Química

El cloro

Publicado por Ángeles Méndez

El cloro es un gas denso y tóxico, que presenta un color verde claro. Se encuentra situado en el grupo de los halógenos dentro de la tabla periódica. Su número atómico es 17, y su símbolo Cl. Es bastante reactivo y aunque menos que el flúor, consigue reaccionar con muchos elementos, casi siempre para dar un estado de oxidación más alto de elemento, como es por ejemplo, el caso del hierro, el cual arde para dar cloruro de hierro (III) y no (II).

2 Fe (s) + 3 Cl2 (g) → 2 FeCl3 (s)

Sin embargo, sobre todo con el grupo de los no metales, el estado de oxidación más alto de no metal en los cloruros generalmente suele ser bastante más bajo que su estado de oxidación en el fluoruro equivalente. Así, el dicloruro de azufre (donde el azufre actúa con número de oxidación +2), es el cloruro que tiene el estado de oxidación más alto de átomo de azufre, cuando hablamos de una temperatura ambiente, mientras que en el caso del flúor, que es tan altamente oxidante, se puede conseguir hexafluoruro de azufre (donde el azufre tiene un número de oxidación, +6).

La forma más sencilla de preparar en un laboratorio cloro gaseoso, es añadir ácido clorhídrico concentrado a permanganato de potasio sólido. El ion cloruro se oxidará a dicloro, y el ion permanganato se reducirá a ion manganeso (II):

2 HCl (ac) → 2 H^+ (ac) + Cl2 (g) + 2 e^-

MnO4^- (ac) + 8 H^+ (ac) + 5e^- → Mn^2+ (ac) + 4 H2O (l)

El dicloro puede actuar como agente clorante, y también como oxidante fuerte, teniendo un potencial de reducción estándar bastante positivo. A una temperatura ambiente, una solución que se encuentre saturada de cloro en agua, tendrá cerca de dos terceras partes de moléculas de dicloro hidratadas y una tercera parte de mezcla de ácidos. Es el ion hipoclorito en equilibrio con el ácido hipocloroso, el que se utiliza como agente oxidante (blanqueador), más que el cloro en sí mismo.

El cloro en estado gaseoso es altamente venenoso, pues una concentración de más de 30 ppm puede resultar letal cuando se está en exposición alrededor de 30 minutos. La naturaleza densa y tóxica del dicloro, es la que hizo pensar su uso como gas en la guerra. En 1915, fue utilizado como arma en un ataque alemán, y un total de 20000 soldados aliados quedaron incapacitados y más de 5000 murieron. Pero sin embargo, la toxicidad de concentraciones bajas de cloro para matar microorganismo ha conseguido salvar millones de vidas, pues gracias a la cloración, los organismos patógenos que vienen transportados por el agua, en los países occidentales, se han conseguido erradicar de los suministros domésticos, y por lo tanto no pasar al agua de consumo. Antiguamente se creía que el gas cloro era altamente beneficioso, y fueron muchos los famosos que pasaban horas en cámaras de cloro, con fines terapéuticos, para aliviar resfriados, etc. Seguramente muchos de los adeptos a este tipo de terapias habrán acabados sus días con serios problemas pulmonares.

El cloro se prepara industrialmente a través de la electrólisis de una solución acuosa de cloruro de sodio (salmuera); otro de los productos es el hidróxido de sodio. El cloro se puede producir a gran escala, rondando las 10^8 toneladas anuales de fabricación mundial. La mayoría del producto se usa para la síntesis de compuestos de tipo organoclorados. Además, cantidades considerables son utilizadas también en la industria de la pulpa el papel, con finalidades blanqueantes, en tratamientos de aguas, en la producción de cloruro de titanio (IV), etc. Cada vez, existe mayor preocupación por el uso del cloro en la producción del papel, así como en la purificación del agua. En el primer caso, el dicloro se hace reaccionar con los compuestos orgánicos de la madera, produciendo compuestos clorados de tipo tóxico. Dichos subproductos van a parar a aguas residuales que son vertidas en muchos casos a ríos o al mar. Debido a los niveles, cada vez más estrictos, de reducir los compuestos organoclorados, las compañías de papel ahora intentan reducir dichas emisiones, hasta llegar a cero.

En el caso de los suministros de agua municipales, el problema es bastante más localizado, y sin dudarlo, es un tema de gran controversia. El mayor problema que tienen las comunidades que se suministran de aguas de fuentes que contienen altos niveles de contaminantes orgánicos como pueden ser algunos lagos. El proceso de cloración que se realiza mata las bacterias, pero también realiza la cloración de los compuestos orgánicos que dicha agua contenga, así se pueden medir, cantidades, que aunque bajas, no dejan de ser de tipo cancerígenas, como es el caso del tetracloruro de carbono. Hoy en día, que es posible que los químicos midan cantidades de concentraciones considerablemente bajas de diferentes sustancias, la controversia gira alrededor de los niveles de cualquier tipo de sustancia que pueda convertirse en peligrosa para la salud, tema de gran debate. Para estableces una norma media, a nivel internacional, la Organización Mundial de la Salud, apuntó como límite máximo aceptable una cantidad de 30 mg.L^-1 en el caso del triclorometano en las aguas de consumo. A largo plazo, se toma como solución, la reducción sustancial de los niveles de contaminantes de tipo orgánicos en los depósitos de aguas municipales, pero es algo que requerirá de mucha cooperación.

El cloro es hoy en día un campo de batalla en la industria química, y en lo que se refiere a la lucha en defensa del medio ambiente. No debemos de olvidarnos que muchos de los compuestos orgánicos de tipo clorado, se forman en la naturaleza, a través por ejemplo, de las algas marinas, las cuales producen cerca de cinco toneladas cada año.

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