Os halogéneos - o Cloro Cl

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.