Cloro (Cl): elemento químico, propiedades, usos y datos clave
Descubre todo sobre el cloro (Cl): propiedades, usos industriales y domésticos, datos clave y seguridad en su manejo. Guía completa y actualizada.
El cloro (símbolo químico Cl) es un elemento químico. Su número atómico (que es el número de protones que tiene) es 17 y su masa atómica es 35,45. Forma parte de la séptima columna (halógenos) de la tabla periódica de los elementos.
Descripción general
El cloro elemental se encuentra normalmente como un gas diatómico, Cl2, de color amarillo verdoso y olor penetrante. Es un agente oxidante fuerte y muy reactivo: forma compuestos con la mayoría de los elementos y, en solución acuosa, reacciona para dar ácido clorhídrico (HCl) y ácido hipocloroso (HClO), responsables de su acción desinfectante.
Propiedades físicas y químicas
- Estado a 25 °C: gas diatómico (Cl2), amarillo verdoso.
- Punto de fusión: aproximadamente −101,5 °C.
- Punto de ebullición: aproximadamente −34,04 °C.
- Masa molar: ~70,906 g·mol−1 para Cl2 (masa atómica media del átomo: 35,45 u).
- Densidad del gas (0 °C, 1 atm): ≈ 3,214 g·L−1.
- Configuración electrónica: [Ne] 3s2 3p5 (cada átomo tiene siete electrones de valencia).
- Electronegatividad (Pauling): ≈ 3,16.
- Estados de oxidación comunes: −1 (el más estable), +1, +3, +5, +7 (en oxianiones como ClO−, ClO3−, ClO4−).
- Reactividad: reacciona con hidrógeno para formar HCl, con metales para formar cloruros y con compuestos orgánicos por halogenación.
Isótopos y abundancia
El cloro natural está compuesto principalmente por dos isótopos estables: 35Cl (~75,8 %) y 37Cl (~24,2 %). Esta mezcla de isótopos da lugar a la masa atómica media reportada (35,45 u).
Obtención y producción
Industrialmente, el cloro se produce sobre todo por electrólisis de salmuera (solución de cloruro de sodio, NaCl) en el llamado proceso cloro-sosa. En la electrólisis se generan cloro gaseoso en el ánodo, hidrógeno en el cátodo y se obtiene hidróxido de sodio (sosa) en solución. Existen distintas tecnologías de electrólisis (celdas de diafragma, de mercurio y de membrana).
Usos principales
- Desinfección del agua: cloro y compuestos clorados (como el hipoclorito) se usan para potabilizar agua y tratar piscinas.
- Blanqueadores: hipoclorito de sodio (lejía) para limpieza y blanqueo.
- Industria química: materia prima para la síntesis de numerosos compuestos orgánicos e inorgánicos, incluido el PVC (policloruro de vinilo) y otros polímeros.
- Producción de solventes, pesticidas y fármacos: muchas moléculas orgánicas contienen cloro por su reactividad y propiedades fisicoquímicas.
- Procesos industriales: tratamiento de pulpa y papel, síntesis de productos intermedios, purificación de metales, entre otros.
Seguridad y medio ambiente
El cloro elemental es tóxico e irritante: la inhalación de concentraciones elevadas puede causar daños severos en las vías respiratorias y ser letal. En contacto con la piel y los ojos provoca quemaduras químicas. Por ello, su manipulación requiere ventilación, equipos de protección personal y sistemas de contención adecuados.
En el medio ambiente, muchos compuestos clorados orgánicos son persistentes y pueden bioacumularse, con efectos tóxicos sobre fauna y ecosistemas. Además, ciertos compuestos clorados halogenados (p. ej. clorofluorocarbonos, CFC) han sido responsables de la destrucción de la capa de ozono; por ello su uso ha sido restringido internacionalmente.
En el tratamiento del agua con cloro pueden formarse subproductos de desinfección (como trihalometanos) que se controlan para minimizar riesgos para la salud.
Historia y etimología
El cloro fue descubierto en 1774 por Carl Wilhelm Scheele al reaccionar ácido clorhídrico con dióxido de manganeso; inicialmente se pensó que era un compuesto. El nombre proviene del griego chloros, que significa “verdeamarillo”, aludiendo al color del gas.
Datos clave
- Símbolo: Cl
- Número atómico: 17
- Masa atómica estándar: 35,45 u
- Estado natural: como iones (cloruro, Cl−) en sales y sales disueltas; elemental como Cl2 solo en condiciones especiales
- Isótopos naturales principales: 35Cl y 37Cl
- Usos destacados: desinfección, blanqueo, producción de PVC y síntesis química
- Peligros: gas tóxico y fuerte oxidante; manejo con precaución
El cloro es, por tanto, un elemento de gran importancia industrial y sanitaria, con propiedades útiles pero que requieren medidas de seguridad y control ambiental debido a su alta reactividad y potencial de daño.
Gas de cloro en un tubo
Propiedades
Propiedades físicas
El cloro es un gas muy irritante y de color amarillo verdoso. Tiene un fuerte olor a lejía. Es tóxico. Puede convertirse en un líquido cuando se enfría. Es más pesado que el aire.
Propiedades químicas
El cloro es muy reactivo. Es más reactivo que el bromo pero menos que el flúor. Reacciona con la mayoría de las cosas para formar cloruros. Incluso puede quemar cosas en lugar de oxígeno. Se disuelve en agua para formar una mezcla de ácido hipocloroso y ácido clorhídrico. Cuanto más ácida es, más cloro se produce; cuanto más básica es, más ácido hipocloroso (normalmente convertido en hipoclorito) y ácido clorhídrico (normalmente convertido en cloruros) hay. El cloro reacciona con los bromuros y los yoduros para producir bromo y yodo.
Compuestos de cloro
El cloro existe en varios estados de oxidación: -1, +1, +3, +4, +5 y +7. El estado -1 es el más frecuente en el cloruro. Los cloruros no son reactivos. Los compuestos que contienen cloro en su estado de oxidación +1 son hipocloritos. Sólo uno es común. Son un fuerte agente oxidante, al igual que todos los compuestos con estado de oxidación +. El +3 está en los cloritos. El +4 está en el dióxido de cloro, un compuesto de cloro común que no es un cloruro. El +5 está en los cloratos. +7 en los percloratos. Los hipocloritos son los más reactivos, mientras que los percloratos son los menos reactivos.
Muchos compuestos orgánicos contienen cloro. El freón contiene cloro. El PVC (cloruro de polivinilo), un plástico común, contiene cloro.
Se pueden fabricar óxidos de cloro, pero la mayoría de ellos son muy reactivos e inestables.
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Tubería de PVC, un plástico que contiene cloro
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Cloruro de sodio
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Clorato de potasio
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Perclorato de potasio
Ocurrencia
El cloro no se encuentra como elemento. El cloruro de sodio es el mineral de cloro más común. Se encuentra en el océano (sal marina) y en la tierra (sal gema). También hay algunos compuestos orgánicos que contienen cloro.
Preparación
Se fabrica por electrólisis (el paso de electricidad a través de una solución para que se produzcan reacciones químicas) del cloruro de sodio. Esto se conoce como proceso cloroalcalino. También puede fabricarse haciendo reaccionar cloruro de hidrógeno con oxígeno y un catalizador. Se puede fabricar en el laboratorio haciendo reaccionar dióxido de manganeso con ácido clorhídrico. Se fabrica cuando el hipoclorito de sodio reacciona con el ácido clorhídrico. Es una reacción peligrosa que puede producirse sin que nadie lo sepa.
Utiliza
El cloro se utiliza ampliamente para purificar el agua (normalmente en una piscina), como desinfectante y blanqueador, y en la fabricación de muchos compuestos importantes, como el cloroformo y el tetracloruro de carbono. Se utilizó como gas venenoso en algunas guerras.
Historia
Fue descubierto en 1774 por Carl Wilhelm Scheele, quien pensó que contenía oxígeno. El cloro fue nombrado en 1810 por Humphry Davy, quien insistió en que era un elemento. En 1918, los Estados Unidos hicieron que toda el agua fuera clorada (añadiendo cloro al agua).
Seguridad
Es venenoso en grandes cantidades y puede dañar la piel. Cuando se inhala (se respira), irrita mucho los pulmones, los ojos y la piel. Puede provocar un incendio con algunas cosas porque es muy reactivo. Es más pesado que el aire, por lo que puede llenar los espacios cerrados.
Páginas relacionadas
- Lista de elementos comunes
- Compuestos de cloro
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