Cân bằng phản ứng Cl2 + FeCl2 = FeCl3 (và phương trình Cl2 + KOH = KCl + KClO3 + H2O)

Clo là một nguyên tố hóa học, dạng nguyên tố của nguyên tố halogen là clo, ký hiệu là Cl, công thức hóa học là Cl2 và số hiệu nguyên tử là 17.

Clo là chất nhẹ thứ hai trong số các halogen, và nó nằm giữa flo và brom trong bảng tuần hoàn, và các tính chất của nó chủ yếu là giữa flo và brom.

Nhà hóa học Thụy Điển Carl Wilhelm Scheele đã sản xuất khí clo vào năm 1774 bằng cách sử dụng axit clohydric và pyrolusit bằng phản ứng sau:

MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Theo sau Scheler, Bertolé đã tiến hành một nghiên cứu sâu hơn về clo. Người ta thấy rằng khi cho khí clo vào nước, axit clohiđric sẽ được tạo ra và kèm theo đó là sự giải phóng khí (oxy) có thể làm kết dính lại các dải gỗ bằng tia lửa; axit clohiđric sẽ giải phóng hydro qua kim loại.

Do đó, ông cho rằng clo có chứa oxi, nhưng đã cố gắng khử clo bằng các chất khử đã biết như kim loại, than củi, photpho và các chất khử khác vào thời điểm đó nhưng không thu được sản phẩm oxi hóa tương ứng, điều này cho thấy rõ ràng rằng clo không chứa oxy.

Sau đó, David không thể phân hủy clo bằng than nóng trắng và không thể nhận được oxit từ phản ứng của axit clohiđric và kim loại, vì vậy oxi nói trên phải được cung cấp bởi nước, và anh cho rằng màu xanh lục này phải là khí được coi là một nguyên tố mới, và clo được phát hiện theo cách này.

Tính chất vật lý

Ở nhiệt độ thường, khí clo là chất khí có màu vàng xanh, mùi hắc và rất độc. Khi áp suất là 1,01 × 105Pa, điểm sôi của nguyên tố clo là −34,4 ℃ và nhiệt độ nóng chảy là −101,5 ℃. Khí clo dễ tan trong nước và dung dịch kiềm, dễ tan trong dung môi hữu cơ như cacbon đisunfua và cacbon tetraclorua, không tan trong dung dịch bão hòa natri clorua, khi bão hòa thì 1 thể tích nước hòa tan được 2 thể tích khí clo.

Khí clo hòa tan trong nước tạo ra axit clohiđric và axit hipoclorơ, có công thức hóa học như sau:

Cl2 + H2O -> HCl + HClO

Đây là một phản ứng thuận nghịch.

Tính chất hóa học

Tính chất hóa học của khí clo là rất hoạt động, nó thuộc loại phi kim hoạt động. Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử clo có 7 electron, trong phản ứng hoá học dễ dàng gộp một electron nên lớp electron ngoài cùng đạt trạng thái bền gồm 8 electron nên khí clo có tính oxi hoá mạnh.

Clo có thể được kết hợp trực tiếp với các kim loại hoạt động như natri. Nó cũng có thể phản ứng với các kim loại không hoạt động như đồng.

Khi cho khí clo phản ứng với nguyên tố sắt, chỉ có sắt bị oxi hóa đến hóa trị +3, còn lại là hóa trị +2.

Hydro có thể bốc cháy trong clo và tạo ra hydro clorua.

Nếu trộn kỹ hydro và clo trước, thì hiện tượng nổ xảy ra trong điều kiện ánh sáng. Nếu hydro cháy lặng lẽ trong clo thì hiện tượng là ngọn lửa nhạt có sương trắng (những giọt axit clohiđric nhỏ tạo thành khi hydro clorua tan trong nước trong không khí).

Clo có thể trải qua phản ứng thay thế bằng ankan, ví dụ, clo và metan phản ứng dưới ánh sáng để tạo ra metyl clorua và khi phản ứng tiến triển, diclometan, cloroform và cacbon tetraclorua cũng sẽ được tạo ra.

Clo ướt có thể được sử dụng để tẩy trắng bột giấy và bông vải, khác với SO2, tính chất tẩy trắng của clo là không thể chống lại và mạnh nên không thích hợp dùng làm chất tẩy trắng tơ tằm.

Một số phương trình phản ứng:

2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
6KOH + 3Cl2 → 5KCl + KClO3 + 3H2O