Cloru

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17 Cl
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mariello verdoso
Información xeneral
Nome, símbolu, númberu	Cloru, Cl, 17
Serie química	Halóxenos
Grupu, bloque	17, p
Masa atómica	35,453 u
Configuración electrónica	[Ne]3s² 3p⁵
Electrones per nivel	2, 8, 7 (imaxe)
Propiedaes atómiques
Radiu mediu	100 pm
Electronegatividá	3,16 (Pauling)
Radiu atómicu (calc)	79 pm (Radiu de Bohr)
Radiu covalente	99 pm
Radiu de van der Waals	175 pm
Estáu(aos) d'oxidación	±1, +3, +5, +7 (ácidu fuerte)
Óxidu	0090090
1ª enerxía d'ionización	1251,2 kJ/mol
2ª enerxía d'ionización	2298 kJ/mol
3ª enerxía d'ionización	3822 kJ/mol
4ª enerxía d'ionización	5158,6 kJ/mol
5ª enerxía d'ionización	6542 kJ/mol
6ª enerxía d'ionización	9362 kJ/mol
7ª enerxía d'ionización	11018 kJ/mol
8ª enerxía d'ionización	33604 kJ/mol
9ª enerxía d'ionización	38600 kJ/mol
10ª enerxía d'ionización	43961 kJ/mol
Propiedaes físiques
Estáu ordinariu	gas (non magnéticu)
Densidá	3,214 kg/m³
Puntu de fusión	171,6 K (−102 °C)
Puntu de bullidura	239,11 K (−34 °C)
Entalpía de vaporización	10,2 kJ/mol
Entalpía de fusión	3,203 kJ/mol
Presión de vapor	1300 Pa
Varios
Estructura cristalina	ortorrómbica
Nᵘ CAS	7782-50-5
Nᵘ EINECS	231-959-5
Calor específica	480 J/(K·kg)
Conductividá llétrica	ensin datos S/m
Conductividá térmica	0,0089 W/(m·K)
Velocidá del soníu	ensin datos m/s a 293,15 K (20 °C)
Isótopos más estables
Artículu principal: Isótopos del cloru
iso AN Periodu MD Ed PD MeV 35Cl 75,77 % Estable con 18 neutrones 36Cl Sintéticu 3,01 × 10⁵ a β- ε 0,709 1,142 36Ar 36S 37Cl 24,23 % Estable con 20 neutrones
Valores nel SI y condiciones normales de presión y temperatura, sacante que se diga lo contrario.
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El cloru ye un elementu químicu de númberu atómicu 17 allugáu nel grupu de los halóxenos (grupu 17) de la tabla periódica de los elementos. El so símbolu ye Cl. En condiciones normales y n'estáu puru forma dicloru: un gas tóxicu mariello-verdosu formáu por molécules diatómiques (Cl₂) unes 2,5 vegaes más pesáu que l'aire, de golor desagradable y tóxicu. Ye un elementu abondosu na naturaleza y trátase d'un elementu químicu esencial pa munches formes de vida.

Carauterístiques principales

Cloru

Na natura nun s'atopa n'estáu puru yá que reaiciona con rapidez con munchos elementos y compuestos químicos, por esta razón alcuéntrase formando parte de cloruros (especialmente en forma de cloruru de sodiu), cloritos y cloratos, nes mines de sal y disueltu na agua de mar.

Historia

El cloru (del griegu χλωρος, que significa "verde pálidu") descubrióse na so forma diatómica en 1774 pol suecu Carl Wilhelm Scheele, anque creyía que se trataba d'un compuestu que contenía oxíxenu. Llogrólo a partir de la siguiente reacción:

2 NaCl + 2H₂SO₄ + MnO₂ → Na₂SO₄ + MnSO₄ + 2 H₂O + Cl₂

En 1810 el químicu inglés Humphry Davy demuestra que se trata d'un elementu físicu y da-y el nome de cloru por cuenta del so color. El gas cloru emplegóse na Primer Guerra Mundial, siendo'l primer casu d'usu d'armes químiques como'l fosxeno y el gas mostaza.

Abondanza

El cloru alcuéntrase na natura combináu con otros elementos formando principalmente sales ióniques; como ye'l casu del cloruru sódicu y cálcicu; tamién colos mñas de los metales; dende'l cloruru d'hafniu hasta'l cloruru de plata. Podría dicise que'l cloru combina de forma natural abondo bien colos más d'elementos, sacante colos del so grupu, halóxenos y gases nobles, anque nes últimes décades de manera sintética forma parte de los mesmos en compuestos conocíos como son los fluorocloruros y cloruros de xenón.

Finalmente cabe destacar que la gran mayoría d'estos compuestos suelen atopase con impureces formando parte de minerales como la carnalita, KMgCl₃·6H₂O.

Obtención

El cloru comercial obtiénse por electrólisis nel procesu de preparación de los álcalis y espándese en forma llíquida, nun ye puru; poro, hai que lo purificar.

Si se trata'l dióxidu de manganesu hidratáu con ácidu clorhídricu concentrao produz un gas exento en gran parte d'impureces tales como l'oxíxenu gas (O₂(g)) y óxidos de cloru.

4HCl + MnO₂xH₂O = MnCl₂ + (x+2)H₂O + Cl₂

Compuestos

• Dellos cloruros metálicos empléguense como catalizadores. Por exemplu, FeCl₂, FeCl₃, AlCl₃.
• Ácidu clorhídricu, HCl. Emplégase na industria alimentaria, metalúrxica, como desincrustante, en productos de llimpieza, como abrillantador de pisos y destapador de caños y tuberíes.
• Ácidu hipoclorosu, HClO. Emplégase na depuración d'agües y dalguna de les sos sales como axente blanqueante.
• Ácidu clorosu, HClO₂. El sal de sodiu correspondiente, NaClO₂, emplégase pa producir dióxidu de cloru, ClO₂, que s'usa como desinfestante.
• Ácidu clóricu (HClO₃). El cloratu de sodiu, NaClO₃, tamién pue emplegase pa producir dióxidu de cloru, emplegáu nel blanquéu de papel, amás de pa llograr cloratu.
• Ácidu perclóricu (HClO₄). Ye un ácidu oxidante y emplégase na industria d'esplosivos. El percloratu de sodiu, NaClO₄, emplégase como oxidante y na industria testil y papelera.
• Compuestos de cloru como los clorofluorocarburos (CFC) contribúin a la destrucción de la capa d'ozonu.
• Dellos compuestos orgánicos de cloru empléguense como pesticides. Por exemplu, l'hexaclorobencenu (HCB), el para-diclorodifeniltricloroetanu (DDT), el toxafenu, etcétera.
• Munchos compuestos organocloraos presenten problemes ambientales por cuenta de la so toxicidá, por exemplu'l pentacloroetanu, los pesticides anteriores, los bifenilos policloraos (PCB), o les dioxines.

Isótopos

Na natura atopen dos isótopos estables de cloru. Ún de masa 35 [unidá de masa atómica|uma]], y l'otru de 37 uma, con unes proporciones relatives de 3:1 respeutivamente, lo que da un pesu atómicu pal cloru de 35,5 uma.

El cloru tien 9 isótopos con mases dende 32 uma hasta 40 uma. Namái tres d'estos atópense na natura: el ³⁵Cl, estable y con una abondanza del 75,77 %, el ³⁷Cl, tamién estable y con una abondanza del 24,23 %, y l'isótopu radiactivu ³⁶Cl. La rellación de ³⁶Cl col Cl estable nel ambiente ye d'aproximao 700 × 10⁻¹⁵:1.

El ³⁶Cl produzse na atmósfera a partir del ³⁶Ar por interacciones con protones de rayos cósmicos. Nel sosuelu xenérase ³⁶Cl principalmente per aciu de procesos de captura de neutrones del ³⁵Cl, o por captura de muones del ⁴⁰Ca. El ³⁶Cl decai a ³⁶S y a ³⁶Ar, con un periodu de semidesintegración combináu de 308.000 años.

El periodu de semidesintegración d'esti isótopu hidrófilu y non reactivu failu útil pa la datación xeolóxica nel rangu de 60.000 a 1 millón d'años. Amás, produxéronse grandes cantidaes de ³⁶Cl pola irradiación d'agua de mar mientres les detonaciones atmosfériques d'armes nucleares ente 1952 y 1958. El tiempu de residencia del ³⁶Cl na atmósfera ye d'aproximao una selmana. Con eses, ye un marcador pa les agües superficiales y soterrañes de los años 1950, y tamién ye útil pa la datación d'agües que tengan menos de 50 años. El ³⁶Cl emplegóse n'otres árees de les ciencies xeolóxiques, incluyendo la datación de xelu y sedimentos, yá que ye una sustancia venenosa

Núclidu	Abondanza	Masa	Espín	Periodu de semidesintegración	Productu de desintegración
32Cl	-	31,9857	1	298 ms	ε
33Cl	-	32,9775	3/2	2,51 s	ε
34Cl	-	33,9738	0	1,53 s	ε
35Cl	75,77	34,9689	3/2	-	-
36Cl	-	35,9683	2	301000 a	β-
37Cl	24,23	36,9659	3/2	-	-
38Cl	-	37,9680	2	37,2 m	β-
39Cl	-	38,9680	3/2	55,6 m	β-
40Cl	-	39,9704	2	1,38 m	β-
41Cl	-	40,9707	n.m.	34 s	β-
42Cl	-	41,9732	n.m.	6,8 s	β-
43Cl	-	42,9742	n.m.	3,3 s	β-

Aplicaciones y usos

Producción de insumos industriales y pa consumu

Les aplicaciones principales del cloru son na producción d'una estaya amplia de productos industriales y pal consumu.. Por exemplu, utilízase na ellaboración de plásticos, solventes pa llavaos en secu y desengrasáu de metales, producción d'agroquímicos y fármacos, insecticides, colorantes y tintes, etc.

Purificación y desinfeición

El cloru ye un químicu importante pa la purificación de l'agua (como en plantes de tratamientu d'agua), en desinfestantes, y na llexía. El cloru n'agua ye más de tres vegaes más efeutivu como axente desinfestante escontra Escherichia coli qu'una concentración equivalente de bromu, y más de seis veces más efeutiva qu'una concentración equivalente de yodu.

El cloru como antisépticu introdúxose en 1835 por Holmes (en Boston) y en 1847 por Semmelweis (en Viena). El cloru emplégase como desinfestante en muebles, equipos, instrumental y árees hospitalaries. El cloru suel ser usáu na forma d'ácidu hipoclorosu pa desaniciar bacteries, fongos, parásitos y virus nos suministros d'agua potable y piscines públiques. Nes más de les piscines privaes, el cloru en sí nun s'usa, sinón l'hipocloritu de sodiu, formáu a partir de cloru y hidróxidu de sodiu, o tabletes sólides de isocianuratos cloraos. Anguaño hasta los pequeños suministros d'agua son cloraos rutinariamente.

Nun suel ser práutico almacenar y usar el velenosu gas cloru pal tratamientu d'agua, asina que s'usen métodos alternativos p'amestar cloru. Estos inclúin soluciones d'hipocloritu, que lliberen gradualmente cloru a l'agua, y compuestos como la dicloro-S-triazinatriona de sodiu (dihidratu o anhidru), delles vegaes referíu como "diclor", y la tricloro-S-triazinatriona, delles vegaes referida como "triclor". Estos compuestos son estables n'estáu sólidu, y puen ser usaos en forma de polvu, granular o tableta. Cuando s'amiesta en pequeñes cantidaes a agua de piscina o sistemes d'agua industrial, los átomos de cloru son hidrolizaos del restu la molécula, formando ácidu hipoclorosu (HClO), qu'actúa como un biocida xeneral, matando xérmenes, microorganismos, algues, ente otros, d'ehí la so importancia nel emplegu n'endodoncia como axente irrigante de los conductos radiculares encetándose como solución en forma d'hipocloritu de sodiu en distintes concentraciones (0,5 % y 0,2 % son les más frecuentemente emplegaes). El cloru tamién s'usa como deterxente pa bacteries como'l Bacillus reprindentius o'l Martelianus marticus.

Química

El cloru elemental ye un oxidante. Intervién en reaiciones de sustitución, onde mueve a los halóxenos menores de les sos sales. Por exemplu, el gas de cloru burbuyáu al traviés d'una solución de aniones bromuru o yoduru oxida al bromu y yodu, respeutivamente.

Como los otros halóxenos, el cloru participa na reaición de sustitución radicalaria con compuestos orgánicos que contienen hidróxenu. Esta reaición ye frecuentemente —pero non invariablemente— non rexoselectiva, y pue resultar nun amiestu de productos isoméricos. Frecuentemente, tamién ye difícil el control del grau de sustitución, asina que les sustituciones múltiples son comunes. Si los distintos productos de la reaición puen dixebrase fácilmente, por exemplu por destilación, la cloración radicalaria sustitutiva (en dellos casos acompañada d'una declorinación térmica concurrente) pue ser una ruta sintética útil. Dellos exemplos industriales d'esto son la producción de cloruru de metilu, cloruru de metilenu, cloroformu y tetracloruru de carbonu a partir de metanu, cloruru d'alilu a partir de propilenu, y tricloroetilenu y tetracloroetilenu a partir de 1,2-dicloroetanu.

Como colos otros haluros, el cloru participa de reaiciones d'adición electrofíliques, más notablemente, la cloración de alquenos y compuestos arumosos, con un catalizador ácidu de Lewis. Los compuestos orgánicos de cloru tienden a ser menos reactivos na reaición de sustitución nucleofílica que los correspondientes derivaos de bromu o yodu, pero tienden a ser más baratos. Puen ser activaos por sustitución con un grupu tosilatu, o pol usu d'una cantidá catalítica de yoduru de sodiu.

El cloru úsase estensivamente en química orgánico y química inorgánico como un axente oxidante, y en reaiciones de sustitución, porque frecuentemente'l cloru imparte propiedaes deseaes a un compuestu orgánicu, por cuenta de la so electronegatividá.

Los compuestos de cloru son usaos como intermediarios na producción d'un gran númberu de productos industriales importantes que nun contienen cloru. Dellos exemplos son: policarbonatos, poliuretanos, silicones, politetrafluoroetilenu, carboximetilcelulosa y óxidu de propilenu.

Usu como arma

Primer Guerra Mundial

El gas cloru, tamién conocíu como Bertholita, usóse como arma na I Guerra Mundial por parte d'Alemaña'l 22 d'abril de 1915, na Segunda Batalla de Ypres. Como lo describieron los soldaos, tenía un golor distintivu d'un amiestu ente pimienta y piña. Tamién tenía gustu metálicu y pinchaba'l fondu'l gargüelu y el pechu. El cloru pue reaicionar cola agua na mucosa de los pulmones pa formar ácidu clorhídricu, un irritante que puede ser lletal. El dañu fechu pol gas de cloru pue ser evitáu con una mázcara de gas, o con otros métodos de filtración, que faen que la posibilidá total de morrer por gas cloru seya enforma menor que por otres armes químiques. Foi diseñáu por un científicu alemán gallardoniáu posteriormente con un Premiu Nobel, Fritz Haber del Kaiser-Wilhelm-Institute en Berlín, en collaboración col conglomeráu químicu alemán IG Farben, que desenvolvió métodos pa descargar el gas cloru escontra una trinchera enemiga. Alégase que'l rol de Haber nel usu del cloru como una arma mortal conduxo a la so muyer, Clara Immerwahr, al suicidiu. Dempués del so primer usu, el cloru foi utilizáu per dambos llaos como una arma química, pero foi reemplazáu aína polos gases más mortales fosxenu y gas mostaza.

Guerra d'Iraq

El gas de cloru tamién foi usáu por insurxentes escontra la población llocal y les fuercies de coalición na Guerra d'Iraq, na forma de bombes de cloru. El 17 de marzu de 2007, por exemplu, tres tanques cargaos con cloru españaron na provincia d'Ámbar, matando a dos persones, y amaleciendo a más de 350. Otros ataques con bombes de cloru resultaron en mayores recuentos de muertos, con más de 30 muertes en dos causes separaes. Les más de les muertes foron causaes pola fuercia de les esplosiones, en cuenta de polos efeutos del cloru, yá que'l gas tóxico espárdese rápido na atmósfera pol españíu. Les autoridaes iraquines aumentaron la seguridá pal ramanamientu del cloru, que ye esencial pa proveer d'agua potable segura a la población.

Otros usos

El cloru úsase na manufactura de abondos compuestos orgánicos cloraos, siendo los más significativos en términos de volume de producción el 1,2-dicloroetanu y el cloruru de vinilu, intermediarios na producción del PVC. Otros organocloraos particularmente importantes son el cloruru de metilu, cloruru de metilenu, cloroformu, cloruru de vinilidenu, tricloroetilenu, percloroetilenu, cloruru d'alilu, epiclorhidrina, clorobencenu, diclorobencenos y triclorobencenos.

El cloru tamién s'usa na producción de cloratos y na estraición de bromu.

Enllaces esternos

• Wikimedia Commons acueye conteníu multimedia sobre Cloru.
• (castellán) ATSDR en castellanu - ToxFAQs™: cloru
• (n'inglés) EnvironmentalChemistry.com - Cloru
• (castellán) Institutu Nacional de Seguridá y Hixene nel Trabayu d'España: Ficha internacional de seguridá química del cloru.
• (n'inglés) Llaboratoriu Nacional de Los Alamos - Cloru
• (n'inglés) WebElements.com - Cloru
• (n'inglés) Agrupación de Fabricantes de Cloru
• (castellán) La Química de Referencia - Cloru Archiváu 2012-07-16 en Wayback Machine

• Datos: Q688
• Multimedia: Chlorine