LÝ THUYẾT / HÓA HỌC / HÓA HỌC VÔ CƠ / CHỦ ĐỀ 1. NHÓM HALOGEN

CLO

I. KHÁI NIỆM

- Trong tự nhiên Clo có 2 đồng vị:

³⁵₁₇Cl (75%)

³⁷₁₇Cl (25%)

⇒ M_Cl=35,5

- Là chất khí, màu vàng, mùi xốc, độc và nặng hơn không khí.

- Cl₂có một liên kết cộng hóa trị, dễ dàng tham gia phản ứng, là một chất oxi hóa mạnh.

- Tham gia các phản ứng, Clo thường là chất oxy hoá, tuy nhiên clo cũng có khả năng đóng vai trò là chất khử.

II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. TÁC DỤNG VỚI KIM LOẠI

- Đa số kim loại PHẢI CÓ t⁰để khơi mào phản ứng.

- Tạo muối clorua (có hoá trị cao nhất).

2Na + Cl₂ $\overset{t^{0}}{\to}$ 2NaCl

2Fe + 3Cl₂→ 2FeCl₃

Cu + Cl₂→ CuCl₂

2. TÁC DỤNG VỚI PHI KIM

- Cần có nhiệt độ hoặc có ánh sáng.

H₂+ Cl₂→2HCl (as)

Cl2 + 2S → S₂Cl₂

2P + 3Cl₂→ 2PCl₃

- Cl₂KHÔNG tác dụng TRỰC TIẾP với O₂.

3. TÁC DỤNG VỚI MỘT SỐ HỢP CHẤT CÓ TÍNH KHỬ

H₂S + Cl_{2 →} 2HCl + S

3Cl₂+ 2NH_{3 →} N₂+ 6HCl

Cl₂+ SO₂+ 2H₂O →H₂SO₄+ 2HCl

4. VỪA LÀ CHẤT OXI HÓA VỪA LÀ CHẤT KHỬ

TÁC DỤNG VỚI NƯỚC

Khi hoà tan vào nước, một phần Clo tác dụng (Thuận nghịch)

Cl⁰₂+ H₂O ⇄HCl + HClO (Axit hipoclorơ)

Axit hipoclorơ có tính oxy hoá mạnh

=> Nó phá hủy các màu vì thế nước clo hay clo ẩm có tính tẩy màu do.

TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZO

Cl₂+ 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O (nước javel)

2Cl₂+ 2Ca(OH)₂→ Ca(ClO)₂+ CaCl₂+ H₂O

3Cl₂+ 6KOH ⎯⎯→ KClO₃+ 5KCl + 3H₂O

5. TÁC DỤNG VỚI MUỐI

Clo có tính oxi hóa MẠNH nên có thể TÁC DỤNG với muối Fe²⁺ để tạo thành Fe³⁺

Cl₂+ 2NaBr → 2NaCl + Br₂

Cl₂+ 2FeCl₂→ 2FeCl₃

3Cl₂+ 6FeSO₄→ 2Fe₂(SO₄)₃+ 2FeCl₃

Cl₂+ 2KI → 2KCl + I₂

6. PHẢN ỨNG THẾ - PHẢN ỨNG CỘNG - PHẢN ỨNG PHÂN HỦY VỚI MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ

CH₄+ Cl₂→CH₃Cl + HCl (askt)

CH₂=CH₂+ Cl₂→ CH₂Cl – CH₂Cl

C₂H₂+ Cl₂→ 2C + 2HCl

III. ĐIỀU CHẾ

Nguyên tắc là KHỬ các hợp chất Cl để tạo ra Cl đơn chất.

1. TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

Cho HCl đậm đặc tác dụng với các chất ôxi hóa mạnh (KMnO₄,MnO₂,KClO₃)

2KMnO₄+ 16HCl →2KCl + 2MnCl₂+ 5Cl_{2 ↑}+ 8H₂O

MnO₂+ 4HCl → MnCl₂+ Cl_2↑+ 2H₂O

KClO₃+ 6HCl → KCl + 3H₂O + 3Cl₂

2. TRONG CÔNG NGHIỆP

Dùng phương pháp điện phân

(nếu điện phân không có màng ngăn xốp thì sản phẩm thu được là dung dịch nước javel)

2NaCl + 2H₂O ^đpdd/mnx→H_2↑+ 2NaOH + Cl_2↑

2NaCl ^đpnc→2Na+ Cl_2↑

Ngoài ra còn có thể từ HCl và O₂có xúc tác là CuCl₂ở 400^oC.

4HCl + O₂ ^{CuCl2 (400C)}→2Cl₂+ 2H₂O

Khử Clo trong phòng thí nghiệm

NH₃+Cl₂→ N₂+HCl