Phương pháp để điều chế khí clo trong công nghiệp là

Clo là một chất quá đỗi thân thuộc trong cuộc sống hàng ngày và được biết tới nhiều nhất với công dụng khử trùng nước. Cụ thể thì Clo với đặc điểm tính chất như nào mà với thể khử trùng được nước tương tự và cách điều chế clo trong phòng thí nghiệm ra sao. Hãy cùng theo dõi nội dung bài viết dưới đây với chúng tôi nhé.

  • 1. Clo là gì?
  • 2. Những tính chất lý hóa đặc trưng của Clo
  • 2.Một Tính chất vật lý của Clo 
  • 2.Hai Những tính chất hóa học của Clo
  • 3. Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm bằng cách nào?
  • 4. Những điều bạn với thể chưa biết về Clo
  • 5. Vai trò của Clo đối với sức khỏe con người
  • 1. Những đặc trưng vật lý, hóa học của khí Clo
  • 1.1. Tính chất vật lý
  • 1.2. Tính chất hóa học
  • 2. Những cách điều chế khí Clo
  • 2.1. Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm
  • 2.2. Điều chế khí Clo trong công nghiệp
  • 3. Ứng dụng của khí Clo trong thực tế
  • 4. Mức độ nguy hiểm của khí Clo
  • 5. Những cách xử lý lượng Clo dư thừa trong nước sinh hoạt sau lúc xử lý
  • Vì sao phải xử lý nước dư lượng Clo
  • Cách xử lý nước sinh hoạt với dư lượng Clo
  • Video liên quan

Clo là gì?

1. Clo là gì?

Clo là một nhân tố halogen trong bảng tuần hoàn những nhân tố hóa học, với ký hiệu là Cl. Nó thuộc ô số 17, thuộc chu kì 3 và với 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 yếu để tạo nên sự sống, trong đó với 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 với trong khoáng vật cacnalit KCl.MgCl2.6H2O và xinvinit NaCl.KCl.

Clo tồn tại ở dạng khí với màu vàng nhạt, mùi hắc, với tính oxi hóa mạnh và là một thành phần quan yếu trong ngành công nghiệp hóa chất, tiêu biểu là hóa chất khử trùng và tẩy trắng.

2. Những tính chất lý hóa đặc trưng của Clo

2.Một Tính chất vật lý của Clo 

  • Ở điều kiện thường, Clo là chất khí màu vàng, mùi hắc, xốc và là chất vô cùng độc.
  • Khí Clo nặng hơn ko khí nhiều lần và tan trong nước để tạo thành dung dịch màu vàng nhạt. Trong dung môi hữu cơ, clo tan nhiều hơn.
  • Clo tan nhiều trong những dung môi hữu cơ.

2.Hai Những tính chất hóa học của Clo

Do lớp e ngoài cùng của Clo đã với 7e nên nó là phi kim tiêu biểu, dễ nhận thêm 1e. Vì vậy nó với tính oxi hóa mạnh.

Cl2 + 2e → 2Cl-  (ion clorua)

Lúc ở trong những hợp chất, clo thường với mức oxi hóa là -Một còn lúc ở trong hợp chất với F hoặc O, clo còn với mức oxi hóa là +1; +3; +5; +7.

Clo là chất với tính oxi hóa mạnh. Ngoài ra, nó cũng thể hiện tính khử trong một số trường hợp.

Clo tác dụng với hầu hết những 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 với 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 với phản ứng thuận nghịch lúc tác dụng với nước. Phản ứng hóa học xảy ra như sau:

H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO (axit clohydric và axit hipoclorơ)

Vì HClO với tính oxi hóa rất mạnh và với tính tẩy màu cao nên nước Clo thường được tiêu dùng làm chất tẩy màu, sát trùng, khử khuẩn cho nước.

  • Tác dụng với dung dịch muối của những halogen yếu hơn

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Cl2 + 2KI → 2KCl + I2

  • Tác dụng với những hợp chất với tính khử 

2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3

3Cl2 + 2NH3 → N2 + 6HCl

Trong những 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, với thể là mangan dioxit rắn hoặc kali penmanganat rắn,…Nếu tiêu dùng mangan dioxit thì cần xúc tác nhiệt độ còn với kali penmanganat thì với thể đun hoặc ko đun nóng. Vì khí clo thu được sau phản ứng thường bị lẫn tạp chất là khí hiđro clorua và khá nước nên để điều chế khí thuần chất, người thực hiện sẽ dẫn khí qua những bình rửa khí với chứa dung dịch NaCl để giữ lại HCl và chứa H2SO4 đặc để giữ khá 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 với màng ngăn, theo phương trình phản ứng như sau:

2NaCl + 2H2O → H2 + 2NaOH + Cl2

4. Những điều bạn với thể chưa biết về Clo

5. Vai trò của Clo đối với sức khỏe con người

Kế bên tác dụng khử trùng, tẩy trắng, clo cũng với những ý nghĩa nhất định đối với sức khỏe con người, cụ thể như sau:

Đối với trẻ em

Clo giống như chất điện phân giúp thân thể giữ nước, tránh tình trạng thân thể mỏi mệt, kiệt sức do mất nước gây ra. Ngoài ra nó cũng giúp xúc tiến sự phát triển cơ bắp, tăng sự chắc khỏe, dẻo dai.

Đối với người to

Clo kết hợp với hydro trong dạ dày sẽ tạo thành một loại enzyme tiêu hóa mạnh để phá vỡ những protein, giúp thân thể hấp thụ chất khoáng kim loại và Vitamin B12. Lúc được hấp thụ trong ruột và trở lại vào máu, Clo giúp duy trì khối lượng dịch bào.

Vì Clo mang điện tích âm nên khí đi vào thân thể, nó sẽ kích thích khả năng thần kinh trong thân thể, nhờ đó khắc phục và hạn chế đáng kể những bệnh về trí tưởng.

Nếu thiếu Clo (do nôn ói, ra nhiều mồ hôi, tiêu chảy…..), máu sẽ trở nên quá kiềm và thân thể với thể xuất hiện một số triệu chứng như yếu cơ, chán ăn, mất nước,…. Còn nếu lượng clo trong thân thể quá nhiều, thận sẽ bài xuất clo thừa ra khỏi thân thể bằng đường nước tiểu nhưng nếu thận với vấn đề thì clo sẽ bị tích tụ lại và với thể gây nên ung thư dạ dày.

Khí Clo rất với hại đối với sức khỏe con người dù ở dạng lỏng hay khí. Nó là nguyên nhân gây nên nhiều bệnh về cổ họng và hệ hô hấp. Trong thực tế, Clo được sử dụng nhiều trong việc khử trùng, tẩy trắng. Tuy nhiên, Clo tồn tại ở dạng hợp chất trong tự nhiên, chủ yếu ở dạng muối clorua. Vậy điều chế Clo trong phòng thí nghiệm cũng như trong công nghiệp ra sao. Tham khảo nội dung bài viết dưới đây để với câu trả lời xác thực nhất. 

1. Những đặc trưng vật lý, hóa học của khí Clo

1.1. Tính chất vật lý

- Clo là một nhân tố phi kim thuộc nhóm halogen, tồn tại ở trạng thái khí trong điều kiện môi trường thường ngày. Khí Clo với màu vàng lục, mùi hắc và độc hại.

- Khí Clo với thể tan trong nước, tan mạnh trong những dung môi hữu cơ và nặng hơn ko khí khoảng 2.5 lần.

- Trong môi trường tự nhiên, đa phần Clo được tìm thấy ở dạng muối clorua, phần to là muối ăn natri clorua, ngoài ra còn với kali clorua và một số khoáng vật như  cacnalit KCl.MgCl2.6H2O và xinvinit NaCl.KCl.

1.2. Tính chất hóa học

- Tác dụng với phi kim tạo ra muối halogenua (thường là hóa trị cao nhất của kim loại đó)  trừ bạch kim (Platin Pt) và Vàng (Au).

Hai Fe + 3 Cl2 → Hai FeCl3

Mg + Cl2 →  MgCl2

- Tác dụng với Hydro tạo ra Hydro clorua

H2 + Cl2 → 2HCl

Nếu tỷ lệ số mol của khí Clo với Hydro là 1:Một thì phản ứng nổ sẽ xảy ra

- Tác dụng với nước là phản ứng thuận nghịch

H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO (axit hipoclorơ)

Axit hipoclorơ với tính oxy hóa mạnh nên được tiêu dùng làm chất sát trùng, tẩy màu.

- Tác dụng với dung dịch muối những halogen hoạt động yếu hơn clo

Hai NaBr + Cl2 → Hai NaCl + Br2

- Tác dụng với chất khử mạnh

Hai FeCl2 + Cl2 → Hai FeCl3          

3 Cl2 + Hai NH3 → N2 + 6 HCl

Trong phòng thí nghiệm, amoniac được tiêu dùng làm chất khử độc Clo

Tính chất hóa học của khí Clo

2. Những cách điều chế khí Clo

2.1. Điều chế khí Clo trong phòng thí nghiệm

Phương pháp điều chế Clo trong phòng thí nghiệm: Đun nóng nhẹ dung dịch axit clorua đậm đặc với chất với khả năng oxy hóa mạnh như mangan dioxit (MnO2).

Phương trình phản ứng xảy ra như sau:

MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + Hai H2O

Nếu muốn thu được khí Clo tinh khiết, cần tiếp tục thực hiện những bước sau:

- Cho khí Clo qua bình axit sulfuric đặc, nó sẽ được làm khô nước.

- Thu khí Clo bằng phương pháp đẩy ko khí do khí Clo nặng hơn ko khí.

- Sử dụng bông tẩm xút, tránh khí Clo bay ra bên ngoài vì Clo là khí độc

Ngoài ra với thể tiêu dùng một số chất oxy hóa khác như kali pemanganat (KMnO4), Kali Clorat (KClO3), Clorua vôi (CaOCl2).

Hai KMnO4 + 16 HCl → Hai KCl + Hai MnCl2 + 8 H2O + 5 Cl2

Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm bằng Kali pemanganat

KClO3 + 6 HCl → KCl + 3 H2O + 3 Cl2

CaOCl2 + Hai HCl → Cl2 + CaCl2 + H2O 

2.2. Điều chế khí Clo trong công nghiệp

Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm chỉ thu được một lượng nhỏ, ko đủ phục vụ cho nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Do đó, điều chế công nghiệp là việc rất cần thiết. Những nhà sản xuất tiến hành điện phân muối Natri Clorua bằng điện phân nóng chảy theo phương trình phản ứng:

Hai NaCl → Hai Na + Cl2

Hoặc điện phân với màng ngăn dung dịch muối halogenua (natri clorua)

Hai NaCl + Hai H2O → H2 + Hai NaOH + Cl2

3. Ứng dụng của khí Clo trong thực tế

- Khí Clo được tiêu dùng để làm sạch nước, tẩy trắng hoặc khử trùng

- Là thuốc thử của ngành công nghiệp hóa chất

- Sản xuất nước Ja-ven, Clorua vôi, axit clorua….                           

 - Axit hypocloro HClO được tiêu dùng để khử trùng nước uống và nước hồ bơi.

- Clo được tiêu dùng khá phổ biến trong sản xuất giấy, khử trùng, thuốc nhuộm sợi vải, thực phẩm, thuốc diệt trừ sâu bệnh hại, những loại sơn, công nghiệp hóa dầu, sản xuất chất dẻo dung môi và rất nhiều sản phẩm tiêu tiêu dùng khác.

- Người ta cũng tiêu dùng Clo để sản xuất Clorat, Clorofom, tetraclorua cacbon cũng như chiết xuất brom.

- Điều chế nhiều loại dung môi công nghiệp như cacbon tetra clorua để  sản xuất nhiều chất polime như nhựa PVC, cao su tổng hợp…

- Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm để tiêu dùng cho những phản ứng hóa học, phục vụ công việc giảng dạy, nghiên cứu.

Một số ứng dụng của khí Clo

4. Mức độ nguy hiểm của khí Clo

- Trộn khí Clo với nước tiểu hoặc sản phẩm tẩy rửa sẽ sản sinh khí độc gồm Clo và triclorua nito. Do đó cần thận trọng với hỗn hợp này.

- Trong trường hợp phơi nhiễm khí Clo nồng độ cao, dù ko gây nguy hiểm tới tính mệnh con người nhưng cũng làm tổn thương nghiêm trọng trong phổi như tích tụ huyết thanh hoặc phồng rộp.

- Phơi nhiễm Clo thấp làm phổi suy yếu, dễ bị rối loạn hô hấp

- Đối với trẻ nhỏ và người già, khí Clo dễ gây kích ứng màng nhày, cháy da.

5. Những cách xử lý lượng Clo dư thừa trong nước sinh hoạt sau lúc xử lý

Vì sao phải xử lý nước dư lượng Clo

Theo nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, với tới 79% dân số những nước phát triển xúc tiếp với Clo và trong hầu hết những nhà máy cấp nước ở Việt Nam, người ta đều tiêu dùng Chlorine để khử trùng nước. Điều đó đồng nghĩa với việc, nguồn nước mà chúng ta sử dụng hàng ngày đều với chứa Clo.

Lượng Clo đạt chuẩn trong khử trùng nước là 1 – 16 mg/l. Nếu nó vượt quá mức này thì sẽ gây ngộ độc. Vì vậy, nếu bạn ngửi thấy nước với mùi lạ thì đó với thể chính là mùi Clo dư thừa. Nếu như vô tình sử dụng nước với chứa dư lượng Clo, sau lúc đi vào thân thể, nó sẽ kết hợp với nước trong hệ tiêu hóa tạo ra axit và gây nên nhiều loại bệnh như đau dạ dày, rối loạn chức năng gan, suy giảm hệ miễn nhiễm. Còn nếu tắm với nước nóng chứa Clo sẽ khiến cho lỗ chân lông giãn nở và những chất độc với thời cơ tiếp nhận vào thân thể, gây độc gấp 20 lần so với uống trực tiếp nước chứa Clo dư. Đặc trưng, phụ nữ mang thai sử dụng nước với dư lượng Clo sẽ dễ gây dị tật, xảy thai.

Cách xử lý nước sinh hoạt với dư lượng Clo

Xử lý Clo dư trong nước sinh hoạt như nào?

- Sử dụng than hoạt tính: Than hoạt tính giúp loại bỏ Clo bằng cơ chế hấp thụ bề mặt. Theo nghiên cứu, cứ 1kg cacbon với thể phản ứng với 6kg Clo. Hiện nay, với rất nhiều loại than hoạt tính với khả năng loại bỏ Clo, trong đó dạng than hạt (GAC) là loại được sử dụng nhiều trong những bộ lọc nước to.

- Sử dụng tia cực tím: Tia cực tím với cường độ cao, bức xạ quang quẻ phổ rộng sẽ làm giảm cả Clo tự do và Chloramines bằng cách tách ra thành axit hydrochloric. 

- Sử dụng một số loại hóa chất như sulfite, bisulfites, metabisulfites.

- Phơi nước ở nơi thoáng khí cho Clo bay khá.

- Sử dụng máy lọc khoa học RO: Đây là loại máy lọc nước hoạt động theo thứ tự khép kín hoàn toàn, theo nguyên lý thẩm thấu ngược và với thể loại bỏ tới 99% lượng Clo trong nước. Ko chỉ vậy, nó còn giúp loại bỏ nhiều loại chất độc hại, cặn bã. Nhược điểm của thiết bị này là lọc sạch hết những khoáng vật tự nhiên với sẵn trong nước và khiến cho người tiêu dùng bị thiếu chất dinh dưỡng.

Leave a Comment

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