Cloruro - Chloride

Cloruro
Cl-.svg
Cloruro ion.svg
Nombres
Nombre IUPAC sistemático
Cloruro
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
3587171
CHEBI
CHEMBL
ChemSpider
14910
KEGG
UNII
  • InChI = 1S / ClH / h1H / p-1 chequeY
    Clave: VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M chequeY
  • [Cl-]
Propiedades
Cl-
Masa molar 35,45  g · mol −1
Ácido conjugado Cloruro de hidrogeno
Termoquímica
153,36 J · K −1 · mol −1
Entalpía
estándar de formación f H 298 )
−167 kJ · mol −1
Compuestos relacionados
Otros aniones
Fluoruro

Yoduro de bromuro

Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Referencias de Infobox

El cloruro de ion / k l ɔr d / es el anión (ion cargado negativamente) Cl - . Se forma cuando el elemento cloro (un halógeno ) gana un electrón o cuando un compuesto como el cloruro de hidrógeno se disuelve en agua u otros disolventes polares. Las sales de cloruro, como el cloruro de sodio, suelen ser muy solubles en agua. Es un electrolito esencial ubicado en todos los líquidos corporales responsable de mantener el equilibrio ácido / base, transmitir los impulsos nerviosos y regular el flujo de líquido dentro y fuera de las células. Con menos frecuencia, la palabra cloruro también puede formar parte del nombre "común" de compuestos químicos en los que uno o más átomos de cloro están unidos covalentemente . Por ejemplo, el cloruro de metilo, con el nombre estándar de clorometano (consulte los libros de la IUPAC) es un compuesto orgánico con un enlace covalente C-Cl en el que el cloro no es un anión.

Propiedades electronicas

Un ión cloruro (diámetro 167  µm ) es mucho más grande que un átomo de cloro (diámetro 99 µm), respectivamente. El ion es incoloro y diamagnético. En solución acuosa, es muy soluble en la mayoría de los casos; Sin embargo, para algunas sales de cloruro, tales como cloruro de plata , cloruro de plomo (II) , y cloruro de mercurio (I) , que son sólo ligeramente solubles en agua. En solución acuosa, el cloruro está unido por el extremo prótico de las moléculas de agua.

Reacciones de cloruro

El cloruro se puede oxidar pero no reducir. La primera oxidación, tal como se emplea en el proceso de cloro-álcali, es la conversión en cloro gaseoso. El cloro se puede oxidar aún más a otros óxidos y oxianiones, incluido el hipoclorito (ClO - , el ingrediente activo en el blanqueador con cloro ), dióxido de cloro (ClO 2 ), clorato ( ClO-
3
) y perclorato ( ClO-
4
).

En términos de sus propiedades ácido-base, el cloruro es una base muy débil como lo indica el valor negativo del p K a del ácido clorhídrico. El cloruro puede protonarse mediante ácidos fuertes , como el ácido sulfúrico:

NaCl + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + HCl

Reacción de las sales de cloruro iónico con otras sales para intercambiar aniones. La presencia de cloruro a menudo se detecta por la formación de un cloruro de plata insoluble tras el tratamiento con iones de plata (I):

Cl - + Ag + → AgCl

La concentración de cloruro en un ensayo se puede determinar usando un cloridómetro , que detecta iones de plata una vez que todo el cloruro en el ensayo ha precipitado a través de esta reacción.

Los electrodos de plata clorurada se utilizan comúnmente en electrofisiología ex vivo .

Otros oxianiones

El cloro puede asumir estados de oxidación de -1, +1, +3, +5 o +7. También se conocen varios óxidos de cloro neutros .

Estado de oxidación del cloro −1 +1 +3 +5 +7
Nombre cloruro hipoclorito clorito clorato perclorato
Fórmula Cl - ClO - ClO-
2
ClO-
3
ClO-
4
Estructura El ion cloruro El ion hipoclorito El ion clorito El ion clorato El ion perclorato

Ocurrencia en la naturaleza

En la naturaleza, el cloruro se encuentra principalmente en el agua de mar, que contiene un 1,94% de cloruro. Cantidades más pequeñas, aunque en concentraciones más altas, ocurren en ciertos mares interiores y en pozos de salmuera subterráneos , como el Gran Lago Salado en Utah y el Mar Muerto en Israel . La mayoría de las sales de cloruro son solubles en agua, por lo tanto, los minerales que contienen cloruro generalmente solo se encuentran en abundancia en climas secos o bajo tierra. Algunos minerales que contienen cloruro incluyen halita (cloruro de sodio NaCl ), silvita (cloruro de potasio KCl ), bischofita (MgCl 2 ∙ 6H 2 O), carnalita (KCl ∙ MgCl 2 ∙ 6H 2 O) y kainita (KCl ∙ MgSO 4 ∙ 3H 2 O). También se encuentra en minerales evaporíticos como clorapatita y sodalita .

Papel en biología

El cloruro tiene una importancia fisiológica importante, que incluye la regulación de la presión osmótica , el equilibrio electrolítico y la homeostasis ácido-base. Chloride está presente en todos los fluidos corporales , y es el extracelular abundante más anión que representa alrededor de un tercio de líquido extracelular 's tonicidad .

El cloruro es un electrolito esencial que desempeña un papel clave en el mantenimiento de la homeostasis celular y en la transmisión de potenciales de acción en las neuronas. Puede fluir a través de los canales de cloruro (incluido el receptor GABA A ) y es transportado por los transportadores KCC2 y NKCC2 .

El cloruro se encuentra generalmente (aunque no siempre) en una concentración extracelular más alta, lo que hace que tenga un potencial de reversión negativo (alrededor de -61 mV a 37 ° C en una célula de mamífero). Las concentraciones características de cloruro en organismos modelo son: tanto en E. coli como en levaduras en gemación son 10-200  mM (dependiendo del medio), en células de mamíferos 5-100 mM y en plasma sanguíneo 100 mM.

La concentración de cloruro en la sangre se llama cloruro sérico y esta concentración está regulada por los riñones . Un ion cloruro es un componente estructural de algunas proteínas; por ejemplo, está presente en la enzima amilasa . Para estos roles, el cloruro es uno de los minerales dietéticos esenciales (enumerados por su nombre de elemento cloro ). Los niveles de cloruro sérico están regulados principalmente por los riñones a través de una variedad de transportadores que están presentes a lo largo de la nefrona . La mayor parte del cloruro, que es filtrado por el glomérulo , es reabsorbido por los túbulos proximales y distales (principalmente por el túbulo proximal) por transporte activo y pasivo.

Corrosión

La estructura del cloruro de sodio, que revela la tendencia de los iones de cloruro (esferas verdes) a unirse a varios cationes.

La presencia de cloruros, como en el agua de mar, empeora significativamente las condiciones de corrosión por picadura de la mayoría de los metales (incluidos los aceros inoxidables, el aluminio y los materiales de alta aleación). La corrosión del acero en el hormigón inducida por cloruros conduce a una degradación local de la forma de óxido protector en el hormigón alcalino, por lo que se produce un ataque de corrosión localizado posterior.

Amenazas ambientales

El aumento de las concentraciones de cloruro puede provocar una serie de efectos ecológicos tanto en el medio acuático como en el terrestre. Puede contribuir a la acidificación de arroyos, movilizar metales radiactivos del suelo por intercambio iónico, afectar la mortalidad y reproducción de plantas y animales acuáticos, promover la invasión de organismos de agua salada en ambientes previamente de agua dulce e interferir con la mezcla natural de los lagos. También se ha demostrado que el cloruro de sodio cambia la composición de las especies microbianas en concentraciones relativamente bajas. También puede obstaculizar el proceso de desnitrificación, un proceso microbiano esencial para la eliminación de nitratos y la conservación de la calidad del agua, e inhibir la nitrificación y respiración de la materia orgánica.

Producción

La industria del cloro-álcali es uno de los principales consumidores del presupuesto energético mundial. Este proceso convierte el cloruro de sodio en cloro e hidróxido de sodio, que se utilizan para fabricar muchos otros materiales y productos químicos. El proceso implica dos reacciones paralelas:

2 Cl -Cl
2
+ 2  e -
H
2
O
+ 2 e - → H 2 + 2 OH -
Celda de membrana básica utilizada en la electrólisis de salmuera. En el ánodo ( A ), el cloruro (Cl - ) se oxida a cloro. La membrana selectiva de iones ( B ) permite que el contraión Na + fluya libremente, pero evita que los aniones como el hidróxido (OH - ) y el cloruro se difundan. En el cátodo ( C ), el agua se reduce a hidróxido e hidrógeno gaseoso.

Ejemplos y usos

Un ejemplo es la sal de mesa, que es cloruro de sodio con la fórmula química NaCl. En agua , se disocia en iones Na + y Cl - . Sales tales como cloruro de calcio , cloruro de magnesio , cloruro de potasio tienen usos variados que van desde los tratamientos médicos a la formación de cemento.

El cloruro de calcio (CaCl 2 ) es una sal que se comercializa en forma de gránulos para eliminar la humedad de las habitaciones. El cloruro de calcio también se usa para el mantenimiento de caminos sin pavimentar y para fortalecer las bases de caminos para nuevas construcciones. Además, el cloruro de calcio se usa ampliamente como anticongelante , ya que es eficaz para reducir el punto de fusión cuando se aplica al hielo.

Ejemplos de cloruros unidos covalentemente son el tricloruro de fósforo , el pentacloruro de fósforo y el cloruro de tionilo , los tres son reactivos clorantes reactivos que se han utilizado en un laboratorio .

Procesamiento y calidad del agua

Una aplicación importante que implica el cloruro es la desalinización , que implica la eliminación de sales de cloruro que requiere mucha energía para producir agua potable . En la industria del petróleo , los cloruros son un componente del sistema de lodo monitoreado de cerca . Un aumento de cloruros en el sistema de lodo puede ser un indicio de perforación en una formación de agua salada a alta presión. Su aumento también puede indicar la mala calidad de la arena objetivo.

El cloruro también es un indicador químico útil y confiable de contaminación fecal de ríos y aguas subterráneas, ya que el cloruro es un soluto no reactivo y ubicuo en las aguas residuales y el agua potable. Muchas empresas reguladoras del agua en todo el mundo utilizan cloruro para controlar los niveles de contaminación de los ríos y las fuentes de agua potable.

Comida

Las sales de cloruro como el cloruro de sodio se utilizan para conservar los alimentos y como nutrientes o condimentos .

Ver también

Referencias