con los de baja actividad como el Cu y la Ag.
Las propiedades reductoras del anión cloruro en HCl también aparecen en pequeña medida: se oxida con flúor en vol. T, y también a T alta (600°C) en presencia de catalizadores, reacciona reversiblemente con el oxígeno:

2HCl + F2 = Cl2 + 2HF

4HCl + O 2 = 2Сl 2 + 2H 2 O

El HCl gaseoso se utiliza ampliamente en la síntesis orgánica (reacciones de hidrocloración).

Métodos de obtención

1. Síntesis a partir de sustancias simples:

H2 + Cl2 = 2HCl

2. Formado como subproducto durante la cloración de hidrocarburos:

R-H + Cl 2 = R-Cl + HCl

3. En el laboratorio se obtiene por acción de la conc. H 2 SO 4 para cloruros:

H 2 SO 4 (conc.) + NaCl = 2HCl + NaHSO 4 (con calentamiento lento)

H 2 SO 4 (conc.) + 2NaCl = 2HCl + Na 2 SO 4 (con calentamiento muy alto)

Solución acuosa de HCl - ácido fuerte (clorhídrico o clorhídrico)

El HCl es muy soluble en agua: en vol. En 1 litro de H 2 O se disuelven ~ 450 litros de gas (la disolución va acompañada de la liberación de una cantidad significativa de calor). La solución saturada tiene una fracción másica de HCl igual al 36-37%. Esta solución tiene un olor muy acre y sofocante.

Las moléculas de HCl en el agua se desintegran casi por completo en iones, es decir, solución de agua El HCl es un ácido fuerte.

Propiedades químicas del ácido clorhídrico.

1. El HCl disuelto en agua lo revela todo propiedades generalesácidos debido a la presencia de iones H +

HCl → H + + Cl -

Interacción:

a) con metales (hasta N):

2HCl 2 + Zn = ZnCl 2 + H 2

b) con óxidos básicos y anfóteros:

2HCl + CuO = CuCl 2 + H 2 O

6HCl + Al 2 O 3 = 2AlCl 3 + ZN 2 O

c) con bases e hidróxidos anfóteros:

2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O

3HCl + Al(OH)3 = AlCl3 + ZH2O

d) con sales de ácidos más débiles:

2HCl + CaCO 3 = CaCl 2 + CO 2 + H 3 O

HCl + C 6 H 5 ONa = C 6 H 5 OH + NaCl

e) con amoniaco:

HCl + NH3 = NH4Cl

Reacciones con agentes oxidantes fuertes F 2, MnO 2, KMnO 4, KClO 3, K 2 Cr 2 O 7. El anión Cl - se oxida para liberar halógeno:

2Cl - - 2e - = Cl 2 0

Para conocer las ecuaciones de reacción, consulte "Producción de cloro". De particular importancia es la ORR entre los ácidos clorhídrico y nítrico:

Reacciones con compuestos orgánicos.

Interacción:

a) con aminas (como bases orgánicas)

R-NH 2 + HCl → + Cl -

b) con aminoácidos (como compuestos anfóteros)

Óxidos de cloro y oxoácidos

Óxidos ácidos

Ácidos

Sales

Propiedades químicas

1. Todos los oxoácidos de cloro y sus sales son agentes oxidantes fuertes.

2. Casi todos los compuestos se descomponen cuando se calientan debido a oxidación-reducción intramolecular o desproporción.

Polvo de blanquear

La cal clórica (blanqueadora) es una mezcla de hipoclorito y cloruro de calcio, tiene un efecto blanqueador y desinfectante. A veces se considera como ejemplo de sal mixta que contiene simultáneamente los aniones de dos ácidos:

agua de jabalina

Solución acuosa de cloruro de potasio y hapoclorito KCl + KClO + H 2 O

Tarea número 1

Cuando el aluminio se fusiona con hidróxido de sodio, se forma

• 1.NaAlO2
• 2.AlH3
• 3. na
• 4. Al2O3

Respuesta 1

Explicación:

Cuando el aluminio se fusiona con un álcali, el NaOH forma aluminato de sodio según la reacción (temperatura de reacción ~ 400˚C):

2(NaOH. H 2 O) + 2Al = 2NaAlO 2 + H 2

El aluminio reacciona con soluciones alcalinas para formar tetrahidroxoaluminatos:

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + H2

Tarea número 2

Reaccionar con agua a temperatura ambiente:

1) bario y cobre

2) aluminio y mercurio

3) calcio y litio

4) plata y sodio

Respuesta: 3

Explicación:

Sólo los metales de los principales subgrupos de los grupos I y II (excepto magnesio y berilio) reaccionan con el agua a temperatura ambiente:

2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2

Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2

Los elementos de los subgrupos secundarios de los grupos I y II Ag, Cu, Hg no interactúan con el agua.

El Al en condiciones normales es bastante inerte, ya que está cubierto con una película protectora de óxido de Al 2 O 3. Después de eliminar la película de óxido (mecánicamente o por amalgama), el aluminio reacciona con el agua:

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 2H 2

Tarea número 3

Sólo capaz de exhibir propiedades oxidantes.

1) Oxígeno

Respuesta: 2

Explicación:

Entre los no metales enumerados, el agente oxidante más poderoso es el flúor, que tiene la electronegatividad más alta entre todos los elementos. Ligeramente más débil propiedades oxidantes El oxígeno no metálico lo tiene, pero en combinación con el flúor (OF 2) el oxígeno tiene un estado de oxidación positivo, por lo que exhibe propiedades reductoras. El nitrógeno y el cloro, cuya electronegatividad es menor, son capaces de presentar propiedades tanto oxidantes como reductoras.

Tarea número 4

101435

La reacción es posible entre

• 1. Ag y K 2 SO 4 (solución)
• 2. Zn y KCl (solución)
• 3. Mg y SnCl 2 (solución)
• 4. Ag y CuSO 4 (solución)

Respuesta: 3

Explicación:

Para que la reacción de sustitución entre un metal y una solución salina sea prácticamente factible, es necesario realizar siguiente condición: el metal debe ubicarse en la serie de actividad del metal a la izquierda del metal que forma parte de la sal.

Por lo tanto, la plata Ag no reacciona ni con una solución de sulfato de potasio K 2 SO 4 ni con una solución de sulfato de cobre CuSO 4, y el zinc Zn tampoco reacciona con el cloruro de potasio KCl.

La reacción entre magnesio y una solución de cloruro de estaño es prácticamente factible (el magnesio está a la izquierda del estaño en:

Mg + SnCl 2 (solución) = MgCl 2 + Sn.

Tarea número 5

Una propiedad común del cobre y el hierro es su capacidad para disolverse en

2) ácido sulfúrico (solución)

3) solución alcalina

4) ácido nítrico (conc.)

Respuesta: 4

Explicación:

Una propiedad común del cobre y el hierro es su capacidad para disolverse en ácido nítrico concentrado cuando se calientan:

Cu + 4HNO 3 (conc.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Fe + 6HNO 3 (conc.) = Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O (cuando se calienta)

El hierro caliente reacciona con el vapor de agua, el cobre no reacciona:

3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2

El cobre se encuentra en la serie de actividades metálicas después del hidrógeno, por lo tanto, como metal menos activo, no es capaz de desplazar el hidrógeno de los ácidos no oxidantes (con la excepción del HNO 3 concentrado y el H 2 SO 4 concentrado).

El Cu no reacciona con el ácido sulfúrico diluido.

El Fe se ubica en la serie de actividades de los metales antes que el hidrógeno, por lo que reacciona con soluciones diluidas de ácidos clorhídrico y sulfúrico para formar las sales correspondientes:

Fe + H 2 SO 4 (diluido) = FeSO 4 + H 2

Mediante electrólisis de una solución alcalina al 30% sobre un ánodo de hierro, se pueden obtener ferratos: sales del ácido ferroso H 2 FeO 4, que no existe en forma libre.

Fe + 2KOH + 2H 2 O → K 2 FeO 4 + 3H 2

El cobre, al ser un metal de transición, no interactúa con los álcalis.

Tarea número 6

El cloro reacciona con cada una de dos sustancias:

• 1. O 2 y Ne
• 2. Fe y NaI
• 3. N 2 y él
• 4. NaF y O 2

Respuesta: 2

Explicación:

El cloro (Cl 2) es un no metal (agente oxidante fuerte), por lo que puede interactuar con los metales para formar sales: cloruros:

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3 (Fe se oxida a Fe +3)

Al tener mayor electronegatividad que los halógenos yodo y bromo y, por tanto, ser un agente oxidante más fuerte, el cloro puede desplazar al bromo y al yodo de sus sales:

2NaI + Cl 2 = 2NaCl + Yo 2 ↓

Con el oxígeno, el cloro es capaz de formar óxidos en los que presenta estados de oxidación de +1 a +7: Cl 2 O, ClO 2, Cl 2 O 5 y Cl 2 O 7. Son térmica y fotoquímicamente inestables.

La reacción no tiene lugar con fluoruros metálicos (NaF), ya que el flúor, al ser un fuerte agente oxidante, no puede reducirse con cloro.

El cloro no reacciona con gases nobles (He, Ne) ni con nitrógeno químicamente inerte (N 2).