Cloro - Cl
Dos halogéneos o gás mais amplamente utilizado na desinfeção da água é o cloro. Por esse motivo vamos debruçar-nos um pouco sobre este elemento para que o conheçamos, a sua produção, propriedades e aplicações.
O cloro ( grego khlorós, esverdeado ) é um elemento químico
, símbolo Cl de número
atómico 17 ( 17 protões e 17 eletrões ) com massa atómica 35,45 u, encontrado
em temperatura ambiente no estado gasoso. Gás extremamente tóxico e de odor
irritante, foi descoberto em 1774 pelo alemão-sueco Carl Wilhelm Scheele.
O elemento cloro está situado na série química dos halogénios (grupo 17
ou VIIA). No estado puro, na sua forma biatómica (Cl2) e em
condições normais de temperatura e pressão, é um gás de coloração amarelo
esverdeada, sendo duas vezes e meia mais pesado que o ar. É abundante na
natureza e é um elemento químico essencial para muitas formas de vida.
Na natureza não é encontrado em estado puro, já que reage com rapidez com
muitos elementos e compostos químicos, sendo encontrado formando parte de
cloretos e cloratos, sobretudo na forma de cloreto de sódio nas minas de
sal-gema e dissolvido na água do mar.
O cloro é empregado para desinfetar a água de consumo dissolvendo-se
nela. Também é usado como oxidante, branqueador e desinfetante. É gasoso e
muito tóxico (neurotóxico) , foi usado como gás de guerra na Primeira e na
Segunda Guerra Mundial.
Este halogénio forma numerosos sais, obtidos a partir de cloretos por
processos de oxidação, geralmente mediante a eletrólise. Combina-se facilmente
com a maior parte dos elementos. É ligeiramente solúvel em água (uns 6,5 g de
cloro por litro de água a 25 °C) formando, em parte, o ácido hipocloroso, HClO.
Na maioria dos numerosos compostos que forma apresenta estado de oxidação
-1. Também pode apresentar os estados de oxidação +1, +3, +5 e +7.
Aplicações
O cloro é aplicado principalmente no tratamento de água, no branqueamento
durante a produção de papel e na preparação de diversos compostos clorados,
como por exemplo o hipoclorito de sódio e hipoclorito de cálcio:
- Um processo
de tratamento de águas amplamente utilizado é a cloração. O agente é o
ácido hipocloroso, HClO, que se produz dissolvendo cloro na água e
regulando o pH.
- Outra
aplicação que vem ampliando sobremaneira os níveis de qualidade de vida
das populações que usufruem deste processo, é a aplicação de cloro em
estações de tratamento de esgoto.
- Na produção
de papel emprega-se cloro no branqueamento da polpa, apesar de estar a ser
substituído pelo dióxido de cloro, ClO2.
- Uma grande
parte de cloro é empregada na produção de cloreto de vinilo, composto
orgânico usado como matéria-prima para a obtenção de policloreto de vinilo,
conhecido como PVC.
- Também é
utilizado na síntese de numerosos compostos orgânicos e inorgânicos como,
por exemplo, o tetracloreto de carbono (CCl4), o clorofórmio
(CHCl3) e diferentes halogenetos metálicos. Também é empregado
como agente oxidante.
- Preparação
de cloreto de hidrogênio puro, que pode ser obtido por síntese direta: H2
+ Cl2 → 2HCl.
Produção
O cloro é encontrado na natureza combinado com outros elementos,
principalmente na forma de cloreto de sódio, NaCl , vulgo sal, e também noutros
minerais como a silvina, KCl, ou na carnallita, KMgCl3·6H2O. É o
halogénio mais abundante na água do mar com uma concentração de aproximadamente
18000 ppm (partes por milhão). Na crosta terrestre está presente em menor
quantidade, uns 130 ppm. É praticamente impossível encontra-lo sem estar
combinado com outros elementos, devido à sua alta reatividade.
O cloro é obtido principalmente (mais de 95% da produção) a partir da eletrólise
do cloreto de sódio, NaCl, em solução aquosa, denominado processo de cloro-álcali.
São usados três métodos:
- Eletrólise
com célula de amálgama de mercúrio.
- Eletrólise
com célula de diafragma
- Eletrólise
com célula de membrana.
Factos históricos
As armas químicas na I guerra Mundial foram utilizadas principalmente
para desmoralizar, ferir, e matar soldados entrincheirados, contra os quais as
indiscriminatórias nuvens de gás geralmente estáticas ou de avanço lento seriam
mais eficazes. Os tipos de armas empregues iam desde químicos incapacitantes, como o gás lacrimogéneo e o severo gás mostarda, a agentes
letais como o fosgénio e o cloro. Esta Guerra química foi um componente
importante da Primeira Guerra Mundial e primeira Guerra total do século XX. A
letalidade do gás era, no entanto, limitada – apenas 4% das mortes em combate
foram causadas por gás. O gás não era como a maioria das armas da época por que
era possível desenvolver contramedidas eficazes tal como máscaras de gás. Nos estágios
finais da Guerra, conforme a utilização do gás aumentou, a sua eficácia geral
baixou. A generalização do uso destes agentes de guerra química, e os avanços na
composição de altos explosivos, deu origem a uma ocasionalmente expressa visão
da I Guerra Mundial como a Guerra dos químicos.
O primeiro agente de químico utilizado pelos militares
Alemâes foi o cloro. O cloro é um poderoso irrtante que pode infligir danos nos
olhos, nariz, garganta e pulmões. Em altas concentrações e exposição prolongada
pode causar a morte por asfixia. As empresas químicas Alemãs BASF, Hoechst e
Bayer (que formaram o conglomerado IG Farben em 1925) produziam cloro como um
sub-produto da sua produção de tintos. Em cooperação com Fritz Haber do Kaiser Wilhelm Institute para a
Química, em Berlin, iniciaram o desenvolvimento de métodos de libertação do gás
cloro contra as trincheiras inimigas.
De acordo com a carta de campo do
Major Karl von Zingler, o primeiro ataque com gás cloro das forças alemãs
ocorreu antes de 2 de janeiro de 1915: “Em outros teatros de guerra os
resultados não forem melhores e tem sido afirmado que o nosso cloro é muito
eficaz. Foram mortos 140 oficiais Ingleses. Esta é uma arma horrível…”
Em 22 de abril de 1915, o Exército Alemão
libertou 168 toneladas de cloro em 5 730 cilindros contra Langemark-Poelkapelle,
a norte de Ypres. Às 17:30, numa brisa de
leste, o gás foi libertado, formando uma núvem cinzento-esverdeada que
atravessou posições detidas por tropas coloniais Francesas da martinica que
romperam fileiras, abandonando as suas trincheiras criando uma brecha de 7 Km
nas linhas aliadas.