क्लोरीन (Cl) की प्रमुख रासायनिक अभिक्रियाएँ और गुणधर्म

रासायनिक गुणधर्मों का अवलोकन

क्लोरीन (Cl, परमाणु संख्या 17) एक अधातु तत्व है जो समूह 17 (हैलोजन) से संबंधित है।

• अभिक्रियाशीलता श्रृंखला में स्थिति: अत्यधिक अभिक्रियाशील अधातु, फ्लोरीन के बाद दूसरा सबसे अभिक्रियाशील हैलोजन। इसकी अभिक्रियाशीलता एक स्थिर अष्टक विन्यास प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रॉन प्राप्त करने की तीव्र प्रवृत्ति के कारण है।
• विद्युत ऋणात्मकता: उच्च (पॉलिंग स्केल: 3.16), जिसके कारण इसकी प्रबल ऑक्सीकारक शक्ति होती है।
• सामान्य अभिक्रियाशीलता: एक प्रबल ऑक्सीकारक। यह धातुओं, अधातुओं और कार्बनिक यौगिकों के साथ आसानी से अभिक्रिया करता है।

वायु और ऑक्सीजन के साथ क्रिया

क्लोरीन सामान्य परिस्थितियों में सीधे ऑक्सीजन (O₂) या नाइट्रोजन (N₂) के साथ अभिक्रिया नहीं करता है। क्लोरीन के विभिन्न ऑक्साइड (जैसे, Cl₂O, ClO₂, Cl₂O₆, Cl₂O₇) अप्रत्यक्ष रूप से बन सकते हैं। ये आमतौर पर अस्थिर और विस्फोटक होते हैं।

जल और भाप के साथ क्रिया

क्लोरीन जल के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (HCl) और हाइपोक्लोरस अम्ल (HOCl) बनाता है। उत्पादों की प्रकृति तापमान पर निर्भर करती है।

1. ठंडे पानी के साथ (उत्क्रमणीय अभिक्रिया): क्लोरीन ठंडे पानी में घुलकर क्लोरीन जल बनाता है, जो हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और हाइपोक्लोरस अम्ल का मिश्रण होता है। यह इसकी विरंजन क्रिया का आधार है। $\text\{Cl\}_2(\text\{g\}) + \text\{H\}_2\text\{O\}(\text\{l\}) \rightleftharpoons \text\{HCl\}(\text\{aq\}) + \text\{HOCl\}(\text\{aq\})$ (हाइपोक्लोरस अम्ल, HOCl, एक अस्थिर और प्रबल ऑक्सीकारक है।)

2. गर्म पानी के साथ (अनुत्क्रमणीय अभिक्रिया): उच्च तापमान पर, क्लोरीन जल के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और क्लोरिक अम्ल बनाता है। $3\text\{Cl\}_2(\text\{g\}) + 3\text\{H\}_2\text\{O\}(\text\{l\}) \rightarrow 5\text\{HCl\}(\text\{aq\}) + \text\{HClO\}_3(\text\{aq\})$

अम्लों और क्षारों के साथ क्रिया

अम्लों के साथ क्रिया

क्लोरीन आमतौर पर कुछ अम्लों के साथ अभिक्रिया करते समय ऑक्सीकारक के रूप में कार्य करता है। यह आमतौर पर गैर-ऑक्सीकारक अम्लों के साथ अभिक्रिया नहीं करता है।

1. हाइड्रोजन सल्फाइड (H₂S) का ऑक्सीकरण: क्लोरीन हाइड्रोजन सल्फाइड को सल्फर में ऑक्सीकृत करता है। $\text\{Cl\}_2(\text\{g\}) + \text\{H\}_2\text\{S\}(\text\{g\}) \rightarrow 2\text\{HCl\}(\text\{aq\}) + \text\{S\}(\text\{s\})$

2. सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) का ऑक्सीकरण: क्लोरीन नमी की उपस्थिति में सल्फर डाइऑक्साइड को सल्फ्यूरिक अम्ल में ऑक्सीकृत करता है। $\text\{Cl\}_2(\text\{g\}) + \text\{SO\}_2(\text\{g\}) + 2\text\{H\}_2\text\{O\}(\text\{l\}) \rightarrow 2\text\{HCl\}(\text\{aq\}) + \text\{H\}_2\text\{SO\}_4(\text\{aq\})$

3. अमोनिया (NH₃) के साथ अभिक्रिया: उत्पाद अमोनिया और क्लोरीन की सापेक्ष मात्रा पर निर्भर करते हैं।

   • अमोनिया की अधिकता में: नाइट्रोजन गैस बनती है। $3\text\{Cl\}_2(\text\{g\}) + 8\text\{NH\}_3(\text\{g\}) \rightarrow \text\{N\}_2(\text\{g\}) + 6\text\{NH\}_4\text\{Cl\}(\text\{s\})$
   • क्लोरीन की अधिकता में: विस्फोटक नाइट्रोजन ट्राईक्लोराइड (NCl₃) बनता है। $\text\{NH\}_3(\text\{g\}) + 3\text\{Cl\}_2(\text\{g\}) \rightarrow \text\{NCl\}_3(\text\{l\}) + 3\text\{HCl\}(\text\{g\})$

क्षारों (अल्कलियों) के साथ क्रिया

क्लोरीन क्षारों के साथ अभिक्रिया करके क्लोराइड और ऑक्सोएनियन बनाता है, जिसमें उत्पाद सांद्रता और तापमान पर निर्भर करते हैं।

1. ठंडे, तनु NaOH (या KOH) के साथ: सोडियम क्लोराइड (NaCl) और सोडियम हाइपोक्लोराइट (NaClO) बनाता है, जिसका उपयोग विरंजक एजेंट के रूप में किया जाता है। $\text\{Cl\}_2(\text\{g\}) + 2\text\{NaOH\}(\text\{aq\}) \rightarrow \text\{NaCl\}(\text\{aq\}) + \text\{NaClO\}(\text\{aq\}) + \text\{H\}_2\text\{O\}(\text\{l\})$

2. गर्म, सांद्र NaOH (या KOH) के साथ: सोडियम क्लोराइड (NaCl) और सोडियम क्लोरेट (NaClO₃) बनाता है। $3\text\{Cl\}_2(\text\{g\}) + 6\text\{NaOH\}(\text\{aq\}) \rightarrow 5\text\{NaCl\}(\text\{aq\}) + \text\{NaClO\}_3(\text\{aq\}) + 3\text\{H\}_2\text\{O\}(\text\{l\})$

3. कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (बुझा हुआ चूना) के साथ: विरंजक चूर्ण बनाता है। $\text\{Ca(OH)\}_2(\text\{s\}) + \text\{Cl\}_2(\text\{g\}) \rightarrow \text\{CaOCl\}_2(\text\{s\}) + \text\{H\}_2\text\{O\}(\text\{l\})$

प्रमुख प्रयोगशाला परीक्षण/पहचान अभिक्रियाएँ

क्लोरीन गैस (Cl₂) की पहचान

1. भौतिक गुणधर्म: तीखी, दम घोटने वाली गंध वाली हरे-पीले रंग की गैस।
2. लिटमस पेपर परीक्षण: यह नम लिटमस पेपर को विरंजित करता है। पहले, नम नीला लिटमस पेपर लाल हो जाता है (HCl बनने के कारण) और फिर HOCl की ऑक्सीकारक क्रिया के कारण रंगहीन (विरंजित) हो जाता है। $\text\{Cl\}_2(\text\{g\}) + \text\{H\}_2\text\{O\}(\text\{l\}) \rightarrow \text\{HCl\}(\text\{aq\}) + \text\{HOCl\}(\text\{aq\})$ $\text\{रंजक\} + \text\{HOCl\} \rightarrow \text\{रंगहीन उत्पाद\} + \text\{HCl\}$

क्लोराइड आयनों (Cl⁻) की पहचान

1. सिल्वर नाइट्रेट परीक्षण: क्लोराइड आयन युक्त घोल में तनु नाइट्रिक अम्ल (HNO₃) मिलाएं, जिसके बाद सिल्वर नाइट्रेट (AgNO₃) घोल मिलाएं। सिल्वर क्लोराइड (AgCl) का एक सफेद अवक्षेप बनता है। $\text\{Cl\}^-(\text\{aq\}) + \text\{AgNO\}_3(\text\{aq\}) \rightarrow \text\{AgCl\}(\text\{s\}) + \text\{NO\}_3^-(\text\{aq\})$
2. अमोनिया परीक्षण: AgCl का सफेद अवक्षेप जलीय अमोनिया (NH₄OH) में घुलनशील होता है, जिससे एक डायअमाइनिसिल्वर(I) कॉम्प्लेक्स बनता है। $\text\{AgCl\}(\text\{s\}) + 2\text\{NH\}_4\text\{OH\}(\text\{aq\}) \rightarrow [\text\{Ag\}(\text\{NH\}_3)_2]\text\{Cl\}(\text\{aq\}) + 2\text\{H\}_2\text\{O\}(\text\{l\})$