Hướng dẫn điều chế Clo trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp

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)

• Tác dụng với muối 

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.