పునర్విమర్శ గైడ్: ముఖ్యమైన క్లోరిన్ సమ్మేళనాలు

క్లోరిన్ యొక్క ప్రధాన సమ్మేళనాలకు పరిచయం

క్లోరిన్ (Cl), గ్రూప్ 17లోని హాలోజన్, అత్యంత చురుకైనది మరియు అనేక సమ్మేళనాలను ఏర్పరుస్తుంది. క్లోరిన్ యొక్క వేరియబుల్ ఆక్సీకరణ స్థితులు (ఉదాహరణకు, -1, +1, +3, +5, +7) కారణంగా దీని సమ్మేళనాలు విభిన్న రసాయన ధర్మాలను ప్రదర్శిస్తాయి. ఈ గైడ్ హైస్కూల్ పరీక్షలలో తరచుగా అడిగే మూడు ముఖ్యమైన అకర్బన క్లోరిన్ సమ్మేళనాలపై దృష్టి సారించింది.

హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ (HCl)

• రసాయన ఫార్ములా: HCl
• సాధారణ పేరు: హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ (వాయు స్థితి), హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం (జల ద్రావణం)

ప్రయోగశాల తయారీ

హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్ వాయువు సాధారణంగా గాఢ సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం మరియు సోడియం క్లోరైడ్ మధ్య చర్య ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది.

• తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద (~200 K): NaCl(s) + H₂SO₄(conc.) → NaHSO₄(s) + HCl(g)
• అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద (~420 K): 2NaCl(s) + H₂SO₄(conc.) → Na₂SO₄(s) + 2HCl(g)

వాయు HCl ను గాఢ సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం గుండా పంపడం ద్వారా శుభ్రపరచబడుతుంది (drying).

ధర్మాలు

• భౌతిక: రంగులేని, ఘాటైన వాసన గల వాయువు; తేమ గల గాలిలో పొగలు కక్కుతుంది; నీటిలో అత్యంత కరుగుతుంది (హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుంది); మండదు.
• రసాయన:
  • ఆమ్ల స్వభావం: నీటిలో కరిగి బలమైన మోనోప్రోటిక్ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. HCl(g) + H₂O(l) → H₃O⁺(aq) + Cl⁻(aq)
  • లోహాలతో చర్య: క్రియాశీలత శ్రేణిలో హైడ్రోజన్ కంటే పైన ఉన్న లోహాలతో చర్య జరిపి హైడ్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl₂(aq) + H₂(g)
  • లోహ ఆక్సైడ్‌లు/హైడ్రాక్సైడ్‌లతో చర్య: లవణం మరియు నీటిని ఏర్పరుస్తుంది. CuO(s) + 2HCl(aq) → CuCl₂(aq) + H₂O(l) NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)
  • కార్బోనేట్‌లు/బైకార్బోనేట్‌లతో చర్య: కార్బన్ డయాక్సైడ్ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది. Na₂CO₃(s) + 2HCl(aq) → 2NaCl(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)
  • అమోనియాతో చర్య (HCl కోసం పరీక్ష): అమ్మోనియం క్లోరైడ్ యొక్క చిక్కటి తెల్లటి పొగలను ఏర్పరుస్తుంది. NH₃(g) + HCl(g) → NH₄Cl(s)
  • ఆక్వా రీజియా: 1 భాగం గాఢ నైట్రిక్ ఆమ్లం మరియు 3 భాగాల గాఢ హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం యొక్క మిశ్రమం, బంగారం మరియు ప్లాటినం వంటి ఉత్కృష్ట లోహాలను కరిగించగలదు. HNO₃(conc.) + 3HCl(conc.) → NOCl(g) + 2H₂O(l) + 2[Cl] Au(s) + 3[Cl] + HNO₃(conc.) → AuCl₃(aq) + HNO₂ (బంగారం కరిగిపోవడానికి సరళీకరించబడింది)

బ్లీచింగ్ పౌడర్ (కాల్షియం ఆక్సీక్లోరైడ్, CaOCl₂)

• రసాయన ఫార్ములా: CaOCl₂ (దాని మిశ్రమ లవణ స్వభావాన్ని చూపడానికి తరచుగా Ca(OCl)Cl గా సూచించబడుతుంది)
• సాధారణ పేరు: బ్లీచింగ్ పౌడర్, క్లోరైడ్ ఆఫ్ లైమ్

తయారీ ప్రక్రియ

బ్లీచింగ్ పౌడర్ పొడి సున్నం (కాల్షియం హైడ్రాక్సైడ్) పై సుమారు 313 K వద్ద క్లోరిన్ వాయువును పంపడం ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది.

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

ధర్మాలు

• భౌతిక: పసుపు-తెలుపు అమూర్ఫస్ పొడి, క్లోరిన్ యొక్క బలమైన వాసనతో ఉంటుంది. నీటిలో తక్కువ కరుగుతుంది, కరగని మలినాలు (ఉదాహరణకు, Ca(OH)₂) కారణంగా పాల వంటి సస్పెన్షన్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.
• రసాయన:
  • విలీన ఆమ్లాల చర్య: విలీన ఆమ్లాలతో చర్య జరిపి క్లోరిన్ వాయువును విడుదల చేస్తుంది, ఇది క్రియాశీల బ్లీచింగ్ కారకం. CaOCl₂(s) + H₂SO₄(dil.) → CaSO₄(s) + H₂O(l) + Cl₂(g) CaOCl₂(s) + 2HCl(dil.) → CaCl₂(aq) + H₂O(l) + Cl₂(g)
  • బ్లీచింగ్ చర్య: క్లోరిన్ నీటితో చర్య జరిపి హైపోక్లోరస్ ఆమ్లం (HOCl) మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. హైపోక్లోరస్ ఆమ్లం అస్థిరమైనది మరియు నాసెంట్ ఆక్సిజన్‌ను ఇవ్వడానికి విచ్ఛిన్నమవుతుంది, ఇది బ్లీచింగ్ చర్యకు కారణం (ఆక్సీకరణ). Cl₂(g) + H₂O(l) ⇌ HCl(aq) + HOCl(aq) HOCl(aq) → HCl(aq) + [O] (నాసెంట్ ఆక్సిజన్) Coloured substance + [O] → Colourless substance
  • ఆక్సీకరణ కారకం: క్లోరిన్ లేదా నాసెంట్ ఆక్సిజన్ విడుదల కారణంగా ఆక్సీకరణ కారకంగా పనిచేస్తుంది. 2FeSO₄(aq) + H₂SO₄(aq) + Cl₂(g) → Fe₂(SO₄)₃(aq) + 2HCl(aq) (బ్లీచింగ్ పౌడర్ + ఆమ్లం నుండి ఉత్పత్తి అయ్యే Cl₂)
  • విచ్ఛిన్నం: గాలి మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్‌కు గురైనప్పుడు నెమ్మదిగా విచ్ఛిన్నమవుతుంది: CaOCl₂(s) + CO₂(g) → CaCO₃(s) + Cl₂(g)
  • క్రిమిసంహారక చర్య: విడుదలైన క్లోరిన్ శక్తివంతమైన క్రిమిసంహారక మరియు శుభ్రపరిచే కారకంగా పనిచేస్తుంది.

ఉపయోగాలు

• వస్త్ర మరియు కాగిత పరిశ్రమలలో పత్తి, నార మరియు కలప గుజ్జును బ్లీచింగ్ చేయడానికి.
• అనేక రసాయన పరిశ్రమలలో ఆక్సీకరణ కారకంగా.
• తాగునీరు మరియు ఈత కొలనులను శుభ్రపరచడానికి.
• క్రిమిసంహారకారిగా.

సోడియం క్లోరైడ్ (NaCl)

• రసాయన ఫార్ములా: NaCl
• సాధారణ పేరు: సాధారణ ఉప్పు, టేబుల్ సాల్ట్, రాక్ సాల్ట్

సంక్షిప్త గైడ్

సోడియం క్లోరైడ్ క్లోరిన్ మరియు దాని సమ్మేళనాలకు అత్యంత సమృద్ధిగా మరియు ప్రాథమిక వనరు.

• లభ్యత: సముద్రపు నీటిలో (దరిదాపు 2.7-2.9% ద్రవ్యరాశి ద్వారా) మరియు ప్రపంచంలోని వివిధ ప్రాంతాలలో రాతి ఉప్పు (హాలైట్) యొక్క ఘన నిక్షేపాలుగా సమృద్ధిగా లభిస్తుంది.
• తయారీ:
  • సముద్రపు నీటి నుండి: పెద్ద ఎత్తున ఉత్పత్తి అనేది నిస్సారమైన మడుగులలో సముద్రపు నీటిని ఆవిరి చేయడం ద్వారా జరుగుతుంది. పొందిన ముడి ఉప్పులో CaSO₄, MgCl₂, మరియు CaCl₂ వంటి మలినాలు ఉంటాయి.
  • శుద్ధి: అపరిశుభ్రమైన సాధారణ ఉప్పును కనీస నీటిలో కరిగించి, తరువాత HCl వాయువును సంతృప్త ద్రావణం గుండా పంపబడుతుంది. సాధారణ అయాన్ ప్రభావం (Cl⁻) కారణంగా, స్వచ్ఛమైన NaCl అవక్షేపంగా ఏర్పడుతుంది, అయితే మరింత కరిగే మలినాలు ద్రావణంలోనే ఉంటాయి.
• ధర్మాలు: తెల్లటి స్ఫటికాకార ఘనపదార్థం, నీటిలో అత్యంత కరుగుతుంది, తటస్థ pH.
• ఉపయోగాలు:
  • మానవ ఆహారంలో ఒక ముఖ్యమైన భాగం.
  • ఆహారాన్ని (ఉదాహరణకు, మాంసం, చేపలు) నిల్వ చేయడానికి సంరక్షకారిగా ఉపయోగించబడుతుంది.
  • వ్యాపార స్థాయిలో అనేక రసాయనాల తయారీకి కీలకమైన ముడిసరుకు, వాటిలో:
    • బ్రెయిన్ (గాఢ జల NaCl ద్రావణం) యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (NaOH).
    • బ్రెయిన్ యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా క్లోరిన్ వాయువు (Cl₂).
    • బ్రెయిన్ యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా హైడ్రోజన్ వాయువు (H₂).
    • సోల్వే ప్రక్రియ ద్వారా సోడియం కార్బోనేట్ (Na₂CO₃).
    • హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం (HCl).
    • కరిగిన NaCl యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ ద్వారా సోడియం లోహం (Na).

తులనాత్మక ధర్మాలు

సమ్మేళనం	ఫార్ములా	స్వభావం (ఆమ్లం/క్షారం/లవణం)	నీటిలో ద్రావణీయత	ముఖ్యమైన ఉపయోగం(లు)	కీలక చర్య(లు)
హైడ్రోజన్ క్లోరైడ్	HCl	బలమైన ఆమ్లం	చాలా ఎక్కువ	లోహాలను శుభ్రపరచడం, ల్యాబ్ రియాజెంట్, క్లోరైడ్‌ల సంశ్లేషణ	NH₃ తో తెల్లటి పొగలను ఏర్పరుస్తుంది; H కంటే పైన ఉన్న లోహాలతో చర్య జరుపుతుంది
బ్లీచింగ్ పౌడర్	CaOCl₂	మిశ్రమ లవణం	మధ్యస్థం (విచ్ఛిన్నమవుతుంది)	బ్లీచింగ్ ఏజెంట్, క్రిమిసంహారకారి, ఆక్సీకరణ కారకం	విలీన ఆమ్లాలతో Cl₂ ను విడుదల చేస్తుంది; [O] ద్వారా బ్లీచింగ్ చర్య
సోడియం క్లోరైడ్	NaCl	తటస్థ లవణం	ఎక్కువ	ఆహార సంకలితం, పారిశ్రామిక ముడిసరుకు	NaOH, Cl₂, H₂ ను ఉత్పత్తి చేయడానికి విద్యుద్విశ్లేషణ