Nắm được cách điều chế Clo trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp đúng cách sẽ giúp chúng ta thu được thành phẩm chất lượng, ứng dụng vào nghiên cứu, sản xuất một cách hiệu quả nhất. Bài viết này, VietChem sẽ hướng dẫn quý vị cách điều chế khí Cl2 đơn giản và dễ thực hiện.
Clo là gì?
Clo là một nguyên tố hoá học trong bảng tuần hoàn
Trước hết, để có thể điều chế Clo trong phòng thí nghiệm bạn cần biết Clo là gì? Tính chất, ứng dụng và đặc điểm như thế nào?
Clo là hóa chất quá quen thuộc đối với đời sống của con người, nó tồn tại ở dạng lỏng, dạng rắn và dạng khí, ứng dụng phổ biến trong khử trùng và tẩy trắng. Clo là một nguyên tố hóa học thuộc chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn, kí hiệu là Cl. Ion Clo là một thành phần của muối ăn và các hợp chất khác, chúng có mặt phổ biến trong tự nhiên.
Tính chất vật lý của Clo
Clo có trong tự nhiên và có thể điều chế Clo trong phòng thí nghiệm
- Cl là một nguyên tố phi kim thuộc nhóm halogen, ở điều kiện môi trường bình thường nó tồn tại ở dạng rắn, lỏng, khí.
- Khí Cl2 có màu vàng lục, mùi hơi hắc và rất độc hại khi hít phải, nặng hơn không khí 2,5 lần.
- Khí Clo có thể hòa tan trong nước và tan mạnh trong các dung môi hữu cơ.
- Trong tự nhiên, khí Clo tìm được ở dạng muối clorua, chủ yếu là muối ăn natri clorua.
Tính chất hóa học của Clo
Nguyên tử Cl có độ âm điện là 3,16 khá lớn [chỉ đứng sau nguyên tử F và Oxi] nên Clo có số oxi hoá dương [+1, +3, +5, +7] trong hợp chất các nguyên tố này. Còn các trường hợp còn lại, Clo có số oxi hoá âm là -1.
Tính chất hoá học của Clo
Clo có tính oxi hóa mạnh, khi tham gia phản ứng nguyên tử Clo dễ nhận thêm 1 e để thành ion clorua Cl-
- Tác dụng với phi kim tạo ra muối halogenua trừ những bạch kim như Platin, Vàng. Phản ứng xảy với tốc độ nhanh ở nhiệt độ thường và toả nhiều nhiệt.
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Mg + Cl2 → MgCl2
- Tác dụng với hydro tạo thành hydro clorua
H2 + Cl2 → 2HCl
- Tác dụng với nước tạo phản ứng thuận nghịch
H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO [axit hipoclorơ]
2NaBr + Cl2 → 2NaCl + Br2
- Tác dụng với chất khử mạnh
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
3Cl2 + 2NH3 → N2 + 6HCl
| KHÍ CLO [CL2] HOÁ LỎNG - Hàm lượng: 99.5% - Xuất xứ: Việt Nam - Ứng dụng: Tẩy trắng, khử trùng, sản xuất công nghiệp - Chất lượng: ⭐⭐⭐⭐⭐ |
Nguyên tắc chung để điều chế Clo
Nguyên tắc chung để điều chế Clo trong phòng thí nghiệm hay công nghiệp là oxi hoá Cl- thành Cl2.
Trong thí nghiệm: dùng các chất có tính oxi hoá mạnh như KClO3, MnO2 và KMnO4
Trong công nghiệp: điện phân NaCl [dung dịch] có màng ngăn xốp
Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm
Sơ đồ điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm
Trong phòng thí nghiệm, người ta thường điều chế Clo bằng cách tiến hành đun nóng nhẹ dung dịch axit HCl đậm đặc với MnO2. Phương trình điều chế clo trong phòng thí nghiệm được diễn ra như sau:
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Khí điều chế clo trong phòng thí nghiệm thường có lẫn tạp chất là hơi nước và axit clohidric
Để thu được khí Clo tinh khiết, bạn cần thực hiện thêm các bước sau đây:
- Bước 1: Cho khí Clo qua bình axit H2SO4 đậm đặc, nó sẽ được làm khô nước
- Bước 2: Khí Clo nặng hơn không khí nên dùng phương pháp đẩy khí Clo để thu khí
- Bước 3: Sử dụng bông tẩm xút để hạn chế khí bay ra bên ngoài gây độc
Ngoài việc dùng MnO2, để điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm cần dùng các hóa chất oxy hóa khác như KMnO4, KClO3, CaOCl2,...
Phương trình điều chế Clo:
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2
KClO3 + 6HCl → KCl + 3H2O + 3Cl2
CaOCl2 + 2HCl → Cl2 + CaCl2 + H2O
Hình ảnh điều chế clo trong phòng thí nghiệm
Điều chế Clo trong công nghiệp
Sử dụng phương pháp điều chế clo trong phòng thí nghiệm chỉ thu được một lượng nhỏ sẽ không đủ phục vụ cho công nghiệp. Do đó các nhà sản xuất tiến hành điện phân nóng chảy muối Natri Clorua theo phương trình sau:
2NaCl → 2Na + Cl2
Ngoài ra, việc điều chế Clo trong công nghiệp có thể áp dụng điện phân có màng ngăn dung dịch muối halogen
2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2
Ứng dụng của Clo
Những ứng dụng tuyệt vời của Clo
Việc điều chế Clo trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp nhằm đáp ứng một số ứng dụng sau đây:
- Sử dụng phổ biến trong sản xuất giấy, khử trùng, thuốc nhuộm vải sợi, thuốc trừ sâu, công nghiệp hóa dầu, sản xuất chất dẻo,..
- Chlorine được sử dụng để khử trùng nước uông, nước sinh hoạt, nước hồ bơi.
- Khí Clo được dùng trong tẩy trắng, khử trùng và làm sạch nước.
- Sản xuất nước javen, Clorua vôi, axit clorua
- Clo còn được dùng sản xuất Clorat, Clorofom, tetraclorua cacbon
- Dùng để điều chế nhiều loại dung môi công nghiệp nhưu cacbon tetra clorua để sản xuất nhiều chất polime như nhựa PVC, cao su tổng hợp…
- Điều chế khí Cl2 trong phòng thí nghiệm để phục vụ việc học tập và nghiên cứu.
Lưu ý khi sử dụng khí Clo
- Tuyệt đối không trộn khí Cl2 với nước tiểu hoặc các sản phẩm tẩy rửa vì sẽ sản sinh ra khí độc gồm Clo và triclorua nito
- Phơi nhiễm Clo ở nồng độ cao có thể gây tích tụ huyết thanh hoặc phồng rộp
- Phơi nhiễm Clo ở nồng độ thấp làm phổi suy yếu, gây rối loạn hô hấp
- Không cho trẻ nhỏ và người cao tuổi tiếp xúc trực tiếp với Cl2
Mua Clo ở đâu uy tín chất lượng?
Mặc dù biết được cách điều chế Cl2 trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp nhưng không phải đơn vị nào cũng đủ khả năng để điều chế ra số lượng lớn Clo để sử dụng. Hiểu được điều đó, Công ty VietChem đã tìm kiếm và cung cấp ra thị trường các hợp chất Clo đáp ứng các nhu cầu xử lý nước, ứng dụng trong sản xuất công nghiệp số lượng lớn, nguồn hàng ổn định, giao hàng nhanh chóng. Liên hệ ngay số HOTLINE hoặc chat trực tuyến trên website để nhận được báo giá tốt nhất về các sản phẩm Clo mà chúng tôi cung cấp.
Hy vọng qua bài viết này, quý bạn đọc sẽ hiểu rõ hơn về cách điều chế Clo trong phòng thí nghiệm cũng như trong công nghiệp. Xem thêm về các loại hóa chất khác tại hoachat.com.vn.
Phương pháp điều chế Cl2 trong công nghiệp: Điện phân dung dịch NaCl màng ngăn xốp:
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2 + H2.
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Clo là một nguyên tố hóa học vô cùng quen thuộc, nó được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực đời sống cũng như trong nghiên cứu và được biết đến nhiều nhất với công dụng khử trùng. Vậy Clo có những tính chất gì, ứng dụng cụ thể ra sao, có những cách nào để điều chế clo trong phòng thí nghiệm? Hãy cùng VIETCHEM đi tìm hiểu qua nội dung bài viết dưới đây nhé!
Clo là gì?
1. Clo là gì?
Clo là một nguyên tố halogen trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, có ký hiệu là Cl. Nó thuộc ô số 17, thuộc chu kì 3 và có số nguyên tử bằng 17. Ion Clo là một trong những thành phần của muối ăn Natri Clorua và nhiều hợp chất khác. Đây là chất quan trọng để tạo nên sự sống, trong đó có con người.
Trong tự nhiên, Clo được tìm thấy nhiều trong nước biển, chiếm tới 1,94%. Muối biển Natri Clorua được tìm thấy ở trạng thái rắn gọi là muoosimor. Ngoài ra, kali clorua cũng khá phổ biến và nó có trong khoáng vật cacnalit KCl.MgCl2.6H2O và xinvinit NaCl.KCl.
Clo tồn tại ở dạng khí có màu vàng nhạt, mùi hắc, có tính oxi hóa mạnh và là một thành phần quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất, điển hình là hóa chất khử trùng và tẩy trắng.
2. Các tính chất lý hóa đặc trưng của Clo
2.1 Tính chất vật lý của Clo
- Clo là một phi khim, ở điều kiện thường nó tồn tại ở trạng thái khí, màu vàng, mùi rất hắc và xốc, là một Halogen vô cùng độc.
- Khí Clo nặng hơn không khí gần 2,5 lần, tan được trong nước và tan mạng tỏng các dung môi hữu cơ.
- Trong tự nhiên, Clo tồn tại ở dạng hợp chất muối Clorua, đặc biệt là trong muối ăn NaCl hay muối KCl. Ngoài ra nó còn tồn tại trong một số khoáng vật như cacnalit hay xinvinit.
2.2 Những tính chất hóa học của Clo
Do lớp e ngoài cùng của Clo đã có 7e nên nó là phi kim điển hình, dễ nhận thêm 1e. Vì vậy nó có tính oxi hóa mạnh.
Cl2 + 2e → 2Cl- [ion clorua]
Khi ở trong các hợp chất, clo thường có mức oxi hóa là -1 còn khi ở trong hợp chất với F hoặc O, clo còn có mức oxi hóa là +1; +3; +5; +7.
Clo là chất có tính oxi hóa mạnh. Ngoài ra, nó cũng thể hiện tính khử trong một số trường hợp.
Clo tác dụng với hầu hết các kim loại, ngoại trừ Au và Pt để hình thành muối halogenua với số hóa trị của kim loại cao. Điều kiện xảy ra phản ứng là đun nóng.
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
- Tác dụng với hydro trong điều kiện có ánh sáng
H2 + Cl2 → 2HCl
Nếu tỉ lệ số mol của H2 và Cl2 là 1:1 thì nó sẽ tạo thành một hỗn hợp nổ.
Clo có phản ứng thuận nghịch khi tác dụng với nước. Phản ứng hóa học xảy ra như sau:
H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO [axit clohydric và axit hipoclorơ]
Vì HClO có tính oxi hóa rất mạnh và có tính tẩy màu cao nên nước Clo thường được dùng làm chất tẩy màu, sát trùng, khử khuẩn cho nước.
- Tác dụng với dung dịch muối của các halogen yếu hơn
Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2
Cl2 + 2KI → 2KCl + I2
- Tác dụng với các hợp chất có tính khử
2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
3Cl2 + 2NH3 → N2 + 6HCl
Trong các phòng thí nghiệm, amoniac được sử dụng để khử độc khí clo trong phòng thí nghiệm
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H2SO4
3. Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm bằng cách nào?
Để điều chế Clo trong phòng thí nghiệm, người ta cho axit clohydric đặc tác dụng với một chất oxi hóa mạnh, có thể là mangan dioxit rắn hoặc kali penmanganat rắn,…Nếu dùng mangan dioxit thì cần xúc tác nhiệt độ còn với kali penmanganat thì có thể đun hoặc không đun nóng. Vì khí clo thu được sau phản ứng thường bị lẫn tạp chất là khí hiđro clorua và hơi nước nên để điều chế khí nguyên chất, người thực hiện sẽ dẫn khí qua các bình rửa khí có chứa dung dịch NaCl để giữ lại HCl và chứa H2SO4 đặc để giữ hơi nước.
MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 6H2O
Còn trong công nghiệp, khí Clo được điều chế bằng cách điện phân nóng chảy muối Natri clorua.
2NaCl → 2Na + Cl2
Hoặc điện phân dung dịch muối có màng ngăn, theo phương trình phản ứng như sau:
2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2
4. Những điều bạn có thể chưa biết về Clo
5. Vai trò của Clo đối với sức khỏe con người
Bên cạnh tác dụng khử trùng, tẩy trắng, clo cũng có những ý nghĩa nhất định đối với sức khỏe con người, cụ thể như sau:
Đối với trẻ em
Clo trong cơ thể có vai trò như một chất điện phân, giúp giữ nước, tránh tình trạng cơ thể mệt mỏi, kiệt sức do thiếu nước. Đồng thời, Clo cũng giúp thúc đẩy quá trình phát triển của cơ bắp, tăng sự chắc khỏe, dẻo dai.
Đối với người lớn
Hydro trong dạ dày khi kết hợp với Clo sẽ tạo thành một loại enzyme tiêu hóa mạnh để phá vỡ các protein, nhờ đó mà cơ thể có thể hấp thụ tốt các chất khoáng kim loại và vitamin B12. Khi Clo được hất thụ trong ruột và trở lại máu, nó sẽ giúp duy trì khối lượng dịch bào cơ thể.
Vì Clo mang điện tích âm nên nó sẽ kích thích khả năng thần kinh khi đi vào cơ thể, nhờ đó mà hạn chế và khắc phục được đáng kể những bệnh về trí nhớ ở người lớn.
Có vai trò rất quan trọng nên lượng Clo trong cơ thể có sự thay đổi sẽ gây ra những phản ứng bất thường. Nếu thiếu cơ clo [do tiêu chảy, nôn nói, mất nhiều mồ hôi,...] máu sẽ trở quá kiềm và cơ thể khi ấy sẽ xuất hiệu những triệu chứng như chán ắn, mất nước, yếu cơ,... Còn nếu cơ thể thừa Clo, thận sẽ bài tiết chúng ra ngoài bằng đường nước tiểu, tuy nhiên, nếu thận đang tổn thương, không hoạt động bình thường thì Clo sẽ bị tích tụ và có thể gây ung thư dạ dày.
Vậy nên, mỗi người cần thường xuyên theo dõi cũng như kiểm soát lượng Clo trong cơ thể.
Chắc hẳn sau bài viết này của Vietchem, các bạn đã biết được cách điều chế Clo trong phòng thí nghiệm như thế nào rồi đúng không? Nếu bạn đang có nhu cầu tìm mua Clo hay nước Clo, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo số Hotline 0826 010 010 để được tư vấn và báo giá tốt nhất.