Química del cloro

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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 \( \text{Cl} \).

En condiciones normales y en estado puro, el cloro es un gas de color amarillo-verdoso compuesto por moléculas diatómicas, \( \text{Cl}_2 \), 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.

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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, \( \text{HClO} \). 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.

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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, \( \text{HClO} \), que se produce al disolver cloro en agua y ajustar el pH.

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  \text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{HClO} + \text{HCl}

– 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, \( \text{ClO}_2 \).

– 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.

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

Materiales

Reactivos

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

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 \( \text{KMnO}_4 \) 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 \( \text{KMnO}_4 \).
  • Recoger el cloro gaseoso (\( \text{Cl}_2 \)) en dos tubos de ensayo (limpios y secos) y en un tercer recipiente con agua.

 \text{KMnO}_4(s) + \text{HCl}(ac) \rightarrow \text{Cl}_2(g) + \text{KCl} + \text{MnCl}_2 + \text{H}_2\text{O}

   \text{Cl}_2(g) + \text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{HCl}(ac) + \text{HClO}(ac)

 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.
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Reacción con Cobre

   – En un tubo de ensayo con cloro (\( \text{Cl}_2 \)), se introduce una tira de cobre ligeramente calentada.

   \text{Cl}_2(g) + \text{Cu}^0(s) \rightarrow \text{Cu}^{2+}\text{Cl}_2

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.

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Reacción con Sodio

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

   \text{Cl}_2(g) + 2\text{Na}(s) \rightarrow 2\text{NaCl}

   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 (\( \text{NaCl} \)).

Reacción con Sulfuro de Hidrógeno

   – En un tubo de ensayo con cloro gaseoso, se añade sulfuro de hidrógeno (\( \text{H}_2\text{S} \)).

   \text{Cl}_2(g) + \text{H}_2\text{S}(ac) \rightarrow 2\text{HCl} + \text{S}

Observaciones

   Se observa un color blanco lechoso debido a la presencia de azufre, y se forma ácido clorhídrico (\( \text{HCl} \)).

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Como citar este artículo:

APA: (2025-05-28). Química del cloro. Recuperado de https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/quimica-del-cloro/

ACS: . Química del cloro. https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/quimica-del-cloro/. Fecha de consulta 2025-05-30.

IEEE: , "Química del cloro," https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/quimica-del-cloro/, fecha de consulta 2025-05-30.

Vancouver: . Química del cloro. [Internet]. 2025-05-28 [citado 2025-05-30]. Disponible en: https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/quimica-del-cloro/.

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MLA: . "Química del cloro." https://quimicafacil.net/manual-de-laboratorio/quimica-del-cloro/. 2025-05-28. Web.

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