Clo là gì? Các ứng dụng của Clo trong sản xuất và đời sống

Mặc dù Clo là một chất khí được nhắc tới khá nhiều trong cuộc sống nhưng không phải ai cũng hiểu được khí Clo là gì. Chính vì vậy, Primer sẽ giúp bạn giải đáp thắc mắc về Clo là gì, cách điều chế Clo ra sao và những ứng dụng của Clo trong cuộc sống.

Clo là gì?

Clo (Chlorine) là một nguyên tố hóa học có ký hiệu là Cl. Cl là một halogen nằm ở ô số 17, thuộc chu kì 3 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Không chỉ có ái lực điện tử cao nhất mà Clo còn có độ âm điện đứng thứ 3 trong tất cả các nguyên tố.

Clo là gì
Clo hay Chlorine là một nguyên tố hóa học có ký hiệu là Cl

Clo tồn tại ở 2 dạng là dạng lỏng và khí. Trong tự nhiên, Clo chỉ được tìm thấy ở dạng các ion Cl-. Đây là một thành phần quan trọng của muối ăn và nhiều hợp chất khác. Đặc biệt, nó còn là một chất cần thiết để tạo ra phần lớn các loại hình của sự sống, trong đó có cả cơ thể con người.

Hiện nay có khoảng 1,9% khối lượng của nước biển là các ion Cl-. Trong nước biển chết và các mỏ nước mặn ngầm, nồng độ Cl- còn cao hơn nữa. Đa phần các muối clorua hòa tan trong nước nên các clorua rắn thường chỉ được tìm thấy trong những vùng khí hậu khô hoặc nằm sâu dưới lòng đất. Trong vũ trụ, clo được tạo ra từ những vụ nổ siêu tân tinh.

Tính chất của Clo là gì

Tính chất vật lí

Trong điều kiện thông thường, Clo tồn tại ở dạng khí có màu vàng lục và mùi vô cùng hắc. Đây là một chất vô cùng độc hại. Khi ở dạng phân tử, Clo có khối lượng 71 nên nó nặng hơn nhiều so với không khí. Khí Clo tan vừa phải trong nước để tạo thành dung dịch nước clo có màu vàng nhạt. Ở 10 °C, một lít nước có thể hòa tan 3,10 lít khí Clo còn khi ở 30 °C, lượng khí Clo được hòa tan chỉ là 1,77 lít.

Khí Clo tan nhiều hơn trong các dung môi hữu cơ và nó có khả năng phản ứng ngay lập tức với hầu hết các nguyên tố.

Tính chất hóa học

Là một phi kim, Clo có khả năng oxy hóa vô cùng mạnh. Trong các hợp chất, Clo thường có số hóa trị (mức oxi hóa) là -1. Tuy nhiên, với hợp chất có F hoặc O, mức oxi hóa của Clo thường là +1, +3, +5 hoặc +7. Ngoài ra, trong một số trường hợp Clo còn là chất khử.

Nước Clo có màu vàng nhạt
Nước Clo có màu vàng nhạt

– Clo tác dụng với kim loại (trừ Au và Pt) sẽ tạo ra muối halogenua.

2Fe +3Cl2 → 2FeCl3

– Clo tác dụng với Hydro sẽ tạo ra một hợp chất khí. Nếu tỉ lệ số mol giữa H2 và Cl2 là 1:1 sẽ tạo ra một hỗn hợp nổ.

H2 + Cl2 → 2HCl

– Cl tác dụng với nước sẽ tạo ra axit clorua và axit hipoclorơ. Phản ứng xảy ra 2 chiều.

H2O + Cl2 → HCl + HClO

– Cl phản ứng với các hợp chất có tính khử.

2FeCl2 + 2 NaBr →2 NaCl + Br2

– Cl phản ứng với dung dịch NaOH tạo ra nước Javen.

2NaOH + Cl2 → NaClO + NaCl + H2O

Cách điều chế Clo trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp

Trong phòng thí nghiệm

Khi muốn điều chế Clo trong phòng thí nghiệm, người ta sẽ cho axit HCl đặc tác dụng với chất oxi hóa mạnh như kali pemanganat rắn (KMnO4) (có thể đun hoặc không đun) hoặc mangan đioxit rắn (MnO2) (cần đun nóng), KClO3, K2Cr2O7….

Khí Clo thu được thường lẫn tạp chất là hơi nước và khí HCl. Để loại bỏ tạp chất, bạn cần phải dẫn khí Clo lần lượt qua các bình rửa khí chứa dung dịch NaCl (để giữ khí HCl) và chứa H2SO4 đặc để giữ lại hơi nước.

Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm
Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm

Phương trình điều chế khí Clo như sau:

MnO2 + 4HCl → MnCl­2 + Cl2 + 2H2O

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

Trong công nghiệp

Trong công nghiệp, khí Clo được điều chế bằng phương pháp điện phân nóng chảy muối NaCl hoặc điện phân dung dịch muối có màng ngăn. Đây đều là những nguyên liệu có giá thành khá rẻ, dễ kiếm và phản ứng tạo ra một lượng lớn khí Clo.

Các phương trình điều chế khí Clo xảy ra như sau:

2NaCl (to) →  2Na + Cl2

2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2

Clo công nghiệp được sản xuất dưới dạng viên nén hoặc dạng Clo bột và có nhiều ứng dụng trong xử lý nước hồ bơi.

Các ứng dụng của Clo trong sản xuất và đời sống

Trong sản xuất công nghiệp

Clo còn được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp sản xuất giấy, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu, sơn, sản phẩm hóa dầu, chất dẻo, chất khử trùng, dung môi và nhiều sản phẩm tiêu dùng khác.

Ứng dụng của Clo là gì
Clo được dùng để sản xuất thuốc tẩy trắng

Ngoài ra Clo còn được sử dụng trong sản xuất các muối clorat, cacbon tetraclorua, clorofom và trong việc chiết xuất brom.

Ứng dụng của Clo trong đời sống

Clo là một hóa chất quan trọng được ứng dụng nhiều trong khử trùng nước và tẩy trắng sợi vải, giấy,… Hỗn hợp dung dịch gồm axit HCl, Cl dư và HClO còn gọi là nước Clo có khả năng oxy hóa mạnh của nguyên tử [O]. Nhờ đó dung dịch này có khả năng tẩy trắng và khử trùng rất mạnh.

Clo trong dạng axit hipoclorơ HClO được dùng để diệt khuẩn nước sinh hoạt và nước bể bơi. Thậm chí một lượng nhỏ nước uống hiện nay cũng được xử lý bằng Clo.

Xử lý nước bể bơi

Bể bơi, đặc biệt là bể bơi ngoài trời là nơi tiếp xúc với rất nhiều bụi bẩn, lá cây, tế bào da chết, dầu thừa trên cơ thể người, mồ hôi,… Chính vì vậy, nước trong các bể bơi thường nhiễm vi khuẩn, nấm, tảo, vi trùng,…

Để làm sạch nước bể bơi, Clo là hóa chất thường được sử dụng. Với hàm lượng và mức độ nhất định, Clo sẽ giúp tiêu diệt vi khuẩn, vi sinh vật nguy hiểm có trong nước bể bơi mà không gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người.

Xử lý nước sinh hoạt

Nước Clo được thêm vào dưới dạng hỗn hợp dung dịch (Cl2, HCl và HClO) có tác dụng diệt khuẩn trong nước sinh hoạt. Theo các nghiên cứu, khử trùng nước sinh hoạt bằng nước Clo với liều lượng vừa đủ sẽ không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người sử dụng.

Nước Clo có tác dụng diệt khuẩn trong nước sinh hoạt
Nước Clo có tác dụng diệt khuẩn trong nước sinh hoạt

Hướng dẫn cách xử lý Clo dư thừa trong nước

Nồng độ khí Clo đạt chuẩn trong khử trùng nước là 1 – 16mg/l. Nếu sử dụng Clo vượt quá tiêu chuẩn này, người dùng có thể sẽ bị ngộ độc. Để xử lý Clo dư thừa, bạn có thể áp dụng một trong những cách sau đây:

– Dùng than hoạt tính

Than hoạt tính giúp loại bỏ Clo nhờ vào cơ chế hấp thụ bề mặt. Cacbon trong than sẽ phản ứng trực tiếp với Clo và các hợp chất chứa Clo, từ đó loại bỏ Clo khỏi nước. Trung bình cứ 1 kg cacbon có thể phản ứng được với 6kg Clo. Hiện nay, than hoạt tính dạng hạt GAC thường được sử dụng trong các bộ lọc nước.

– Dùng tia cực tím

Tia cực tím với cường độ cao và có bức xạ quang phổ rộng sẽ làm giảm lượng Clo tự do và Chloramines bằng cách tách chúng ra thành axit hydrochloric.

– Dùng hóa chất

Các hóa chất như sulfite, metabisulfites, bisulfites thường được sử dụng để khử Clo trong nước.

– Phơi nước ở nơi thoáng khí cho hơi Clo bay đi.

– Sử dụng máy lọc nước RO

Máy lọc nước công nghiệp giúp xử lý Clo dư trong nước
Máy lọc nước công nghiệp giúp xử lý Clo dư trong nước

Dùng máy lọc nước RO để khử Clo là cách an toàn và tối ưu nhất hiện nay. Không chỉ giúp khử sạch Clo khỏi nước mà máy lọc nước RO còn giúp loại bỏ các chất bẩn, chất độc hại, vi khuẩn, virus,… có trong nước. Với những loại máy có thêm lõi chức năng, nước sẽ được bổ sung thêm các khoáng chất cần thiết cho cơ thể.

Trên đây là các thông tin về Clo là gì mà Primer muốn chia sẻ đến bạn đọc. Mong rằng những chia sẻ này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về Clo và biết cách sử dụng nó sao cho phù hợp, an toàn. Nếu bạn nào đang có nhu cầu mua máy lọc nước RO công nghiệp, hãy liên hệ ngay với chúng tôi theo số hotline 1900 98 98 35 để nhận báo giá TỐT nhất.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *