வேதி நுண்ணறிவு · அலகுகள் (units) 6, 8, 11, 12, 14-உடன் இணைக்கப்பட்டது

குளோரின் (Cl₂) — வேதியியல், வினைகள், தயாரிப்பு & பயன்பாடுகள்

Group 17 ஆலசன் (halogen) — அலகு 6 (s, p, d தொகுப்பு) + அலகு 8 (கரிமம் / organic) ஆகியவற்றுடன் இணைக்கப்பட்டது

1 இயற்பியல் பண்புகள் & தயாரிப்பு (Physical Properties & Preparation)

நிலை (state at STP):
பச்சை-மஞ்சள் வாயு (green-yellow gas)
மணம் (odour):
காரமான, மூச்சுத்திணறும் (pungent, suffocating)
MP:
−101 °C
BP:
−35 °C
அடர்த்தி (density):
காற்றை விட அதிகம் (denser than air)
கரைதிறன் (solubility):
நீரில் கரையும் (soluble in water) → குளோரின் நீர் (chlorine water)
பிணைப்பு (bond):
Cl–Cl single, 199 pm
ஆக்ஸி நிலை (ox. state):
0 (in Cl₂)
Cl Cl 199 pm
🏭 தொழில் தயாரிப்பு (Industrial) குளோர்-ஆல்கலி (chlor-alkali) process

NaCl(aq) கரைசலை மின்னாற்பகுப்பு (electrolysis of brine):

2 NaCl(aq) + 2 H₂O(l) →elec Cl₂↑ + H₂↑ + 2 NaOH(aq)

அனோடில் (anode) Cl₂. கதோடில் (cathode) H₂. NaOH co-product.

🧪 ஆய்வக தயாரிப்பு (Lab preparation)

MnO₂ + அடர் (concentrated) HCl (மிக பொதுவான முறை — most common):

MnO₂ + 4 HCl →Δ MnCl₂ + Cl₂↑ + 2 H₂O

KMnO₄ + HCl (வெப்பம் தேவையில்லை):

2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 KCl + 2 MnCl₂ + 5 Cl₂↑ + 8 H₂O
⚙ Deacon process (வரலாற்று / historical)
4 HCl + O₂ →CuCl₂, 400°C 2 Cl₂ + 2 H₂O

2 முக்கிய வினைகள் (Major Reactions)

A. H₂-உடன் (with H₂) சூரிய ஒளியில் வெடிக்கும் (explosive in sunlight)
H₂ + Cl₂ →hν 2 HCl

கட்டற்ற தீவிர சங்கிலி (free radical chain) வினை.

B. குளிர், நீர்த்த (cold, dilute) NaOH வீட்டு (household) bleach
Cl₂ + 2 NaOH(cold) → NaCl + NaOCl + H₂O

NaOCl = சோடியம் ஐபோகுளோரைட் (sodium hypochlorite) — வெளுக்கும் காரணி (bleaching agent). விகித மாற்றம் (disproportionation): Cl₂ → Cl⁻ (−1) + ClO⁻ (+1).

C. வெப்ப, அடர் (hot conc.) NaOH
3 Cl₂ + 6 NaOH(hot) → 5 NaCl + NaClO₃ + 3 H₂O

NaClO₃ = சோடியம் குளோரேட் (sodium chlorate). Cl₂ → Cl⁻ (−1) + ClO₃⁻ (+5) விகித மாற்றம் (disproportionation).

D. NH₃-உடன் (with) NH₃

NH₃ அதிகம் (excess NH₃):

8 NH₃ + 3 Cl₂ → N₂ + 6 NH₄Cl

Cl₂ அதிகம் (excess Cl₂):

NH₃ + 3 Cl₂ → NCl₃ + 3 HCl
E. ஐதரோகாபன்களுடன் (with hydrocarbons)
  • Alkanes (RH): பிரதியீடு (substitution) — CH₄ + Cl₂ →hν CH₃Cl + HCl
  • Alkenes (R=R): சேர்க்கை (addition) — CH₂=CH₂ + Cl₂ → CH₂Cl–CH₂Cl
  • Aromatics: மின்னேற்பு பிரதியீடு (electrophilic substitution, AlCl₃ உள்ள catalyst)
F. Fe-உடன் Fe
2 Fe + 3 Cl₂ → 2 FeCl₃ (FeCl₂ அல்ல; Cl₂ வலிய ஆக்ஸிஜனேற்றி / strong oxidant gives FeCl₃, not FeCl₂)
Cl₂ HUB · ஆலசன் வேதியியலின் மையம் (Centre of Halogen Chemistry)

3 ஆக்ஸிஜனேற்றும் தன்மை & சோதனைகள் (Oxidising Properties & Tests)

💪 வலிமை (Oxidant strength)

Cl₂ வலிய ஆக்ஸிஜனேற்றி (strong oxidant). நீரில் HOCl உருவாக்கம் (in water → HOCl):

Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HOCl

HOCl = ஐபோகுளோரஸ் அமிலம் (hypochlorous acid) — உண்மையான கிருமி நாசினி (real disinfectant).

🔄 இடப்பெயர்ச்சி வினைகள் (Displacement)
Cl₂ + 2 KBr → 2 KCl + Br₂ (பழுப்பு / brown)
Cl₂ + 2 KI → 2 KCl + I₂ (ஊதா / purple-brown)

ஆலசன் வினைத்திறன் வரிசை (halogen reactivity order): F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂

🧪 Cl₂-க்கான சோதனைகள் (Tests for Cl₂)
ஈர லிட்மஸ் (moist litmus paper)
சிவப்பாகும் (turns red), பிறகு வெளுக்கப்படும் (then bleached white)
ஈர மாக்கட்டி-அயோடைடு (moist starch-iodide paper)
நீல-கருப்பு (blue-black) நிறம்
நிறம் (appearance)
பச்சை-மஞ்சள் வாயு, காரமான மணம் (green-yellow gas, pungent)
AgNO₃ (after dissolving in water)
AgCl ↓ வெள்ளை (white), NH₃-இல் கரையும் (dissolves in NH₃)
⚗ வெளுத்தல் (Bleaching)

Cl₂-இன் வெளுத்தல் ஆக்ஸிஜனேற்றத்தால் (by oxidation) — நிரந்தரம் (permanent). SO₂-இன் வெளுத்தல் ஒடுக்கத்தால் (by reduction) — தற்காலிக (temporary).

4 பயன்பாடுகள் (Applications)

💧 நீர் சுத்தீகரிப்பு (Water treatment)

பெரிய அளவில் (large scale) குடிநீரிலும் (drinking water) நீச்சல் தடாக நீரிலும் (swimming pools) கிருமி நாசினி (disinfectant).

📜 வெளுத்தல் (Bleaching)

காகித மற்றும் துணி தொழில் (paper, textile industry).

🧪 HCl உற்பத்தி (HCl production)

H₂ + Cl₂ → 2 HCl (தொழில் ஐட்ரோகுளோரிக் அமிலம் / industrial hydrochloric acid).

🔬 மருத்துவ + வேதியியல் (medical / chemicals)
  • PVC (polyvinyl chloride) — பிளாஸ்டிக் (plastic)
  • மருந்துகள் (pharmaceutical synthesis)
  • பூச்சிக்கொல்லி (pesticides, e.g. வரலாற்று DDT / historically DDT)
❄ வரலாற்று — CFC குளிரூட்டிகள் (historical: CFC refrigerants)

CFCs (CCl₂F₂ போன்றவை) குளிரூட்டிகளில் (refrigerants) பயன்பட்டன. ஓசோன் (ozone) அழித்ததால் Montreal Protocol-ஆல் தடை செய்யப்பட்டது.

📊 தேர்வாளர் பாங்கு (Examiner Pattern)
  • Paper I: Cl₂ + NaOH (cold vs hot) — விகித மாற்றம் (disproportionation) வேறுபாடு MCQ.
  • Paper II: குளோர்-ஆல்கலி (chlor-alkali) electrolysis structured question — anode/cathode reactions, products.
  • Paper II: வீட்டு bleach (NaOCl) தயாரிப்பு + Cl₂ + H₂O → HOCl பற்றிய கேள்வி.
  • Unit 8 (organic): CH₄ + Cl₂ free-radical substitution mechanism essay.
  • Unit 14: CFC + ozone layer destruction environmental essay.
🔗 தொடர்புடைய கருத்துகள் — Connected Concepts
Unit 1 Cl-இன் e⁻ அமைப்பு [Ne] 3s² 3p⁵ — 1 unpaired e⁻ → diradical-like Unit 1 ஆலசன் EA உச்சம் (peak) = Cl; Group 17 trends Unit 6 · விரைவில் Group 17 (halogens) — F vs Cl vs Br vs I வினைத்திறன் (reactivity) Unit 8 · விரைவில் Alkanes substitution + Alkenes addition with Cl₂ Unit 11 · விரைவில் Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HOCl — சமநிலை (equilibrium) Unit 12 · விரைவில் Chlor-alkali electrolysis — anode/cathode redox Unit 14 · விரைவில் CFCs + ozone layer (Montreal Protocol); HCl industrial chem அயன் SO₃²⁻ vs Cl₂ — இரண்டும் வெளுக்கும் (both bleach), ஆனால் reduction vs oxidation
← எல்லா வேதிக் கருத்தோட்டங்களும் (all boards)