Bài 32 HỢP CHẤT CÓ OXI CỦA CLO

SƠ LƯỢC VỀ CÁC OXIT VÀ CÁC AXIT CÓ OXI CỦA CLO

NƯỚC GIA VEN, CLORUA VÔI, MUỐI CLORAT

SƠ LƯỢC VỀ CÁC OXIT VÀ AXIT CÓ OXI CỦA CLO
Tuy không tác dụng trực tiếp với oxi nhưng clo tạp ra ột lọai oxt được điềi chế bằng con đường gián tiếp. Thí dụ Cl2O, Cl2O7,… clo cũng tạo ra các axit có oxi:

HClO : Axit hipoclorơ
HClO2 : Axit clorơ
HClO3 : Axit cloria
HClO4 : Axit pecloric
So sánh độ âm điện của oxi và clo ta dễ dàng hiểu được vì sao trong các hợp chất có oxi của clo, clo có số oxi hóa dương
Sự biến đổi tính chất trong dãy axit có oxi của clo được biểu thị bằng sơ đồ sau:


HClO HClO2 HClO3 HClO4
+1
+3
+5
+7
Tính bền và tính axit tăng
Khả năng oxi hoá tăng
Trong dãy này, axit hipoclorơ là chất oxi hoá mạnh nhất, axit pecloric là chất oxi hoá yếu nhất. Ngược lại, axit hipoclorơ là axit yếu nhất còn axit pecloric là axit mạnh nhất
Các muối của những axit nói trên có nhiều ứng dụng trong thực tế, trong đó thường gặp nhất là nước Giaven, clorua vôi và muối clorat
NƯỚC GIA VEN, CLORUA VÔI, MUỐI CLORAT

Nước Gia-ven
Chúng ta đã biế khí clo tác dụng với dung dịch NaOH loãng nguội tạo thành dung dịch hỗn hợp natri clorua và natri hipoclorit, đó là nước Gia-ven

2NaOH + Cl2  NaCl + NaClO + H2O
( natri clorua) (natri hipoclorit)

0
-1
+1
Khi điện phân dung dịch NaCl, nếu tạo điều kiện cho khí clo thoát ra tác dụng với dung dịch NaOH tạo thành khi điện phân, ta thu được nước GiaVen. Đó là phương pháp điều chế nước Giaven
Là muối của một axit yếu , NaClO trong nước Giaven dễ tác dụng với CO2 của không khí tạo thành axit hipoclorơ
NaClO + CO2 + H2O  NaHCO3 + HClO
Do có tính oxi hoá mạnh, axit hipoclorơ có tác dụng sát trùng, tẩy trắng sợi, vải, giấy
Nước Gia ven có tính oxi hoá mạnh được dùng đễ tẫy trắng sợi, vải, giấy. Nó cũng được dùng để sát trùng và tẩy uế nhà vệ sinh hay những khu vực bị ô nhiễm khác
Clorua vôi
Khí clo tác dụng với vôi tôi hoặc sữa vôi ở 30oC, ta thu được clorua vôi
Ca(OH)2 + Cl2  CaOCl2 + H2O
Công thức cấu tạo của clorua vôi là:

Ca
Cl
O - Cl
+1
-1
Như vậy, clorua vôi là muối của kim loại canxi với hai loại gốc axit là clorua và hipoclorit. Muối của 1 kim loại với nhiều gốc axit khác nhau được gọi là muối hỗn tạp
Clorua vôi là chất bột màu trắng, có mùi xốc của khí clo. Cũng như natri hipoclorit, clorua vôi có tính oxi hoá mạnh. Khi tác dụng với axit clohiđric, clorua vôi giải phóng khí clo:
CaOCl2 + 2HCl  CaCl2 + Cl2 + H2O
Trong không khí ẩm, clorua vôi tác dụng với cacbon đioxit, làm thoát ra axit hipoclorơ:
2CaOCl2 + CO2 + H2O  CaCO3 + CaCl2 + 2HClO

So với nước Giaven, clorua vôi rẻ tiền hơn, có hàm lượng hipoclorit cao hơn, dễ bảo quản và dễ chuyên chở hơn.
Clorua vôi cũng được dùng để tẩy trắng sợi vải giấy, để tẩy uế các hố rác, cống rãnh. Do có khả năng tác dụng với nhiều chất hữu cơ, clorua vôi được dùng để sử lí các chất đôc. Một lượng lớn clorua vôi được dùng trong việc tinh chế dầu mỏ.
Muối clorua
Clorat là muối của axit cloric. Muối clorat quan trọng hơn cả là kali clorat
Điều chế
Nếu cho khí clo tác dụng với dung dịch kiềm nóng thì phản ứng không tạo ra muối hipoclorit tạo ra muối clorat:

3Cl2 +6KOH 5KCl + KClO3 + 3H2O
Kali clorat còn đựơc điều chế bằng cách điện phân dung dịch KCl 25% ở nhiệt độ 70oC – 75oC
t0
0
-1
+5
Tính chất
Kali clorat là chất rắn kết tinh, không màu, nóng chảy ở 356oC. Nó tan nhiều trong nước nóng nhưng nóng nhưng ít tan trong nước lạnh. Vì thế, khi làm lạnh dung dịch bão hoà, KClO3 dễ dàng tách khỏi dung dịch. Khi đun nóng đến nhiệt độ trên 500oC, kali clorat rắn bị phân hủy:

2KClO3 2KCl + O2
t0
+5
-2
-1
0
Phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nếu có chất xúc tác MnO2 và được dùng để điều chế oxi trong phòng thí nghiệm
ở trạng thái rắn, kali clorat là chất oxi hoá mạnh. Photpho bốc cháy khi được trộn với kali clorat .hỗn hợp kali clorat với lưu huỳnh và cacbon sẽ nổ khi đập mạnh

Ứng dụng
Kali clorat được dùng để chế tạo thuốc nổ, sản xuất pháo hoa, ngòi nổ và những hỗn hợp dễ cháy khác. Kali clorat còn được dùng trong công nghiệp diêm. Thuốc ở đầu que diêm thường chứa gần 50% KClO3