El dicloro, el cloruro de sodio y el ácido clorhídrico
En una cisterna de la planta potabilizadora se añade una pequeña cantidad de una sustancia gaseosa de color verdoso que hace potable el agua que llega a tu casa. En la cocina, la sal de mesa y el cloro que usas para limpiar vienen del mismo elemento. ¿Cómo es posible que una sustancia tóxica y una tan inofensiva como la sal tengan relación? Lo vas a ver en este epígrafe.
El dicloro: propiedades y precauciones
El cloro está en la columna 17 de la tabla de 18 columnas, es un no metal muy electronegativo. Como sustancia simple forma moléculas de dos átomos: el dicloro, $\text{Cl}_2$.
A temperatura ambiente (25 °C) el dicloro es un gas de color amarillo verdoso, de olor fuerte e irritante y más denso que el aire (por eso se acumula en zonas bajas). Es sustancia molecular, con fuerzas débiles entre moléculas, y por eso es gas.
Es tóxico: irrita los ojos, la nariz y los pulmones, y en concentraciones altas puede ser mortal. Por eso se manipula en lugares ventilados, con protección y nunca se huele directamente.
Describe las propiedades físicas del dicloro (estado de agregación, color y olor) y explica por qué hay que manipularlo con mucha precaución. Escribe su fórmula.
Describe las propiedades físicas del dicloro (estado de agregación, color y olor) y explica por qué hay que manipularlo con mucha precaución. Escribe su fórmula.
Cloruro de sodio y cloruro de hidrógeno
El cloro se combina con otros elementos y forma compuestos con enlaces distintos.
| Compuesto | Fórmula | Enlace predominante | Estructura |
|---|---|---|---|
| Cloruro de sodio | $\text{NaCl}$ | Iónico (metal + no metal) | Red iónica |
| Cloruro de hidrógeno | $\text{HCl}$ | Covalente polar (no metal + no metal) | Molecular |
En el $\text{NaCl}$ el sodio cede un electrón al cloro: se forman $\text{Na}^+$ y $\text{Cl}^-$ que se atraen en una red iónica. Por eso es sólido, con alta temperatura de fusión (801 °C), y conduce la corriente fundido o disuelto, no sólido.
En el $\text{HCl}$ los átomos comparten un par de electrones, pero el cloro lo atrae más: el enlace es covalente polar. Es un gas incoloro de olor penetrante.
Usos del cloruro de sodio:
-
En la alimentación: condimento y conservante (carnes, pescado salado).
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En la industria: materia prima para obtener dicloro, hidróxido de sodio y dihidrógeno; también en la industria química y del vidrio y para el deshielo en países fríos.
Escribe las fórmulas del cloruro de sodio y del cloruro de hidrógeno. Indica el tipo de enlace que predomina en cada una de ellas y menciona dos usos del cloruro de…
Escribe las fórmulas del cloruro de sodio y del cloruro de hidrógeno. Indica el tipo de enlace que predomina en cada una de ellas y menciona dos usos del cloruro de sodio, uno en la alimentación y otro en la industria.
Síntesis del HCl y ácido clorhídrico
El dicloro y el dihidrógeno reaccionan (con luz o calor) y forman cloruro de hidrógeno. Es una síntesis:
$$\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow 2\,\text{HCl}$$Balanceo: hay 2 átomos de H y 2 de Cl a la izquierda; a la derecha un solo $\text{HCl}$ tendría 1 y 1, así que se pone coeficiente 2. De 1 mol de $\text{H}_2$ y 1 mol de $\text{Cl}_2$ se obtienen 2 mol de $\text{HCl}$.
Cuando el $\text{HCl}$ gaseoso se disuelve en agua se obtiene el ácido clorhídrico. Sus moléculas se separan en iones $\text{H}^+$ y $\text{Cl}^-$, y por eso la disolución es ácida y conduce la corriente.
Usos del ácido clorhídrico: limpieza de metales antes de soldar o galvanizar, producción de cloruros, regulación del pH, y en el estómago ayuda a la digestión (jugo gástrico).
Reacciones del ácido clorhídrico
Identificar el ion cloruro
Se añade unas gotas de disolución de nitrato de plata, $\text{AgNO}_3$, a la disolución (acidulada con ácido nítrico para evitar interferencias). Si hay iones cloruro aparece un precipitado blanco de cloruro de plata, que se oscurece con la luz:
$$\text{Ag}^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{AgCl}\downarrow$$Completa y balancea la ecuación de la síntesis del cloruro de hidrógeno a partir de sus elementos: $$\text{H}2 + \text{Cl}2 \rightarrow \;?$$ Indica cómo se llama la…
Completa y balancea la ecuación de la síntesis del cloruro de hidrógeno a partir de sus elementos:
$$\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \rightarrow \;?$$Indica cómo se llama la disolución de este gas en agua y menciona un uso de ella.
Camila prepara en el laboratorio ácido clorhídrico diluido y lo hace reaccionar con tres sustancias: magnesio, carbonato de calcio (trozos de mármol) e hidróxido de…
Camila prepara en el laboratorio ácido clorhídrico diluido y lo hace reaccionar con tres sustancias: magnesio, carbonato de calcio (trozos de mármol) e hidróxido de sodio.
- a) Escribe la ecuación química balanceada de cada reacción.
- b) Clasifica cada una (sustitución, doble sustitución o neutralización) e indica qué se observa en las dos primeras.
- c) Describe cómo identificarías el ion cloruro en la disolución resultante con una disolución de nitrato de plata.
Electrólisis de la disolución de NaCl
En las fábricas de cloro-sosa se hace pasar corriente eléctrica por una disolución concentrada de cloruro de sodio:
$$2\,\text{NaCl} + 2\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\,\text{NaOH} + \text{Cl}_2 + \text{H}_2$$| Producto | Nombre | Usos |
|---|---|---|
| $\text{NaOH}$ | hidróxido de sodio (sosa cáustica) | jabones, papel, limpieza, industria del níquel y del azúcar |
| $\text{Cl}_2$ | dicloro | desinfección del agua, blanqueadores, síntesis de HCl |
| $\text{H}_2$ | dihidrógeno | síntesis de HCl y de amoniaco, combustible |
Por qué hay que separarlos: el dicloro reaccionaría con el hidróxido de sodio y se perdería el producto, formando hipoclorito de sodio y cloruro de sodio. Además, mezclado con dihidrógeno el dicloro puede reaccionar de forma violenta. Por eso en la celda se usa un diafragma o membrana que separa los compartimentos.
La electrólisis de una disolución concentrada de cloruro de sodio es un proceso industrial importante: $$2\,\text{NaCl} + 2\,\text{H}2\text{O} \rightarrow 2\,\text{NaOH}…
La electrólisis de una disolución concentrada de cloruro de sodio es un proceso industrial importante:
$$2\,\text{NaCl} + 2\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\,\text{NaOH} + \text{Cl}_2 + \text{H}_2$$- a) Nombra los tres productos.
- b) Indica un uso de cada uno.
- c) Explica por qué es necesario mantener separados el dicloro y el hidróxido de sodio durante el proceso.
Una planta somete a electrólisis una disolución que contiene 11,7 g de cloruro de sodio según la ecuación del ejercicio anterior. Calcula la cantidad de sustancia de…
Una planta somete a electrólisis una disolución que contiene 11,7 g de cloruro de sodio según la ecuación del ejercicio anterior. Calcula la cantidad de sustancia de dicloro que se obtiene y su volumen en condiciones normales (22,4 L/mol). Masa molar del $\text{NaCl}$: 58,5 g/mol.
En una planta se someten a electrólisis 117 g de cloruro de sodio, con un rendimiento del 80 % en la obtención de dicloro: $$2\,\text{NaCl} + 2\,\text{H}2\text{O}…
En una planta se someten a electrólisis 117 g de cloruro de sodio, con un rendimiento del 80 % en la obtención de dicloro:
$$2\,\text{NaCl} + 2\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\,\text{NaOH} + \text{Cl}_2 + \text{H}_2$$- a) Calcula la cantidad de sustancia de dicloro teórica y la real, y la masa real de dicloro obtenida.
- b) Todo el dicloro real reacciona con dihidrógeno suficiente para formar cloruro de hidrógeno. Calcula la cantidad de sustancia de este gas.
- c) Si el gas se disuelve en agua hasta completar 0,4 L de disolución, calcula la concentración molar del ácido clorhídrico resultante. Masas molares: $\text{NaCl}$ = 58,5 g/mol; $\text{Cl}_2$ = 71 g/mol.
Desinfección con cloro y seguridad
El dicloro reacciona de forma reversible con el agua:
$$\text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCl} + \text{HClO}$$El ácido hipocloroso, $\text{HClO}$, es un oxidante fuerte que destruye bacterias y otros microorganismos. Por eso una pequeña cantidad de cloro desinfecta el agua potable. Los blanqueadores domésticos (hipoclorito de sodio) actúan de modo parecido.
Medidas de seguridad en casa:
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Guardar los productos en su envase original, bien cerrados, en lugar fresco y fuera del alcance de los niños.
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Usarlos con buena ventilación, con guantes, y nunca mezclarlos con otros productos.
El dicloro se emplea para desinfectar el agua potable, y en el hogar se usan productos con cloro para limpiar. El dicloro reacciona de forma reversible con el agua:…
El dicloro se emplea para desinfectar el agua potable, y en el hogar se usan productos con cloro para limpiar. El dicloro reacciona de forma reversible con el agua:
$$\text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCl} + \text{HClO}$$- a) Explica por qué este proceso permite desinfectar el agua.
- b) Argumenta por qué nunca se deben mezclar un blanqueador con cloro y un limpiador de tipo ácido, sabiendo que en esa mezcla puede desprenderse dicloro gaseoso.
- c) Propón dos medidas de seguridad para almacenar y usar estos productos en una casa.
Vuelve al principio: la planta potabilizadora usa dicloro porque produce $\text{HClO}$, que desinfecta; y la sal y el cloro se relacionan porque la electrólisis del $\text{NaCl}$ da dicloro.