પુનરાવર્તન માર્ગદર્શિકા: ક્લોરિનના મહત્વપૂર્ણ સંયોજનો

ક્લોરિનના મુખ્ય સંયોજનોનો પરિચય

ક્લોરિન (Cl), સમૂહ 17 માં આવેલ એક હેલોજન તત્વ છે, જે અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે અને અસંખ્ય સંયોજનો બનાવે છે. ક્લોરિનની પરિવર્તનશીલ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ (દા.ત., -1, +1, +3, +5, +7) ને કારણે તેના સંયોજનો વિવિધ રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે. આ માર્ગદર્શિકા ઉચ્ચ શાળાની પરીક્ષાઓમાં વારંવાર પૂછાતા ક્લોરિનના ત્રણ મુખ્ય અકાર્બનિક સંયોજનો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.

હાઈડ્રોજન ક્લોરાઇડ (HCl)

• રાસાયણિક સૂત્ર: HCl
• સામાન્ય નામ: હાઈડ્રોજન ક્લોરાઇડ (વાયુ અવસ્થા), હાઈડ્રોક્લોરિક એસિડ (જલીય દ્રાવણ)

પ્રયોગશાળામાં તૈયારી

હાઈડ્રોજન ક્લોરાઇડ વાયુ સામાન્ય રીતે સોડિયમ ક્લોરાઇડ સાથે સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડની પ્રતિક્રિયા દ્વારા તૈયાર કરવામાં આવે છે.

• ઓછા તાપમાને (~200 K): NaCl(s) + H₂SO₄(conc.) → NaHSO₄(s) + HCl(g)
• વધુ તાપમાને (~420 K): 2NaCl(s) + H₂SO₄(conc.) → Na₂SO₄(s) + 2HCl(g)

વાયુમય HCl ને સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક એસિડમાંથી પસાર કરીને સૂકવવામાં આવે છે.

ગુણધર્મો

• ભૌતિક: રંગહીન, તીવ્ર ગંધવાળો વાયુ; ભેજવાળી હવામાં ધૂમાડો કાઢે છે; પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય (હાઈડ્રોક્લોરિક એસિડ બનાવે છે); બિન-જ્વલનશીલ.
• રાસાયણિક:
  • એસિડિક સ્વભાવ: પાણીમાં ઓગળીને પ્રબળ મોનોપ્રોટિક એસિડ બનાવે છે. HCl(g) + H₂O(l) → H₃O⁺(aq) + Cl⁻(aq)
  • ધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા: પ્રતિક્રિયાશીલતા શ્રેણીમાં હાઈડ્રોજનથી ઉપરની ધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઈડ્રોજન વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)
  • ધાતુ ઓક્સાઇડ/હાઈડ્રોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા: ક્ષાર અને પાણી બનાવે છે. CuO(s) + 2HCl(aq) → CuCl₂(aq) + H₂O(l) NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)
  • કાર્બોનેટ/બાયકાર્બોનેટ સાથે પ્રતિક્રિયા: કાર્બન ડાયોક્સાઇડ વાયુ ઉત્પન્ન કરે છે. Na₂CO₃(s) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)
  • એમોનિયા સાથે પ્રતિક્રિયા (HCl માટે કસોટી): એમોનિયમ ક્લોરાઇડના ઘટ્ટ સફેદ ધૂમાડા બનાવે છે. NH₃(g) + HCl(g) → NH₄Cl(s)
  • એક્વા રેજિયા: 1 ભાગ સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ અને 3 ભાગ સાંદ્ર હાઈડ્રોક્લોરિક એસિડનું મિશ્રણ, જે સોના અને પ્લેટિનમ જેવી ઉમદા ધાતુઓને ઓગાળી શકે છે. HNO₃(conc.) + 3HCl(conc.) → NOCl(g) + 2H₂O(l) + 2[Cl] Au(s) + 3[Cl] + HNO₃(conc.) → AuCl₃(aq) + HNO₂ (સોનાના વિઘટન માટે સરળ કરેલું)

બ્લીચિંગ પાઉડર (કેલ્શિયમ ઓક્સીક્લોરાઇડ, CaOCl₂)

• રાસાયણિક સૂત્ર: CaOCl₂ (તેના મિશ્ર ક્ષાર સ્વભાવ દર્શાવવા માટે ઘણીવાર Ca(OCl)Cl તરીકે રજૂ થાય છે)
• સામાન્ય નામ: બ્લીચિંગ પાઉડર, ક્લોરાઇડ ઓફ લાઇમ

બનાવટની પ્રક્રિયા

બ્લીચિંગ પાઉડર આશરે 313 K તાપમાને શુષ્ક કળીચૂનો (કેલ્શિયમ હાઈડ્રોક્સાઇડ) પર ક્લોરિન વાયુ પસાર કરીને બનાવવામાં આવે છે.

Ca(OH)₂(s) + Cl₂(g) → CaOCl₂(s) + H₂O(l)

ગુણધર્મો

• ભૌતિક: પીળો-સફેદ અસ્ફટિકમય પાવડર જેમાં ક્લોરિનની તીવ્ર ગંધ હોય છે. પાણીમાં ઓછો દ્રાવ્ય, અદ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓને કારણે (દા.ત., Ca(OH)₂) દૂધિયું નિલંબન બનાવે છે.
• રાસાયણિક:
  • મંદ એસિડની ક્રિયા: મંદ એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ક્લોરિન વાયુ મુક્ત કરે છે, જે સક્રિય બ્લીચિંગ એજન્ટ છે. CaOCl₂(s) + H₂SO₄(dil.) → CaSO₄(s) + H₂O(l) + Cl₂(g) CaOCl₂(s) + 2HCl(dil.) → CaCl₂(aq) + H₂O(l) + Cl₂(g)
  • બ્લીચિંગ ક્રિયા: ક્લોરિન પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઈપોક્લોરસ એસિડ (HOCl) અને હાઈડ્રોક્લોરિક એસિડ બનાવે છે. હાઈપોક્લોરસ એસિડ અસ્થિર હોય છે અને વિઘટન પામીને નવજાત ઓક્સિજન આપે છે, જે બ્લીચિંગ ક્રિયા (ઓક્સિડેશન) માટે જવાબદાર છે. Cl₂(g) + H₂O(l) ⇌ HCl(aq) + HOCl(aq) HOCl(aq) → HCl(aq) + [O] (નવજાત ઓક્સિજન) રંગીન પદાર્થ + [O] → રંગહીન પદાર્થ
  • ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ: ક્લોરિન અથવા નવજાત ઓક્સિજનના મુક્તિને કારણે ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે. 2FeSO₄(aq) + H₂SO₄(aq) + Cl₂(g) → Fe₂(SO₄)₃(aq) + 2HCl(aq) (બ્લીચિંગ પાઉડર + એસિડમાંથી ઉત્પન્ન થયેલ Cl₂)
  • વિઘટન: હવા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના સંપર્કમાં ધીમે ધીમે વિઘટન પામે છે: CaOCl₂(s) + CO₂(g) → CaCO₃(s) + Cl₂(g)
  • જંતુનાશક ક્રિયા: મુક્ત થયેલ ક્લોરિન એક શક્તિશાળી જંતુનાશક અને જીવાણુનાશક તરીકે કાર્ય કરે છે.

ઉપયોગો

• કાપડ અને કાગળ ઉદ્યોગોમાં કપાસ, શણ અને લાકડાના પલ્પને બ્લીચ કરવા માટે.
• ઘણા રાસાયણિક ઉદ્યોગોમાં ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે.
• પીવાના પાણી અને સ્વિમિંગ પૂલને જંતુરહિત કરવા માટે.
• જંતુનાશક તરીકે.

સોડિયમ ક્લોરાઇડ (NaCl)

• રાસાયણિક સૂત્ર: NaCl
• સામાન્ય નામ: સામાન્ય મીઠું, ટેબલ સોલ્ટ, રોક સોલ્ટ

સંક્ષિપ્ત માર્ગદર્શિકા

સોડિયમ ક્લોરાઇડ એ ક્લોરિન અને તેના સંયોજનોનો સૌથી વિપુલ અને મૂળભૂત સ્ત્રોત છે.

• પ્રાપ્તિસ્થાન: દરિયાના પાણીમાં (આશરે દળ દ્વારા 2.7-2.9%) અને વિશ્વના વિવિધ ભાગોમાં રોક સોલ્ટ (હેલાઇટ) ના નક્કર ભંડાર તરીકે પુષ્કળ પ્રમાણમાં જોવા મળે છે.
• બનાવટ:
  • દરિયાના પાણીમાંથી: મોટા પાયે ઉત્પાદનમાં છીછરા તળાવોમાં દરિયાના પાણીનું બાષ્પીભવન સામેલ છે. મેળવેલા કાચા મીઠામાં CaSO₄, MgCl₂ અને CaCl₂ જેવી અશુદ્ધિઓ હોય છે.
  • શુદ્ધિકરણ: અશુદ્ધ સામાન્ય મીઠાને ઓછામાં ઓછા પાણીમાં ઓગાળવામાં આવે છે, અને પછી HCl વાયુને સંતૃપ્ત દ્રાવણમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે. સામાન્ય આયન અસર (Cl⁻) ને કારણે, શુદ્ધ NaCl અવક્ષેપિત થાય છે, જ્યારે વધુ દ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ દ્રાવણમાં રહે છે.
• ગુણધર્મો: સફેદ સ્ફટિકમય ઘન પદાર્થ, પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય, તટસ્થ pH.
• ઉપયોગો:
  • માનવ આહારનો આવશ્યક ઘટક.
  • ખોરાક માટે પ્રિઝર્વેટિવ તરીકે ઉપયોગ થાય છે (દા.ત., માંસ, માછલી).
  • વિવિધ પ્રકારના રસાયણોના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટેનું મુખ્ય કાચું માલ, જેમાં શામેલ છે:
    • બ્રાઈનના વિદ્યુત વિભાજન દ્વારા સોડિયમ હાઈડ્રોક્સાઇડ (NaOH) (સાંદ્ર જલીય NaCl દ્રાવણ).
    • બ્રાઈનના વિદ્યુત વિભાજન દ્વારા ક્લોરિન વાયુ (Cl₂).
    • બ્રાઈનના વિદ્યુત વિભાજન દ્વારા હાઈડ્રોજન વાયુ (H₂).
    • સોલ્વે પ્રક્રિયા દ્વારા સોડિયમ કાર્બોનેટ (Na₂CO₃).
    • હાઈડ્રોક્લોરિક એસિડ (HCl).
    • પીગળેલા NaCl ના વિદ્યુત વિભાજન દ્વારા સોડિયમ ધાતુ (Na).

તુલનાત્મક ગુણધર્મો

સંયોજન	સૂત્ર	સ્વભાવ (એસિડ/બેઇઝ/ક્ષાર)	પાણીમાં દ્રાવ્યતા	મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગ(ઓ)	મુખ્ય પ્રતિક્રિયા(ઓ)
હાઈડ્રોજન ક્લોરાઇડ	HCl	પ્રબળ એસિડ	ખૂબ ઊંચી	ધાતુઓનું પિકલિંગ, પ્રયોગશાળા રીએજન્ટ, ક્લોરાઇડનું સંશ્લેષણ	NH₃ સાથે સફેદ ધૂમાડા બનાવે છે; H થી ઉપરની ધાતુઓ સાથે પ્રતિક્રિયા કરે છે
બ્લીચિંગ પાઉડર	CaOCl₂	મિશ્ર ક્ષાર	મધ્યમ (વિઘટન થાય છે)	બ્લીચિંગ એજન્ટ, જંતુનાશક, ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ	મંદ એસિડ સાથે Cl₂ મુક્ત કરે છે; [O] દ્વારા બ્લીચિંગ ક્રિયા
સોડિયમ ક્લોરાઇડ	NaCl	તટસ્થ ક્ષાર	ઊંચી	ખાદ્ય પદાર્થ, ઔદ્યોગિક કાચો માલ	NaOH, Cl₂, H₂ ઉત્પન્ન કરવા માટે વિદ્યુત વિભાજન