Điều chế Khí Clo trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp

Khí Clo rất có 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 có câu trả lời chính xác nhất. 

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

1.1. Tính chất vật lý

– Clo là một nguyên tố phi kim thuộc nhóm halogen, sống sót ở trạng thái khí trong điều kiện kèm theo môi trường tự nhiên thông thường. Khí Clo có màu vàng lục, mùi hắc và ô nhiễm .
– Khí Clo hoàn toàn có thể tan trong nước, tan mạnh trong những dung môi hữu cơ và nặng hơn không khí khoảng chừng 2.5 lần .

– Trong môi trường tự nhiên, đa phần Clo được tìm thấy ở dạng muối clorua, phần lớn là muối ăn natri clorua, ngoài ra còn có 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 sắt kẽm kim loại đó ) trừ bạch kim ( Platin Pt ) và Vàng ( Au ) .
2 Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3
Mg + Cl2 → MgCl2
– Tác dụng với Hydro tạo ra Hydro clorua
H2 + Cl2 → 2HC l
Nếu tỷ suất số mol của khí Clo với Hydro là 1 : 1 thì phản ứng nổ sẽ xảy ra
– Tác dụng với nước là phản ứng thuận nghịch
H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO ( axit hipoclorơ )
Axit hipoclorơ có tính oxy hóa mạnh nên được dùng làm chất sát trùng, tẩy màu .
– Tác dụng với dung dịch muối những halogen hoạt động giải trí yếu hơn clo
2 NaBr + Cl2 → 2 NaCl + Br2
– Tác dụng với chất khử mạnh
2 FeCl2 + Cl2 → 2 FeCl3
3 Cl2 + 2 NH3 → N2 + 6 HCl
Trong phòng thí nghiệm, amoniac được dùng làm chất khử độc Clo

Tính chất hóa học của khí Clo

2. Các 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 có năng lực oxy hóa mạnh như mangan dioxit ( MnO2 ) .
Phương trình phản ứng xảy ra như sau :
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O
Nếu muốn thu được khí Clo tinh khiết, cần liên tục thực thi những bước sau :
– Cho khí Clo qua bình axit sulfuric đặc, nó sẽ được làm khô nước .
– Thu khí Clo bằng chiêu thức đẩy không khí do khí Clo nặng hơn không khí .
– Sử dụng bông tẩm xút, tránh khí Clo bay ra bên ngoài vì Clo là khí độc
Ngoài ra hoàn toàn có thể dùng một số ít chất oxy hóa khác như kali pemanganat ( KMnO4 ), Kali Clorat ( KClO3 ), Clorua vôi ( CaOCl2 ) .
2 KMnO4 + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl2 + 8 H2O + 5 Cl2

Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm bằng Kali pemanganat

KClO3 + 6 HCl → KCl + 3 H2O + 3 Cl2

CaOCl2 + 2 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, không đủ Giao hàng cho nhiều ứng dụng trong đời sống. Do đó, điều chế công nghiệp là việc rất thiết yếu. Các nhà phân phối triển khai điện phân muối Natri Clorua bằng điện phân nóng chảy theo phương trình phản ứng :
2 NaCl → 2 Na + Cl2
Hoặc điện phân có màng ngăn dung dịch muối halogenua ( natri clorua )
2 NaCl + 2 H2O → H2 + 2 NaOH + Cl2

3. Ứng dụng của khí Clo trong thực tiễn

– Khí Clo được 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 dùng để khử trùng nước uống và nước hồ bơi .
– Clo được dùng khá phổ cập 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 mẫu sản phẩm tiêu dùng khác .
– Người ta cũng 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 đặc tổng hợp …
– Điều chế Clo trong phòng thí nghiệm để dùng cho những phản ứng hóa học, Giao hàng công tác làm việc giảng dạy, nghiên cứu và điều tra .

Một số ứng dụng của khí Clo

4. Mức độ nguy hại của khí Clo

– Trộn khí Clo với nước tiểu hoặc mẫu 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 không gây nguy khốn tới tính mạng con người 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 cao tuổi, khí Clo dễ gây kích ứng màng nhày, cháy da .

5. Các cách giải quyết và xử lý lượng Clo dư thừa trong nước hoạt động và sinh hoạt sau khi giải quyết và xử lý

Tại sao phải giải quyết và xử lý nước dư lượng Clo

Theo nhiều nghiên cứu và điều tra đã chỉ ra rằng, có đến 79 % dân số những nước tăng trưởng tiếp xúc với Clo và trong hầu hết những xí nghiệp sản xuất cấp nước ở Nước Ta, người ta đều dùng Chlorine để khử trùng nước. Điều đó đồng nghĩa tương quan với việc, nguồn nước mà tất cả chúng ta sử dụng hàng ngày đều có 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 có mùi lạ thì đó hoàn toàn có thể chính là mùi Clo dư thừa. Nếu như vô tình sử dụng nước có chứa dư lượng Clo, sau khi đi vào khung hình, nó sẽ tích hợp với nước trong hệ tiêu hóa tạo ra axit và gây nên nhiều loại bệnh như đau dạ dày, rối loạn tính năng gan, suy giảm hệ miễn dịch. Còn nếu tắm với nước nóng chứa Clo sẽ khiến lỗ chân lông co và giãn và những chất độc có thời cơ hấp thu vào khung hình, gây độc gấp 20 lần so với uống trực tiếp nước chứa Clo dư. Đặc biệt, phụ nữ mang thai sử dụng nước có dư lượng Clo sẽ dễ gây dị tật, xảy thai .

Cách giải quyết và xử lý nước hoạt động và sinh hoạt có dư lượng Clo

Xử lý Clo dư trong nước hoạt động và sinh hoạt như nào ?
– Sử dụng than hoạt tính : Than hoạt tính giúp vô hiệu Clo bằng chính sách hấp thụ mặt phẳng. Theo nghiên cứu và điều tra, cứ 1 kg cacbon hoàn toàn có thể phản ứng với 6 kg Clo. Hiện nay, có rất nhiều loại than hoạt tính có năng lực vô hiệu Clo, trong đó dạng than hạt ( GAC ) là loại được sử dụng nhiều trong những bộ lọc nước lớn .
– Dùng tia cực tím : Tia cực tím với cường độ cao, bức xạ quang phổ rộng sẽ làm giảm cả Clo tự do và Chloramines bằng cách tách ra thành axit hydrochloric .
– Dùng một số ít loại hóa chất như sulfite, bisulfites, metabisulfites .
– Phơi nước ở nơi thoáng khí cho Clo bay hơi .

– Sử dụng máy lọc công nghệ RO: Đây là loại máy lọc nước hoạt động theo quy trình khép kín hoàn toàn, theo nguyên lý thẩm thấu ngược và có thể loại bỏ tới 99% lượng Clo trong nước. Không chỉ vậy, nó còn giúp loại bỏ nhiều loại chất độc hại, cặn bã. Nhược điểm của thiết bị này là lọc sạch hết các khoáng chất tự nhiên có sẵn trong nước và khiến người dùng bị thiếu chất dinh dưỡng.

Hy vọng, qua những chia sẻ ở trên, các bạn đã phần nào nắm được cách điều chế Clo trong phòng thí nghiệm. Hiện nay, LabVIETCHEM đang có sẵn nhiều loại chất chuẩn Clo Hanna, máy đo quang, máy đo đục Clo,… Bạn nào quan tâm đến sản phẩm, vui lòng liên hệ trực tiếp tới số Hotline 1900 2639 để được chuyên viên tư vấn của chúng tôi hỗ trợ tốt nhất.

Xem thêm :

Source: http://wp.ftn61.com
Category: Hỏi Đáp