Clorul

 În sistemul periodic, elementul chimic clor Cl este situat în subgrupa principalã a grupei a VII-a. Tot aici se gãsesc fluorul F, bromul Br ºi iodul I. Aceste elemente se numesc halogeni. Clorul este situat în perioada a III-a. Structura lui electronicã este urmãtoarea: Clor 17Cl +17 ) ) ) 2e– 8e– 7e– Pentru completarea stratului electronic exterior pînã la octet, atomul de clor adiþioneazã uºor un electron, obþinînd gradul de oxidare –1: oxidant Cl 0 + 1e – ® Cl –1 – reducere Clorul este un oxidant foarte activ. Substanþa simplã clorul este un gaz galben-verzui, alcãtuit din molecule diatomice Cl2 cu legãturã covalentã nepolarã: :Cl:Cl: Clorul este de 2,4 ori mai greu decît aerul. Este un gaz otrãvitor, asfixiant, cu miros înþepãtor. Clorul este pãstrat ºi transportat în butelii de culoare kaki, cu o fîºie verde. Rolul biologic al compuºilor clorului este considerabil. Sarea de bucãtãrie NaCl este o necesitate vitalã pentru om ºi animale. În Antichitate, din cauza sãrii NaCl se purtau rãzboaie; sarea era preþuitã mai mult decît aurul. Acidul clorhidric se conþine în sucul gastric ºi contribuie la asimilarea hranei. : : : : 1. Care este poziþia nemetalelor în sistemul periodic? 2. Dã exemple de substanþe simple nemetale în stare: a) gazoasã; b) lichidã; c) solidã. 3. Ce proprietãþi fizice comune manifestã nemetalele? 4. Aratã valorile gradelor de oxidare inferior ºi superior pentru nemetale. 5. Cum se comportã atomii nemetalelor în reacþiile chimice: a) doar cedeazã electroni; b) doar primesc electroni; c) cedeazã ºi primesc electroni? 6. Alcãtuieºte formulele compuºilor hidrogenaþi ai nemetalelor din grupele IV-VII. Ce caracter (de acid sau de bazã) manifestã compuºii hidrogenaþi ai nemetalelor din grupa a VII-a în soluþie? 7. Utilizînd sistemul periodic, indicã ºirul în care nemetalele sînt aranjate în ordinea creºterii electronegativitãþii. a) C, O, N; b) F, Cl, Br; c) Cl, Br, I; d) N, O, F. 4.2. Clorul 74 Nemetalele şi compuşii lor KCl .NaCl – silvinit; MgCl2 – clorurã de magneziu; KCl×MgCl2×6H2O – carnalit. Rãspîndirea în naturã. Conþinutul clorului în scoarþa terestrã este foarte redus (doar 0,045%). În stare liberã, el se gãseºte în gazele vulcanice. În naturã, clorul este rãspîndit sub formã de cloruri: NaCl – clorurã de sodiu, sare de bucãtãrie; KCl – clorurã de potasiu; Proprietãþile chimice ale clorului. Pe parcursul studierii chimiei, am adus deseori exemple de reacþii la care participã clorul. Fiind un nemetal activ, clorul se combinã, la încãlzire, cu aproape toate metalele (fig. 4.1) ºi nemetalele, precum ºi cu hidrogenul: 2Fe + 3Cl2 = t o 2FeCl3 – 3e – +2e – clorurã de fier (III) reducãtor oxidant Cu + Cl2 = t o CuCl2 H2 + Cl2 = t o 2HCl Clorul nu se combinã cu oxigenul. Oxizii clorului se obþin pe cale indirectã. În condiþii obiºnuite, clorul interacþioneazã cu apa, formînd doi acizi: Cl2 0 + H2O ¬® HCl –1 + HCl +1 O În aceastã reacþie, clorul joacã un rol dublu, de reducãtor ºi de oxidant: reducãtor Cl 0 2 – 2e – ® 2Cl +1 oxidant Cl 0 2 + 2e – ® 2Cl–1 Într-un volum de apã, în condiþii obiºnuite, se dizolvã 2,5 volume de clor. Soluþia obþinutã poartã denumirea de apã de clor. Aceasta conþine concomitent Cl2, HCl ºi HClO. Apa de clor dezinfecteazã ºi decoloreazã, datoritã clorului, acidului hipocloros ºi oxigenului atomar care se formeazã la descompunerea acidului instabil HClO: HClO = HCl + [O] * Utilizarea. Datoritã proprietãþilor lui, clorul este utilizat la dezinfectarea apei potabile, la producerea acidului clorhidric, a substanþelor medicamentoase, a coloranþilor, a fibrelor sintetice ºi a cauciucului, a insecticidelor ºi dezinfectanþilor, la înãlbirea fibrelor textile ºi a hîrtiei (fig. 4.2). acid clorhidric acid hipocloros Fig. 4.1. Arderea fierului în clor. Substanþe simple nemetale H2 O2 N2 F2 Cl2 Br2 I2 * Simbolul oxigenului atomar [O] reprezintã un oarecare oxidant, inclusiv oxigenul din aer. 75 Nemetalele şi compuşii lor Fig. 4.2. Utilizarea clorului. Dezinfectarea apei potabile Înãlbirea pînzelor ºi a hîrtiei Obþinerea clorurii de var Producerea aci- dului clorhidric Producerea bromului ºi iodului Alcãtuieºte un eseu despre utilizarea clorului. Halogen înseamnã „nãscãtor de sare“ (NaCl, KCl). Este interesantã ºi semnificaþia cuvintelor greceºti care stau la baza denumirii fiecãrui halogen. Fluor înseamnã „distrugãtor“. El distruge orice material. Clor înseamnã „galbenverzui“. Este culoarea clorului în stare gazoasã. Brom înseamnã „rãu mirositor“. Vaporii de brom iritã puternic mucoasa cãilor respiratorii. Iod înseamnã „violet“. Cristalele de iod, de culoare neagrã-violetã, se volatilizeazã uºor, datoritã reþelei cristaline moleculare. Vaporii de iod sînt de culoare violet-aprins. Fluorul este necesar pentru a avea dinþii sãnãtoºi. Dar excesul de fluor este dãunãtor pentru organism. Apele din Republica Moldova sînt destul de bogate în fluor, de aceea nu este necesarã folosirea pastei de dinþi cu adaos de fluor. Iodul este un element indispensabil pentru organismul uman. El asigurã buna funcþionare a glandei tiroide. Cele mai bogate în iod sînt produsele marine. Apele ºi solurile din Republica Moldova conþin foarte puþin iod, din care cauzã afecþiunile glandei tiroide sînt deosebit de rãspîndite. Pentru a compensa deficitul de iod, se recomandã folosirea în alimentaþie a sãrii iodate. Tinctura de iod (soluþie alcoolicã de iod de 3–5%) este un antiseptic puternic ºi se utilizeazã în medicinã, la dezinfectarea rãnilor. Orizonturile chimiei 1. Enumerã halogenii. Explicã denumirea comunã ºi denumirile individuale ale acestor elemente (vezi „Orizonturile chimiei“). 2. Indicã poziþia elementului clor Cl în sistemul periodic. 3. Cîþi electroni are atomul de clor pe stratul electronic exterior? 4. Alege rãspunsul corect: a) clorul este oxidant, acceptã uºor un electron ºi manifestã gradul de oxidare –1; b) clorul este reducãtor, cedeazã uºor un electron ºi prezintã gradul de oxidare +1; c) clorul se gãseşte în naturã în stare liberã. 5. Care este compoziþia moleculei de clor? Explicã formarea ei. Ce tip de legãturã chimicã existã între atomii de clor? 6. Ce grad de oxidare manifestã clorul în compuºii naturali? 7. Completeazã ecuaþiile reacþiilor: a) Cl 2 + Fe ® c) Cl 2 + H2 ® e) Cl 2 + Cu ® b) Cl 2 + Zn ® d) Cl 2 + Na ® f) Cl 2 + H2O ® Ce fel de reacþii sînt acestea? Caracterizeazã fiecare ecuaþie în funcþie de tipul ei. 8. Scrie ecuaþiile reacþiilor pentru urmãtoarele transformãri (pentru etapa a doua consultã problema 10): Cl 2 ® HCl ® Cl 2 ® FeCl 3 ® AgCl 9. Calculeazã cantitatea de substanþã ºi masa clorurii de hidrogen care se formeazã la interacþiunea cu hidrogen a 44,8 l (c.n.) de clor. 10. Se dã ecuaþia reacþiei: MnO2 + 4HCl (conc.) = MnCl 2 + Cl 2 + 2H2O. Calculeazã masa acidului clorhidric necesar pentru obþin