HOÁ HỌC 10
LÝ THUYẾT - SÁCH HÌNH ĐỘNG
LỚP 10·10 / 2026

HAL · 0335 phút

Chlorine với nước và dung dịch kiềm, nước Javel

Tự oxi hoá – khử, Cl₂ : NaOH = 1 : 2

Cần học trướcHAL · 02 · Halogen với kim loại, hydrogen và phản ứng đẩy halogenOXK · 04 · Chất tạo môi trường và phản ứng tự oxi hoá – khửMDH · 05 · Nồng độ dung dịch và pha loãng

Mục tiêu

  • Viết các phản ứng của Cl2\mathrm{Cl_2} với nước và với dung dịch NaOH\mathrm{NaOH} loãng nguội; giải thích đây là phản ứng tự oxi hoá – khử bằng thăng bằng electron.
  • Nêu thành phần và tác dụng của nước chlorine, nước Javel.
  • Tính lượng sản phẩm, chất dư và nồng độ sau phản ứng của Cl2\mathrm{Cl_2} với NaOH\mathrm{NaOH}.

Khởi động

Nước máy được khử trùng bằng một lượng rất nhỏ chlorine. Thuốc tẩy dùng trong nhà là nước Javel. Cả hai đều bắt đầu từ cùng một chất khí vàng lục độc, chỉ khác "dung môi" mà khí đó tan vào: nước hay dung dịch kiềm. Chuyện gì xảy ra với Cl2\mathrm{Cl_2} trong mỗi trường hợp?

Cl₂NaOH (nguội)nước JavelNaCl + NaClO + H₂O

01Kiến thức cần nhớ

1. Chlorine với nước

Cl2\mathrm{Cl_2} tan một phần trong nước (nước chlorine có màu vàng lục nhạt) và phản ứng thuận nghịch:

Cl2+H2O⇌HCl+HClO.\mathrm{Cl_2} + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{HCl} + \mathrm{HClO}.

Số oxi hoá của Cl\mathrm{Cl} đi từ 00 lên +1+1 (trong HClO\mathrm{HClO}, hypochlorous acid) và xuống −1-1 (trong HCl\mathrm{HCl}): một chất vừa là chất oxi hoá vừa là chất khử. Đó là phản ứng tự oxi hoá – khử.

Nước chlorine chứa Cl2\mathrm{Cl_2}, HCl\mathrm{HCl}, HClO\mathrm{HClO} cùng nhau. HClO\mathrm{HClO} là acid yếu nhưng là chất oxi hoá mạnh: nó tẩy màu và diệt khuẩn. HClO\mathrm{HClO} kém bền, dưới ánh sáng phân huỷ: 2HClO→2HCl+O2\mathrm{2HClO} \rightarrow \mathrm{2HCl} + \mathrm{O_2}. Vì vậy nước chlorine phải đựng trong lọ tối màu, để chỗ tối.

2. Chlorine với dung dịch NaOH loãng, nguội: nước Javel

Kiềm lấy đi HCl\mathrm{HCl} và HClO\mathrm{HClO} nên phản ứng đi hết:

Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2O.\mathrm{Cl_2} + \mathrm{2NaOH} \rightarrow \mathrm{NaCl} + \mathrm{NaClO} + \mathrm{H_2O}.

Phương trình ion: Cl2+2OH−→Cl−+ClO−+H2O\mathrm{Cl_2} + \mathrm{2OH^-} \rightarrow \mathrm{Cl^-} + \mathrm{ClO^-} + \mathrm{H_2O}. Thăng bằng electron: Cl0+1e→Cl−1\mathrm{Cl^0} + \mathrm{1e} \rightarrow \mathrm{Cl^{-1}} và Cl0→Cl+1+1e\mathrm{Cl^0} \rightarrow \mathrm{Cl^{+1}} + \mathrm{1e}; số electron nhận và nhường bằng nhau nên mỗi phân tử Cl2\mathrm{Cl_2} cho 11 ion Cl−\mathrm{Cl^-} và 11 ion ClO−\mathrm{ClO^-}, tỉ lệ mol Cl2:NaOH=1:2\mathrm{Cl_2 : NaOH} = \mathrm{1 : 2}.

Dung dịch thu được là nước Javel, chứa NaCl\mathrm{NaCl} và NaClO\mathrm{NaClO} (sodium hypochlorite). NaClO\mathrm{NaClO} là chất oxi hoá mạnh: dùng tẩy trắng vải, giấy, khử trùng nước, diệt khuẩn bề mặt. Để ngoài không khí, NaClO\mathrm{NaClO} hấp thụ CO2\mathrm{CO_2} tạo HClO\mathrm{HClO} (NaClO+CO2+H2O→NaHCO3+HClO\mathrm{NaClO} + \mathrm{CO_2} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{NaHCO_3} + \mathrm{HClO}) rồi HClO\mathrm{HClO} phân huỷ, nên nước Javel giảm tác dụng theo thời gian.

3. Bromine và iodine

Br2\mathrm{Br_2} tác dụng với dung dịch kiềm loãng tương tự (Br2+2NaOH→NaBr+NaBrO+H2O\mathrm{Br_2} + \mathrm{2NaOH} \rightarrow \mathrm{NaBr} + \mathrm{NaBrO} + \mathrm{H_2O}). Phản ứng với nước yếu dần từ Cl2\mathrm{Cl_2} đến I2\mathrm{I_2}. Riêng F2\mathrm{F_2} oxi hoá nước giải phóng oxygen.

Tương tácNước chlorine
bình nước chlorineCl₂HClHClO1 hạt = 0,01 molthời gian chiếu sáng
Số hạt (1 hạt = 0,01 mol): Cl₂ 7, HCl 3, HClO 3, O₂ 0 (khí bay lên).
là phản ứng thuận nghịch; ánh sáng làm nên màu vàng lục nhạt dần.
Mô hình minh hoạ: giả sử lúc đầu 30% Cl₂ đã phản ứng với nước.

Chọn lượng Cl₂ hoà tan rồi bấm Chiếu sáng: HClO phân huỷ, khí O₂ bay lên và số hạt Cl₂ giảm dần.

Tương tácCl₂ tác dụng với NaOH
Cl₂ đầu0,05 molNaOH đầu0,2 molNaCl0,05 molNaClO0,05 molNaOH dư0,1 molCl₂ dư0 mol
V(Cl₂, đkc) = 1,24 L; n(NaOH) = 0,2 mol trong 100 mL. Phản ứng:
NaOH dư. Nồng độ trong 100 mL: NaCl 0,5 M, NaClO 0,5 M, NaOH dư 1 M.
m(NaClO) = 3,73 g; electron trao đổi = 0,05 mol.

Kéo hai thanh trượt để tạo các trường hợp vừa đủ, NaOH dư và Cl₂ dư. Nút Nóng chỉ để so sánh (phần mở rộng).

02Tóm tắt

ÝNội dung
Với nướcCl2+H2O⇌HCl+HClO\mathrm{Cl_2} + \mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{HCl} + \mathrm{HClO}, tự oxi hoá – khử, thuận nghịch
Với NaOH\mathrm{NaOH} nguộiCl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2O\mathrm{Cl_2} + \mathrm{2NaOH} \rightarrow \mathrm{NaCl} + \mathrm{NaClO} + \mathrm{H_2O}, nước Javel
ElectronCl\mathrm{Cl}: 0→−10 \rightarrow -1 (nhận 1e1e) và 0→+10 \rightarrow +1 (nhường 1e1e)
Tỉ lện(Cl2):n(NaOH)=1:2n(\mathrm{Cl_2}) : n(\mathrm{NaOH}) = 1 : 2, so tỉ lệ để tìm chất dư
Điều kiệnkiềm nóng đặc cho NaClO3\mathrm{NaClO_3}

03Mở rộng

  • Kiềm nóng, đặc: 3Cl2+6NaOH→5NaCl+NaClO3+3H2O\mathrm{3Cl_2} + \mathrm{6NaOH} \rightarrow \mathrm{5NaCl} + \mathrm{NaClO_3} + \mathrm{3H_2O}. Ở đây 55 nguyên tử Cl\mathrm{Cl} nhận 5e5e và 11 nguyên tử nhường 5e5e. Từ 0,30{,}3 mol Cl2\mathrm{Cl_2} cần 0,60{,}6 mol NaOH\mathrm{NaOH}, thu 0,50{,}5 mol NaCl\mathrm{NaCl} (29,2529{,}25 g) và 0,10{,}1 mol NaClO3\mathrm{NaClO_3} (10,6510{,}65 g).
  • Clorua vôi: Cl2+Ca(OH)2→CaOCl2+H2O\mathrm{Cl_2} + \mathrm{Ca(OH)_2} \rightarrow \mathrm{CaOCl_2} + \mathrm{H_2O} (hỗn hợp muối kép dùng làm chất tẩy). Với dung dịch vôi sữa loãng: 2Cl2+2Ca(OH)2→CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O\mathrm{2Cl_2} + \mathrm{2Ca(OH)_2} \rightarrow \mathrm{CaCl_2} + \mathrm{Ca(ClO)_2} + \mathrm{2H_2O}.
  • Fluorine với nước: 2F2+2H2O→4HF+O2\mathrm{2F_2} + \mathrm{2H_2O} \rightarrow \mathrm{4HF} + \mathrm{O_2}, là phản ứng oxi hoá nước, không phải tự oxi hoá – khử.
Tiếp theoPhương pháp →