Bài 24: Sơ lược về hợp chất có oxi của clo

Tóm tắt lý thuyết

1.1. Thành phần, tính chất và ứng dụng của nước Javel và clorua vôi

Nước Javel Clorua vôi
Thành phần Dung dịch: NaCl và NaClO.

NaClO        ⇔      HClO

natri hipoclorit         axit hipoclorơ

– CTPT: CaOCl2

– CTCT:
clorua vôi

→ muối hỗn tạp.

Tính chất – Tính tẩy màu, sát trùng.

– NaClO là muối của axit yếu:

NaClO + CO2 + H2O → HClO + NaHCO3

– NaClO, HClO: có tính oxi hóa rất mạnh.

– Chất bột, màu trắng, xốp.

– Tính oxi hóa mạnh:

CaOCl2 + 2HCl →CaCl2 + Cl2+ H2O

– Tác dụng với CO2 trong không khí ẩm:

2CaOCl2 + CO2 + H2O → 2HClO + CaCO3 + CaCl2

Ứng dụng – Tẩy trắng vải, sợi, giấy, …

– Tẩy uế chuồng trại chăn nuôi, nhà vệ sinh

– Tẩy trắng, tẩy uế.

– Tinh chế dầu mỏ.

– Xử lí các chất độc, bảo vệ môi trường.

1.1.1 Nước Javel

  • Nước Javel là dung dịch hỗn hợp muối NaCl và NaClO.
  • Muối NaClO có tính oxi hóa rất mạnh, do vậy nước Javel có tính tẩy màu, sát trùng, tẩy trắng vải, sợi, giấy và dùng sát trùng chuồng trại chăn nuôi, nhà vệ sinh.
  • NaClO là muối của axit rất yếu, yếu hơn axit cacbonic nên dễ tác dụng với CO2 của không khí tạo thành axit HClO có tính oxi hóa mạnh.

⇒ nước Javel không để được lâu trong không khí.

1.1.2. Clorua vôi CaOCl2

  • Clorua vôi là chất bột màu trắng, xốp, mùi xốc, có tính oxi hóa mạnh.
  • Tác dụng với axit clohidric cho Cl2­

CaOCl2 + 2HCl →  CaCl2 +  Cl2  + H2O

  • Trong không khí ẩm, clorua vôi tác dụng với CO2 tạo ra axit hipoclorơ

1.2. Điều chế nước Javel và clorua vôi

1.2.1. Điều chế nước Javel

  • Trong phòng thí nghiệm:

Cho khí clo tác dụng với NaOH loãng ở nhiệt độ thường:

Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O

Điều chế nước javel trong phòng thí nghiệm

Hình 1: Sơ đồ điều chế nước Javel trong phòng thí nghiệm

  • Trong công nghiệp:

Điện phân dung dịch NaCl nồng độ 15 – 20% trong thùng điện phân không có màng ngăn.

\(2NaCl + 2{H_2}O \to 2NaOH + {H_2} \uparrow  + C{l_2} \uparrow \)

\(C{l_2} + 2NaOH \to NaCl + NaClO + H{}_2O\)

Điều chế nước Javel trong công nghiệp

Hình 2: Điều chế nước Javel trong công nghiệp

1.2.2. Điều chế clorua vôi

Cho clo tác dụng với vôi tôi (sữa vôi) ở 30oC thu được clorua vôi:

Cl2 + Ca(OH)2 → CaOCl2 + H2O      (to = 30OC)

Clorua vôi

Hình 3: Clorua vôi

Bài tập minh họa


Bài 1:

Viết phương trình phản ứng biểu diễn sơ đồ chuyển hóa sau:

Hướng dẫn:

(1) \(2KMn{O_4} + 16HCl \to 2KCl + 2MnC{l_2} + 5C{l_2} \uparrow  + 8{H_2}O\)

(2) \(C{l_2} + 2NaOH \to NaCl + NaClO + {H_2}O\)

(3) \(Mn{O_2} + 4HCl \to MnC{l_2} + C{l_2} \uparrow  + 2{H_2}O\)

(4) \(C{l_2} + Ca{(OH)_2} \to CaOC{l_2} + {H_2}O\)   ĐK: Ở 30oC

(5) \(CaOC{l_2} + 2HCl \to CaC{l_2} + C{l_2} + {H_2}O\)

Hoặc \(CaOC{l_2} \to CaC{l_2} + \frac{1}{2}{O_2}\)  ĐK: toc

Bài 2:

Viết các phương trình phản ứng điều chế nước Javel từ các chất có trong phòng thí nghiệm: NaCl, MnO2, H2SO4 đặc, NaOH

Hướng dẫn:

  • Điều chế axit HCl từ NaCl, H2SO4 đặc, H2O

NaCl (r) + H2SO4 (đặc) →   NaHSO4 + HCl    ĐK: tOC

  • Từ HCl và MnO2 điều chế khí Cl2

MnO2 + 4HCl (đặc)  →   MnCl2 + Cl2 + 2H2O  ĐK: tOC

  • Từ Cl2 và dung dịch NaOH loãng nguội điều chế nước Javel

Cl2+ 2NaOH  →  NaCl + NaClO + H2O

Bài 3:

Chỉ dùng một thuốc thử, hãy nhận biết các dung dịch mất nhãn sau: HCl, HClO, NaCl, NaClO

Hướng dẫn:

Sử dụng quỳ tím:

  • HCl  → Qùy tím hóa đỏ
  • HClO  → Qùy tím không đổi màu
  • NaCl  → Qùy tím mất màu
  • NaClO  → Qùy tím hóa đỏ rồi mất màu