Cloro (Cl)

O cloro é um elemento da família 7A, série dos halogênios, e possui número atômico igual a 17 e 35,45 u de massa. É um não metal muito reativo e, por suas diversas combinações moleculares, tem uma vasta utilidade industrial.

Esse elemento está presente em alvejantes domésticos, é usado no clareamento da celulose para a produção de papel, além de ter sido utilizado como arma química, por ser um agente sufocante, durante a Primeira Guerra Mundial. Vale destacar ainda que 95% do cloro utilizado comercialmente é obtido de águas salinas por meio de diferentes tipos de eletrólise.

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Propriedades do cloro

• Símbolo: Cl;

• Grupo 17 ou família 7A, 3° período, série dos halogênios;

• Massa atômica: 35,45 u;

• Número atômico: 17;

• Eletronegatividade de acordo com Pauling: 3,16 eV (4° elemento mais eletronegativo da tabela);

• Distribuição eletrônica: 1s² 2s² 2p⁶ (3s² 3p⁵) ← camada de valência;

• Estado físico: gasoso em pressão atmosférica e líquido quando submetido a 6,8 atmosferas / 20 º C;

• Ponto de fusão: -101 °C;

• Ponto de ebulição: -34,05 °C;

• Densidade relativa do cloro gasoso a 20° C: 2490 kg/m³.

Características do cloro

O cloro é o segundo halogênio mais leve da tabela periódica e possui coloração amarelo-esverdeada. Em função da alta eletronegatividade, ele é um agente oxidante, além de ser solúvel em água. Quando reage com água ou vapor de água, forma ácido clorídrico e hipocloroso, os quais têm vapores corrosivos e tóxicos. Veja a reação a seguir:

Cl₂ + H₂O → HCl + HOCl

Vale destacar também a afinidade do cloro para reagir com diversos elementos em temperatura ambiente. Essas reações podem resultar em produtos explosivos, tóxicos e/ou corrosivos, como os cloratos (sais compostos pelo íon ClO₃^-), que, ao entrarem em contato com matéria orgânica, desencadeiam uma reação explosiva.

Fórmula do cloro

O cloro pode ser encontrado livre na natureza em estado gasoso, com formação molecular biatômica, ou seja, dois átomos de cloro conectados por ligação covalente simples.

Cl₂ → Cl-Cl

Obtenção do cloro

A molécula de cloro puro no estado gasoso é encontrada naturalmente apenas em locais de ocorrência de atividade vulcânica. Mas o cloro pode ser encontrado na natureza associado a outros elementos, como no caso do cloreto de sódio (NaCl), que é de onde se obtêm, por meio da eletrólise, 95% do cloro utilizado comercialmente.

O primeiro método de extração do cloro em larga escala foi a eletrólise com célula de amálgama de mercúrio, método que consiste na dissociação do sal em Na⁺ e Cl^-. Nesse processo, íons de cloro passam pelo ânodo (eram feitos de carvão, hoje são feitos de aço), recebem elétrons e saem como cloro molecular em estado gasoso. Observe o esquema a seguir:

Esse tipo de eletrólise entrou em desuso por não ter o reaproveitamento total do mercúrio, produzindo assim resíduos tóxicos e bioacumulativos, que são um problema ambiental.

Atualmente, para extração do cloro e do hidróxido de sódio, é usada a eletrólise de diafragma ou a de membrana, que são processos mais sofisticados e com um descarte menor de resíduos. O sistema da eletrólise por diafragma ou membrana é composto por um recipiente separado por uma membrana ou tela perfurada. Em um dos compartimentos, acontecem as reações catódicas e, no outro, as reações anódicas. A membrana serve para separar os íons e evitar reações secundárias com produtos indesejáveis.

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Usos do cloro

O cloro e suas diversas combinações moleculares podem ser aplicados comercialmente em diferentes produtos. O mais comum é o uso do cloro como desinfetante, bactericida e clareador. Um exemplo clássico é o hipoclorito de sódio de uso doméstico, que é amplamente usado para limpeza em geral e como alvejante para roupas, pisos e objetos amarelados. O cloro é utilizado também como clareador na produção de papel.

Esse elemento também está presente nos processos de fabricação de borrachas sintéticas, plásticos, inseticidas e pesticidas, produtos veterinários, solventes para processos analíticos e no tratamento de água.

Perigos do cloro

A inalação do cloro em altas concentrações pode ser letal. Além disso, pode causar problemas respiratórios, tosse, água no pulmão e outras doenças pulmonares. Nos casos mais leves, pode haver irritação no nariz e vias respiratórias.

O contato com os olhos pode causar irritação e queimadura. Na pele, o gás cloro causa leve queimadura, mas o cloro líquido provoca bolhas e lesões, que devem ser tratadas como queimadura química. No meio ambiente, o perigo do cloro é gerar toxidade em corpos aquáticos, mas não ele não é uma substância bioacumulativa.

História do cloro

O químico sueco Carl Wilhelm Scheele, em um de seus estudos, observou que o produto da reação do dióxido de manganês com ácido clorídrico era um gás até então desconhecido. Dois séculos depois, o cientista britânico Humphry Davy conseguiu identificar e estudar aquela nova substância gasosa, que foi admitida como novo elemento.

O nome cloro provém do latim e significa verde. O termo foi designado ao elemento devido à coloração que ele apresenta no estado gasoso.

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Exercícios resolvidos

Questão 1 - O cloro é um elemento que pertence à série dos halogênios, família 7A, grupo 3. Sabendo disso, qual a distribuição eletrônica correta do elemento?

a)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶
b)1s²2s²2p⁶3p⁶3s²4s¹
c)1s¹2p⁶2d¹⁰
d)1s²2s²2p⁶3s⁶3p¹
e)1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

Resolução

Alternativa E. Com auxílio de uma tabela periódica, pode-se concluir que o cloro é um halogênio do grupo 3 e possui 17 elétrons na camada de valência. Fazendo a distribuição eletrônica no diagrama de Linus Pauling, teremos o seguinte: 1s²2s² 2p⁶3s² 3p⁵.

Questão 2 - Sobre o átomo de cloro, analise as seguintes afirmativas.

I- É um halogênio que se apresenta como molécula biatômica gasosa e possui tonalidade amarela esverdeada.

II- Foi utilizado como arma química na Primeira Guerra Mundial e é extraído em larga escala por eletrólise da salmoura de cloreto de sódio.

III- Átomo pouco reativo, muito tóxico e, portanto, de pouca utilização comercial.

Estão corretas as afirmativas:

a) II e III.
b) I e II.
c) I e III.
d) Todas estão corretas.
e) Todas estão incorretas.

Resolução

Alternativa B. A afirmativa III é a única incorreta, pois o cloro é um elemento muito reativo e, apesar de ser tóxico, tem vasta utilização comercial.