Cl2 + H2O → HCl + HClO | Phản ứng hóa học Cl2 ra HCl | Cl2 ra HClO

1. Phản ứng hóa học Cl2 ra HCl

- Phương trình phản ứng Clo tác dụng với nước được thể hiện qua phương trình:

Cl2 + H2O → HCl + HClO

Trong quá trình phản ứng này, clo không chỉ hoạt động như một chất oxi hóa mà còn đồng thời là một chất khử. Phản ứng diễn ra theo chiều ngược do axit hypochlorous (HClO) thể hiện khả năng oxi hóa mạnh, có thể chuyển HCl thành Cl2 và H2O. Bởi vì HClO là một chất oxi hóa mạnh, nước clo kết quả cũng có khả năng làm tẩy màu.

- Điều kiện phản ứng xảy ra: Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thường

- Hiện tượng nhận biết phản ứng:

Khi hòa tan trong nước, clo phản ứng với nước để tạo thành một hỗn hợp gồm axit clohiđric và axit hypochlorous.

- Tiến hành phản ứng Clo tác dụng với nước 

Thực hiện phản ứng giữa clo và nước, khi clo tan trong nước, một phần khí clo tương tác với nước và hình thành một hỗn hợp gồm axit clohiđric và axit hypochlorous. Trong quá trình phản ứng này, clo thể hiện tính chất đồng thời là chất oxi hóa và chất khử, khi một phần nguyên tử clo bị oxi hóa thành Cl+1 và một nguyên tử clo khác bị khử thành Cl-1. Phản ứng này có chiều ngược do axit hypochlorous (HClO) là chất oxi hóa mạnh, có khả năng oxi hóa HCl thành Cl2 và H2O. Đồng thời, tính chất mạnh mẽ của HClO cũng làm cho nước clo có khả năng tẩy màu.

2. Tính chất hóa học của các chất trong phản ứng

2.1. Tính chất của Clo

Clo, hay còn được biết đến với tên gọi khác là Chlorine và ký hiệu hoá học là Cl, là một chất hoá học tồn tại dưới dạng khí, có màu vàng đục, mùi hắc, và trọng lượng gấp 2.5 lần so với không khí. Clo có khả năng tan trong nước và ở nhiệt độ 20°C, một thể tích nước có thể hòa tan được 2.5 thể tích clo. Được biết đến là một khí độc, clo thể hiện những tính chất hoá học cơ bản của một phi kim.

Các tính chất hoá học của clo bao gồm:

- Tác dụng với hầu hết các kim loại để tạo thành muối clorua.

- Tương tác với khí hiđro để tạo thành khí hidro clorua.

- Phản ứng với nước.

- Tác dụng với dung dịch kiềm loãng nguội, tạo ra dung dịch Javen.

- Phản ứng với các hợp chất có tính khử.

Một trong những đặc điểm quan trọng của clo là nó không phản ứng trực tiếp với oxy. Với tính chất là một phi kim điển hình, clo thể hiện khả năng oxy hóa và sát khuẩn cực kỳ mạnh mẽ.Ứng dụng của clo rộng rãi trong việc khử trùng và diệt khuẩn, đặc biệt là trong môi trường nuôi trồng thuỷ sản, ngành dệt nhuộm và xử lý nước cấp cũng như nước bể bơi.

2.2. Tính chất của H2O

Tính chất vật lý của Nước:

- Nước tồn tại dưới dạng chất lỏng, không có màu sắc, mùi hay vị trên thực tế. Điểm sôi của nước là 100°C (ở áp suất khí quyển là 760 mm Hg), và nước có khả năng chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn ở 0°C, tạo thành nước đá và tuyết.

- Khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ 4°C là 1 g/ml (hoặc 1 kg/lít).

- Nước có khả năng hòa tan nhiều chất rắn (như đường, muối ăn,...), chất lỏng (như axit, cồn,...) và chất khí.

Tính chất hóa học của Nước:

- Nước thực hiện phản ứng với một số kim loại ở nhiệt độ thường, như Li, Na, K, Ca, để tạo thành bazơ và khí H2.

- Khi tương tác với oxit bazo, nước tạo thành bazơ tương ứng, và dung dịch bazơ này có khả năng làm chuyển màu quỳ tím thành màu xanh.

- Khi phản ứng với oxit axit, nước tạo thành axit tương ứng, và dung dịch axit này có khả năng làm chuyển màu quỳ tím từ màu xanh về màu đỏ.

2.3. Tính chất của HCl

Axit clohiđric, thường được gọi là axit muriatic và ký hiệu hoá học là HCl, trong dạng khí không màu, có mùi xốc, trọng lượng nặng hơn không khí và hòa tan mạnh mẽ trong nước, tạo ra dung dịch HCl có tính axit mạnh.

Khi ở trạng thái lỏng, axit HCl là một dung dịch loãng không màu, có khả năng bay hơi, nhưng không dễ cháy. Nồng độ axit HCl đậm đặc tối đa là 40%, và dung dịch có màu vàng nhạt. Trong môi trường không khí ẩm, có khả năng hình thành sương mù axit.

Tính chất hoá học của HCl bao gồm các đặc điểm của một axit mạnh như:

- Làm đổi màu quỳ tím: Khi quỳ tím nhúng vào dung dịch axit, quỳ tím chuyển màu từ màu tự nhiên sang màu đỏ.

- Tác dụng với kim loại nằm trước hidro, tạo thành muối và hidro.

- Tương tác với oxit kim loại để tạo thành muối clorua và nước.

- Phản ứng với bazơ, tạo thành muối clorua và nước.

- Tác động với muối để tạo ra muối mới và axit mới.

- Tương tác với các hợp chất có tính oxi hóa, thể hiện tính khử.

Lưu ý rằng axit HCl không tác dụng với kim loại nằm sau hidro trong dãy điện hoá, không phản ứng với các phi kim, axit, oxit kim loại và oxit phi kim.

2.4. Tính chất vật lý và hóa học của HClO

Axit hipoclorơ, còn được gọi là hydro hypoclorite hoặc clorin hydroxit, là một axit yếu có công thức hóa học là HClO (hoặc HOCl trong một số ngành công nghiệp). Đây là một chất khử trùng được sử dụng rộng rãi trong việc khử trùng và làm sạch các bể bơi. Axit hipoclorơ là một trong những chất khử trùng phổ biến và hiệu quả được ưa chuộng trong nhiều ứng dụng hiện đại.

Tính chất vật lý: Một phân tử axit hipoclorơ HClO có trọng lượng là 52,46 g/mol và độ pH là 7,53. Ở điều kiện thường, HClO tồn tại dưới dạng dung dịch lỏng không màu và có khả năng hòa tan trong nước. Axit clo không ổn định và chuyển hóa thành axit hypochlorous ở trạng thái oxy hóa +1, thể hiện tính chất đặc trưng là tác nhân oxy hóa mạnh, có thể gây nổ hóa học khi tiếp xúc với các chất khác.

Tính chất hóa học: Để thể hiện tính chất đặc trưng của mình, HClO tham gia vào các phản ứng quan trọng như:

- Phản ứng phân ly: Dạng anion hypochlorite, ở cả trạng thái dung dịch và trạng thái ngậm nước, tham gia phản ứng thuận nghịch: HClO ⇔ OCl- + H+

- Phản ứng với axit clohidric: Tạo ra khí clo theo phương trình phản ứng: HClO + HCl → H2O + Cl2

- Tính oxi hóa mạnh: Sản phẩm của phản ứng này là khí clo ở điều kiện tiêu chuẩn: 2HClO + 2H+ + 2e- ⇔ Cl2 + 2H2O

- Muối của HClO (hypochlorit): Hypochlorit nổi bật nhất là NaClO, được sử dụng rộng rãi trong chất tẩy rửa.

HClO được ứng dụng rộng rãi trong đời sống, như trong việc tẩy trắng, khử mùi, diệt khuẩn, xử lý nước thải, và khử trùng bể bơi. Nó cũng tham gia vào các quá trình chuyển hóa hữu cơ, đặc biệt là quá trình kích hoạt bạch cầu trung tính và xử lý thực phẩm trong ngành công nghiệp thực phẩm.

Mặc dù HClO được sử dụng phổ biến trong cuộc sống hàng ngày, tuy nhiên, ít người hiểu rõ về tác động có hại của nó đối với sức khỏe con người.

Với một lượng HClO đủ lớn, có thể tạo ra tác động có hại đối với sức khỏe nếu tiếp xúc trực tiếp với phổi, mắt, dạ dày hoặc da của bạn. HClO, là một hợp chất oxy hóa mạnh, có thể gây kích ứng, gây bỏng, viêm nhiễm hoặc gây tổn thương cho các mô sống.

3. Những bài tập vận dụng liên quan

Câu 1: Trong phản ứng Cl2 + H2O ⇄ HCl + HClO, vai trò của clo là

A. chất khử.

B. chất oxi hóa, chất khử.

C. chất oxi hóa.

D. không là chất oxi hóa, chất khử.

Đáp án: B

Câu 2: Khi dẫn khí clo vào nước xảy ra hiện tượng

A. hoá học

B. vật lý và hoá học

C. vật lý

D. không xảy ra hiện tượng vật lý và hoá học

Đáp án: B

Câu 3: Hợp chất nào sau đây phản ứng được với nước clo

A. NaCl

B. CaSO4

C. Cu(NO3)2

D. KOH

Đáp án: D

Câu 4: Nước clo có tính tẩy màu vì

A. khi dẫn khí clo vào nước không xảy ra phản ứng hoá học

B. clo tác dụng với nước tạo nên axit HCl có tính tẩy màu

C. clo hấp thụ được màu

D. clo tác dụng với nước tạo nên axit HClO có tính tẩy màu

Đáp án: D

Nước clo có tính tẩy màu vì clo tác dụng với nước và tạo nên axit HClO có tính tẩy màu.

Bài viết liên quan: Cân bằng Phản ứng Cl2 + KOH đặc nóng → KCl + KClO3 + H2O

Trên đây là toàn bộ nội dung bài viết của Luật Minh Khuê về: Cl2 + H2O → HCl + HClO | Phản ứng hóa học Cl2 ra HCl | Cl2 ra HClO. Xin cảm ơn quý bạn đọc đã quan tâm theo dõi!