Cloro

Cloro (Cl), elemento químico, el segundo miembro más ligero de los elementos halógenos, o Grupo 17 (Grupo VIIa) de la tabla periódica. El cloro es un gas tóxico, corrosivo, de color amarillo verdoso que irrita los ojos y el sistema respiratorio.

Propiedades de los elementos

  • Número atómico: 17
  • Peso atómico: 35.453
  • Punto de fusión: -103 °C (-153 °F)
  • Punto de ebullición: -34 °C (-29 °F)
  • Densidad: (1 atm, 0 °C o 32 °F) 3.214 g/l (0.429 onzas/galón)
  • Estados de oxidación:  -1, +1, +3, +5, +7

Historia

La sal de roca (sal común o cloruro de sodio) se conoce desde hace varios miles de años. Es el principal constituyente de las sales disueltas en el agua de mar, de las que se obtenía en el antiguo Egipto por evaporación. En la época romana, a los soldados se les pagaba parcialmente en sal (salarium, la raíz de la palabra moderna salario).

En 1648 el químico alemán Johann Rudolf Glauber obtuvo un ácido fuerte, al que llamó espíritu de sal, calentando sal húmeda en un horno de carbón y condensando los humos en un recipiente. Más tarde obtuvo el mismo producto, ahora conocido como ácido clorhídrico, calentando la sal con ácido sulfúrico.cloro elemento

En 1774 el químico sueco Carl Wilhelm Scheele trató el óxido negro en polvo de manganeso con ácido clorhídrico y obtuvo un gas verdoso amarillento, que no reconoció como elemento. La verdadera naturaleza del gas como elemento fue reconocida en 1810 por el químico inglés Humphry Davy, quien más tarde lo llamó cloro (del griego chloros, que significa «verde amarillento») y proporcionó una explicación para su acción blanqueadora.

Producción y uso

Por lo general, los depósitos de sal de roca se extraen; ocasionalmente se bombea agua y se saca a la superficie salmuera, que contiene alrededor del 25 por ciento de cloruro de sodio. Cuando la salmuera se evapora, las impurezas se separan primero y se pueden eliminar. En climas cálidos la sal se obtiene por evaporación de agua de mar poco profunda por el sol, produciendo sal de laurel.

Se utiliza mucho cloro para esterilizar el agua y los desechos, y la sustancia se emplea directa o indirectamente como agente blanqueador para papel o textiles y como «polvo blanqueador» . El cloro se aplica en la fabricación de ácido clorhídrico de alta pureza, en la extracción de titanio con formación de tetracloruro de titanio (TiCl4) y en la eliminación del estaño de la hojalata vieja.

El cloruro de aluminio anhidro (AlCl3) se obtiene por la reacción del cloro con la chatarra de aluminio o con el óxido de aluminio y el carbono. El cloro también se utiliza para preparar tetracloruro de silicio (SiCl4) y cloruro de metilo (CH3Cl), que se emplean en la síntesis de materiales de silicio. El cloro entra directa o indirectamente como intermediario en muchas síntesis orgánicas de importancia industrial.

Ocurrencia y distribución

Aparte de cantidades muy pequeñas de cloro libre (Cl) en los gases volcánicos, el cloro se encuentra generalmente sólo en forma de compuestos químicos. Constituye el 0,017% de la corteza terrestre. El cloro natural es una mezcla de dos isótopos estables: cloro 35 (75,53 por ciento) y cloro 37 (24,47 por ciento).

El compuesto más común del cloro es el cloruro de sodio, que se encuentra en la naturaleza como sal de roca cristalina, a menudo decolorada por las impurezas. El cloruro de sodio también está presente en el agua de mar, que tiene una concentración media de alrededor del 2 por ciento de esa sal.cloro

Ciertos mares sin salida al mar, como el Mar Caspio, el Mar Muerto y el Gran Salar de Utah, contienen hasta un 33 por ciento de sal disuelta. Pequeñas cantidades de cloruro de sodio están presentes en la sangre y en la leche. Otros minerales que contienen cloro son silvita (cloruro de potasio[KCl]), bischofite (MgCl2 ∙6H2O), carnalita (KCl∙MgCl2 ∙6H2O), y kainita (KCl∙MgSO4 ∙3H2O). Se encuentra en minerales evaporíticos como la clorapatita y la sodalita. El ácido clorhídrico libre está presente en el estómago.

Los depósitos salinos actuales deben estar formados por la evaporación de los mares prehistóricos, siendo las sales con menor solubilidad en agua las primeras en cristalizar, seguidas de las de mayor solubilidad.

Debido a que el cloruro de potasio es más soluble en agua que el cloruro de sodio, ciertos depósitos de sal de roca -como los de Stassfurt, Alemania- estaban cubiertos por una capa de cloruro de potasio. Para acceder al cloruro de sodio, primero se elimina la sal de potasio, importante como fertilizante.

Propiedades físicas y químicas

El cloro es un gas de color amarillo verdoso a temperatura ambiente y presión atmosférica. Es dos veces y media más pesado que el aire. Se convierte en líquido a -34 °C (-29 °F). Tiene un olor a asfixia, y la inhalación causa asfixia, constricción del pecho, opresión en la garganta y -después de una exposición severa- edema (llenado con líquido) de los pulmones.

Tan sólo una parte por cada mil en el aire causa la muerte en pocos minutos, pero menos de una parte por millón puede ser tolerada. El cloro fue el primer gas utilizado en la guerra química en la Primera Guerra Mundial. El gas se licua fácilmente por enfriamiento o por presiones de unas pocas atmósferas a temperatura normal.

Las moléculas de cloro están compuestas de dos átomos (Cl2). El cloro se combina con casi todos los elementos, excepto con los gases nobles más ligeros, para producir cloruros; los de la mayoría de los metales son cristales iónicos, mientras que los de los semimetales y no metálicos son predominantemente moleculares.cloro

Los productos de la reacción con el cloro suelen ser cloruros con altos índices de oxidación, como el tricloruro de hierro (FeCl3), el tetracloruro de estaño (SnCl4) o el pentacloruro de antimonio (SbCl5), pero hay que tener en cuenta que el cloruro de mayor índice de oxidación de un elemento en particular se encuentra frecuentemente en un estado de oxidación más bajo que el flúor con mayor índice de oxidación.

Así, el vanadio forma un pentafluoruro, mientras que el pentacloruro es desconocido, y el azufre da un hexafluoruro pero no un hexacloruro. Con el azufre, incluso el tetracloruro es inestable.

El cloro es moderadamente soluble en agua, produciendo agua clorada, y de esta solución se obtiene un hidrato sólido de composición ideal, Cl2∙7.66H2O. Este hidrato se caracteriza por una estructura más abierta que la del hielo; la célula unitaria contiene 46 moléculas de agua y 6 cavidades adecuadas para las moléculas de cloro.

Cuando el hidrato se mantiene, se produce una desproporción, es decir, un átomo de cloro en la molécula se oxida y el otro se reduce. La primera energía de ionización del cloro es alta. Aunque los iones en estado de oxidación positiva no son muy estables, los números de oxidación altos se estabilizan por coordinación, principalmente con oxígeno y flúor.

Referencias