Química del cloro

El cloro es un elemento químico con número atómico 17, ubicado en el grupo de los halógenos (grupo 7) de la tabla periódica, y su símbolo es (Cl).

En condiciones normales y en estado puro, el cloro es un gas de color amarillo-verdoso compuesto por moléculas diatómicas, ( ${Cl}_2$ ), que es aproximadamente 2,5 veces más denso que el aire.

Posee un olor desagradable y es venenoso. El cloro es abundante en la naturaleza y es esencial para muchas formas de vida.

Características principales del cloro

En la naturaleza, el cloro no se encuentra en estado puro debido a su alta reactividad con otros elementos y compuestos químicos. Suele encontrarse en forma de cloruros y cloratos, especialmente como cloruro de sodio, que se localiza en minas de sal y en el agua de mar, disuelto o en suspensión.

El cloruro de sodio es lo que comúnmente se conoce como sal de mesa. Este compuesto se utiliza para la potabilización del agua disolviéndolo en ella; además, tiene aplicaciones como oxidante, blanqueante y desinfectante. El cloro gaseoso es altamente tóxico (neurotóxico) y fue utilizado como gas de guerra durante la Primera y Segunda Guerra Mundial.

Este halógeno forma diversas sales y se obtiene a partir de cloruros mediante procesos de oxidación, generalmente a través de electrólisis.

Se combina fácilmente con la mayoría de los elementos y es ligeramente soluble en agua (aproximadamente 6,5 g de cloro por litro de agua a 25 °C), donde se disuelve parcialmente formando ácido hipocloroso, ( $HClO$ ). En la mayoría de sus compuestos, el cloro presenta un estado de oxidación de -1, aunque también puede presentar estados de +1, +3, +5 y +7.

Aplicaciones

El cloro tiene varios usos, especialmente en la purificación de aguas, como blanqueante en la industria del papel y en la preparación de diversos compuestos clorados.

- En el tratamiento de aguas, el proceso de cloración se utiliza ampliamente. Este proceso emplea ácido hipocloroso, ( $HClO$ ), que se produce al disolver cloro en agua y ajustar el pH.

- En la producción de papel, el cloro se utiliza en el blanqueo de la pulpa, aunque ha comenzado a ser reemplazado por dióxido de cloro, ( ${ClO}_2$ ).

- Una gran cantidad de cloro se emplea en la fabricación de cloruro de vinilo, un compuesto orgánico que es fundamental para la síntesis del poli(cloruro de vinilo), o PVC.

- Además, el cloro se usa en la síntesis de numerosos compuestos orgánicos e inorgánicos, como el tetracloruro de carbono ( ${CCl}_4$ ), el cloroformo ( ${CHCl}_3$ ), y varios halogenuros metálicos. También se emplea como agente oxidante en diversas reacciones químicas.

Materiales

• Soporte universal
• Mechero Bunsen
• Pera de bromo
• Pipeta
• Matraz
• Tubos de ensayo
• Recipiente con agua

Reactivos

• Permanganato de potasio (${KMnO}_4$)
• Ácido clorhídrico concentrado (${HCl})
• Cloro gaseoso (${Cl}_2$)
• Cobre sólido ($Cu$)
• Sodio sólido ($Na$)
• Sulfuro de hidrógeno ($H_{2}S$)

Procedimiento

Generación de Cloro Gaseoso

• Se arma un equipo para generar gases utilizando el soporte universal, el mechero Bunsen, la pera de bromo, etc.
• Colocar una pequeña cantidad de ${KMnO}_4$ en el matraz.
• Con una pipeta, adicionar ácido clorhídrico concentrado en la pera de bromo.
• Dejar caer gota a gota el ácido clorhídrico sobre el ${KMnO}_4$.
• Recoger el cloro gaseoso (${Cl}_2$) en dos tubos de ensayo (limpios y secos) y en un tercer recipiente con agua.

 Se forma gas cloro (incoloro) que se coloca en dos tubos de ensayo y agua de cloro que se produce del cloro gaseoso con el agua.

Propiedades Oxidantes del Cloro

• El cloro, debido a su alta reactividad química, puede combinarse con casi todos los elementos a temperatura ambiente, liberando calor y, en algunos casos, luz.
• Incluso los metales nobles (como el oro y el platino) pueden ser atacados por el cloro.
• Una llama de hidrógeno encendida en el aire continúa ardiendo en una atmósfera de cloro, produciendo humos blancos de ácido clorhídrico.
• Aunque el oxígeno no siempre interviene directamente, el cloro realiza verdaderas oxidaciones, eliminando hidrógeno de sustancias como el amoniaco y el sulfuro de hidrógeno, formando ácido clorhídrico.

Reacción con Cobre

   - En un tubo de ensayo con cloro, se introduce una tira de cobre ligeramente calentada.

El tubo cambia de color a turquesa, indicando la formación de cloruro cúprico. El cloro se oxida, observándose un cambio de color de incoloro a turquesa.

Reacción con Sodio

   - En otro tubo de ensayo con gas cloro, se agrega sodio sólido.

   El tubo de ensayo se torna blanco, y se percibe un cambio de temperatura debido a la reacción exotérmica de formación de cloruro de sodio ($NaCl$).

Reacción con Sulfuro de Hidrógeno

   - En un tubo de ensayo con cloro gaseoso, se añade sulfuro de hidrógeno ($H_{2}S$).

Observaciones

   Se observa un color blanco lechoso debido a la presencia de azufre, y se forma ácido clorhídrico.

• Teoría de la extracción
• Extracción cuantitativa
• Historia del pH