What is Cloro?
Cloro (symbol Cl) is element 17 on the periodic table, a halogéneo in period 3, group 17. A pale green gas that kills bacteria, bleaches fabric — and, bound to sodium, sits on your dinner table. At room temperature it is a gas.
Estrutura
Não é um diagrama de pontos em anéis — é uma amostra de Monte Carlo da densidade de probabilidade real |ψ|² para cada subcamada ocupada. Arraste para girar. Azul e violeta marcam sinais opostos da função de onda, o que torna possível a ligação química.
Valores medidos
Cada barra mostra onde cloro se situa entre todos os 118 elementos para essa propriedade.
Fontes: massas atômicas padrão da IUPAC de 2021 · CRC Handbook of Chemistry and Physics · NIST. Os valores marcados com ~ são previstos, não medidos.
Tamanho, em escala
Radius 100 pm — that is 0.1 nm, so about 5000 million of them side by side would span a millimetre.
Faixa térmica
Cloro is liquid over a 68 K window, from 172 K to 239 K.
Onde está
Cloro sits in period 3, group 17. Everything in group 17 shares the same outer-electron count, which is why they behave so similarly.
OTHER HALOGÊNIOS
All halogêniosA história
O cloro é o Jekyll e Hyde dos elementos — um veneno mortal que mantém você saudável. Como gás, é uma arma química verde-amarelada tão tóxica que foi usada nas trincheiras da Primeira Guerra Mundial. Mas, combinado com sódio, transforma-se em sal de cozinha, essencial à vida. Esse elemento esquizofrênico desinfeta piscinas e água potável, salvando milhões de pessoas de doenças transmitidas pela água, mas, em sua forma pura, ataca os pulmões e pode matar em minutos. A água sanitária à base de cloro branqueia suas roupas e mata 99,9% dos germes, tornando-se uma das maiores ferramentas de saúde pública da humanidade. O ácido do estômago contém cloro na forma de ácido clorídrico, poderoso o suficiente para dissolver metal. De tubos de PVC a pesticidas, de medicamentos a microchips, o cloro está presente em toda a vida moderna — apenas nunca em sua forma pura e aterrorizante.
A história do Cloro começa com Carl Wilhelm Scheele (1742-1786), um farmacêutico sueco que trabalhava em seu pequeno laboratório em Köping, na Suécia. Em um dia de inverno de 1774, Scheele aqueceu pirolusita (dióxido de Manganés) com ácido muriático (ácido clorídrico) e observou um gás verde-amarelado e pungente que descoloria flores e queimava seus pulmões. Ele chamou essa substância misteriosa de "ácido muriático desflogisticado", acreditando que era ácido muriático com seu flogisto removido.
A anotação de Scheele em seu caderno, de dezembro de 1774, registrava: "Desprendeu-se um gás de cor amarelo-esverdeada, que tinha um cheiro muito sufocante e queimava terrivelmente os pulmões." Sua reação (MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + 2H₂O + Cl₂) havia criado a primeira amostra registrada de gás Cloro puro.
Claude Louis Berthollet (1748-1822), o renomado químico francês, estudou extensivamente o gás de Scheele de 1785 a 1789. Inicialmente apoiando a teoria de Scheele sobre um composto, Berthollet descobriu as notáveis propriedades branqueadoras do gás e estabeleceu a produção comercial de pó de branqueamento. No entanto, continuou convencido de que o gás continha Oxigénio e chamou-o de "ácido muriático oxigenado".
A controvérsia se intensificou quando Antoine Lavoisier (1743-1794) insistiu que todos os ácidos deveriam conter Oxigénio (do grego "oxys genes" — produtor de ácido). Isso criou um debate científico de 30 anos sobre a verdadeira natureza do Cloro.
O mistério foi solucionado por Sir Humphry Davy (1778-1829) na Royal Institution, em Londres. Usando seu aparelho de eletrólise recém-inventado, Davy tentou decompor o gás verde e obter seu suposto componente de Oxigénio. Apesar de meses de experimentos entre 1807 e 1810, não conseguiu extrair Oxigénio.
Em 12 de julho de 1810, Davy apresentou sua conclusão revolucionária à Royal Society: "Estou inclinado a acreditar que o corpo que estivemos examinando não é um composto, mas uma substância simples." Ele o chamou de "Cloro", do grego "chloros" (verde-claro), reconhecendo finalmente que se tratava de um elemento fundamental.
O colega de Davy, Michael Faraday (1791-1867), forneceu apoio crucial ao liquefazer o Cloro com sucesso em 1823, demonstrando suas propriedades físicas distintas e confirmando sua natureza elementar.
Charles Tennant (1768-1838), um químico e empresário escocês, revolucionou a indústria têxtil ao desenvolver o pó de branqueamento em 1799. Sua fábrica em St. Rollox, Glasgow, tornou-se a maior indústria química do mundo, produzindo hipoclorito de Cálcio [Ca(ClO)₂] ao passar gás Cloro sobre cal apagada.
A inovação de Tennant transformou a fabricação têxtil — o branqueamento tradicional com leitelho e luz solar exigia de 6 a 8 meses, enquanto o branqueamento com Cloro levava apenas algumas horas. Em 1815, sua empresa produzia 9.000 toneladas por ano, empregava mais de 1.000 trabalhadores e gerava lucros enormes.
A indústria moderna do Cloro começou com Hamilton Young Castner (1858-1899) e Karl Kellner (1851-1905), que desenvolveram independentemente processos eletrolíticos para produzir Cloro e hidróxido de Sódio a partir de água salgada. A célula de mercúrio de Castner, de 1892, e a célula de diafragma de Kellner, de 1894, competiram ferozmente, fundindo-se por fim na Castner-Kellner Company.
Herbert Henry Dow (1866-1930) revolucionou a produção norte-americana de Cloro ao fundar a Dow Chemical Company em 1897. Suas células eletrolíticas inovadoras utilizavam depósitos subterrâneos de salmoura de Midland, Michigan, tornando a Dow a maior produtora de Cloro do mundo em 1920.
O capítulo sombrio do Cloro começou em 22 de abril de 1915, na Segunda Batalha de Ypres, quando as forças alemãs liberaram 168 toneladas de gás Cloro, criando o primeiro ataque de arma química em grande escala. Fritz Haber (1868-1934), mais tarde laureado com o Nobel pela síntese da amônia, dirigiu esse programa apesar da oposição de sua esposa Clara e de seu suicídio posterior em protesto.
O ataque matou 5.000 soldados aliados e feriu outros 10.000, inaugurando uma nova era de guerra química. Posteriormente, ambos os lados desenvolveram armas químicas mais sofisticadas, embora a visibilidade do Cloro e os métodos rudimentares de lançamento limitassem sua eficácia.
O maior legado do Cloro surgiu por meio da desinfecção da água. John L. Leal (1858-1914) realizou a primeira cloração contínua de água municipal em Jersey City, New Jersey, em 1908. Apesar dos desafios legais apresentados por moradores que temiam "envenenamento químico", o sistema de Leal eliminou as mortes por febre tifoide em dois anos.
Abel Wolman (1892-1989) e Linn Enslow aperfeiçoaram a ciência da cloração, estabelecendo cálculos de dosagem e monitoramento de residual que se tornaram padrões globais. Seu trabalho permitiu água potável segura para bilhões de pessoas e está entre as maiores conquistas da saúde pública do século XX.
Aplicações
O cloro revolucionou a saúde pública como o desinfetante de água mais utilizado em todo o mundo. O tratamento municipal de água emprega três métodos principais de cloração:
A Organização Mundial da Saúde recomenda 0,2-0,5 mg/L de cloro residual para água potável segura. Entre os principais fornecedores estão a Olin Corporation, a Occidental Chemical e a ERCO Worldwide, que produzem mais de 70 milhões de toneladas por ano.
O cloro serve como bloco de construção para inúmeros produtos químicos por meio da eletrólise de cloro e soda:
O dióxido de cloro (ClO₂) revolucionou o branqueamento de papel, substituindo o cloro elementar para reduzir o impacto ambiental. As fábricas de celulose kraft usam sequências de branqueamento ECF (livres de cloro elementar), como D₀-E₁-D₁-E₂, nas quais D representa as etapas com ClO₂ e E representa a extração alcalina. Empresas como a International Paper e a Georgia-Pacific consomem 200-300 kg de ClO₂ por tonelada de celulose branqueada.
A cloração de piscinas mantém níveis de 1-3 ppm de cloro livre por meio de vários sistemas de dosagem:
Os compostos de cloro são essenciais na fabricação de produtos farmacêuticos:
Os compostos organoclorados historicamente dominaram os mercados de pesticidas, embora muitos agora tenham uso restrito:
A metalurgia do cloro extrai titânio, zircónio e metais de terras raras por meio de processos de cloração. O processo Kroll usa cloro para converter rutilo (TiO₂) em tetracloreto de titânio (TiCl₄), que depois é reduzido com magnésio para produzir metal de titânio para aplicações aeroespaciais.
De onde vem
145 mg/kg of Earth's crust · more abundant than 85% of elements
O Cloro é o 21.º elemento mais abundante na crosta terrestre, com aproximadamente 145 ppm, mas nunca ocorre livremente na natureza devido à sua extrema reatividade. Em vez disso, o Cloro existe exclusivamente na forma iônica como cloreto (Cl⁻), constituindo a base da química dos sais da Terra e dos sistemas oceânicos.
Os oceanos do mundo contêm uma estimativa de 1.9 × 10¹⁶ kg de íons cloreto, que representam 55% de todos os sais dissolvidos. A água do mar contém, em média, 19,400 ppm de cloreto (35 partes por mil de salinidade total), equivalente a sobre 35 gramas de sal por litro. Esse vasto reservatório de cloreto impulsiona:
A evaporação de mares antigos criou enormes depósitos de minerais cloretados em todo o mundo:
Os evaporitos da Bacia do Permiano formaram-se há 250 milhões de anos, quando o Mar do Permiano evaporou, deixando depósitos de cloreto que se estendem pelo Texas, Oklahoma e Kansas.
Ambientes hipersalinos concentram cloretos em níveis extremos:
O Cloro atmosférico natural provém de várias fontes:
O Cloro estratosférico de fontes naturais apresenta média de 0.6 ppbv, enquanto fontes antrópicas adicionaram 3+ ppbv, contribuindo para a destruição da camada de ozônio.
Os organismos vivos concentram e transformam ativamente o Cloro:
Os minerais cloretados formam-se por vários mecanismos:
O Cloro forma-se em estrelas massivas por meio da queima explosiva do silício durante eventos de supernova. O isótopo ³⁵Cl (75.8% de abundância) forma-se a partir de reações entre enxofre-34 e protão, enquanto ³⁷Cl (24.2%) provém de processos entre argônio-36 e protão. Meteoritos contêm Cloro na forma de lawrencita (FeCl₂) e sodalita (Na₈Al₆Si₆O₂₄Cl₂), indicando a química do Cloro no sistema solar primitivo.
Manuseio
Gás de cloro (Cl₂) é extremamente perigoso, com um nível IDLH (Imediatamente perigoso à vida e à saúde) de 10 ppm. Efeitos à saúde por concentração:
As recomendações do NIOSH são mais rigorosas: 0.5 ppm TWA para gás de cloro, com limite máximo de 1 ppm.
Proteção respiratória:
Proteção da pele e dos olhos:
Cilindros de gás de cloro:
Soluções de hipoclorito:
Exposição ao gás de cloro:
Resposta a derramamentos:
Padrões para água potável: O nível máximo de desinfetante residual (MRDL) da EPA é 4.0 mg/L de cloro livre. Segurança de piscinas: Mantenha 1-3 ppm de cloro livre; nunca exceda 5 ppm. Qualidade do ar interno: As cloraminas provenientes de piscinas não devem exceder 0.5 mg/m³ para evitar irritação respiratória.
Nunca misture cloro com: Amônia (forma cloraminas tóxicas), ácidos (produzem gás de cloro), peróxido de hidrogênio (reação violenta), álcoois (risco de incêndio/explosão) ou materiais orgânicos (possível combustão).
Respostas rápidas
Cloro (symbol Cl) is element 17 on the periodic table, a halogéneo in period 3, group 17. A pale green gas that kills bacteria, bleaches fabric — and, bound to sodium, sits on your dinner table. At room temperature it is a gas.
[Ne] 3s² 3p⁵, giving 3 occupied shells holding 2, 8, 7 electrons respectively. Its outer shell holds 7 electrons, which is what sets its bonding behaviour.Cloro melts at 171.6 K (-101.5 °C) and boils at 239.1 K (-34 °C).
The standard atomic weight of Cloro is 35.45 u. That is a weighted average across its naturally occurring isotopes, which is why it is rarely a whole number.
Cloro is a gas at room temperature; its density is about 3.214 g/L at 0 °C and 1 atm — roughly heavier than air.
Cloro has a Pauling electronegativity of 3.16. The scale runs from 0.70 (francium, the least greedy for electrons) to 3.98 (fluorine, the most). A value this high means it tends to pull electrons away from almost anything it bonds with.
Cloro was discovered in 1774 by Carl Wilhelm Scheele. It is named after greek chloros, "pale green".
Cloro makes up about 145 mg/kg of the Earth's crust — common enough to be mined at scale.