El término cloruro se refiere a un compuesto o molécula que contiene un ion cloro ( Cl − ), que es un átomo de cloro con carga negativa, o un átomo de cloro sin carga unido covalentemente al resto de la molécula mediante un enlace simple ( −Cl ) . Muchos cloruros inorgánicos son sales . Muchos compuestos orgánicos son cloruros . La pronunciación de la palabra "cloruro" es / ˈklɔːraɪd / . [3]
El ion cloro es un anión (ion cargado negativamente) con la carga Cl − . Las sales de cloruro como el cloruro de sodio suelen ser solubles en agua. [4] Es un electrolito esencial que se encuentra en todos los fluidos corporales y es responsable de mantener el equilibrio ácido/base, transmitir impulsos nerviosos y regular el flujo de líquido dentro y fuera de las células. Otros ejemplos de cloruros iónicos son el cloruro de sodio NaCl, el cloruro de calcio CaCl 2 y el cloruro de amonio [NH 4 ]Cl .
El cloruro también es un átomo de cloro neutro unido covalentemente mediante un enlace sencillo al resto de la molécula. Por ejemplo, el cloruro de metilo CH 3 Cl es un compuesto orgánico con un enlace covalente C−Cl en el que el cloro no es un anión. Otros ejemplos de cloruros covalentes son el tetracloruro de carbono CCl 4 , el cloruro de sulfurilo SO 2 Cl 2 y la monocloramina NH 2 Cl .
Un ion cloruro (diámetro de 167 pm ) es mucho más grande que un átomo de cloro (diámetro de 99 pm). La retención del átomo de cloro en la capa de valencia es más débil porque el anión cloruro tiene un electrón más que él. [5] El ion es incoloro y diamagnético. En solución acuosa, es altamente soluble en la mayoría de los casos; sin embargo, algunas sales de cloruro, como el cloruro de plata , el cloruro de plomo (II) y el cloruro de mercurio (I) , son solo ligeramente solubles en agua. [6] En solución acuosa, el cloruro está unido por el extremo prótico de las moléculas de agua.
El cloruro se puede oxidar pero no reducir. La primera oxidación, como se emplea en el proceso cloro-álcali, es la conversión a gas cloro. El cloro se puede oxidar aún más a otros óxidos y oxianiones, incluidos el hipoclorito (ClO − , el ingrediente activo del blanqueador de cloro ), el dióxido de cloro (ClO 2 ), el clorato ( ClO−
3) y perclorato ( ClO−
4).
En términos de sus propiedades ácido-base, el cloruro es una base débil , como lo indica el valor negativo del p K a del ácido clorhídrico. El cloruro puede ser protonado por ácidos fuertes , como el ácido sulfúrico:
Las sales de cloruro iónico reaccionan con otras sales para intercambiar aniones. La presencia de iones haluro como el cloruro se puede detectar utilizando nitrato de plata . Una solución que contenga iones de cloruro producirá un precipitado blanco de cloruro de plata : [7]
La concentración de cloruro en un ensayo se puede determinar utilizando un clorómetro , que detecta iones de plata una vez que todo el cloruro en el ensayo ha precipitado a través de esta reacción.
Los electrodos de plata clorada se utilizan comúnmente en electrofisiología ex vivo . [8]
El cloro puede adoptar estados de oxidación de -1, +1, +3, +5 o +7. También se conocen varios óxidos de cloro neutros.
En la naturaleza, el cloruro se encuentra principalmente en el agua de mar, que tiene una concentración de iones cloruro de 19400 mg/litro. [9] Cantidades más pequeñas, aunque en concentraciones más altas, se encuentran en ciertos mares interiores y en pozos de salmuera subterráneos , como el Gran Lago Salado en Utah y el Mar Muerto en Israel . [10] La mayoría de las sales de cloruro son solubles en agua, por lo que los minerales que contienen cloruro generalmente solo se encuentran en abundancia en climas secos o en las profundidades subterráneas. Algunos minerales que contienen cloruro incluyen halita (cloruro de sodio NaCl ), silvita (cloruro de potasio KCl ), bischofita (MgCl 2 ∙6H 2 O), carnalita (KCl∙MgCl 2 ∙6H 2 O) y kainita (KCl∙MgSO 4 ∙3H 2 O). También se encuentra en minerales de evaporita como clorapatita y sodalita .
El cloruro tiene una gran importancia fisiológica, [11] que incluye la regulación de la presión osmótica , el equilibrio electrolítico y la homeostasis ácido-base. El cloruro está presente en todos los líquidos corporales , [12] y es el anión extracelular más abundante , que representa alrededor de un tercio de la tonicidad del líquido extracelular . [13] [14]
El cloruro es un electrolito esencial que desempeña un papel clave en el mantenimiento de la homeostasis celular y la transmisión de potenciales de acción en las neuronas. [15] Puede fluir a través de canales de cloruro (incluido el receptor GABA A ) y es transportado por los transportadores KCC2 y NKCC2 .
El cloruro suele estar (aunque no siempre) en una concentración extracelular más alta, lo que hace que tenga un potencial de reversión negativo (alrededor de −61 mV a 37 °C en una célula de mamífero). [16] Las concentraciones características de cloruro en organismos modelo son: tanto en E. coli como en levadura en ciernes son 10–200 mM (dependiendo del medio), en células de mamíferos 5–100 mM y en plasma sanguíneo 100 mM. [17]
La concentración de cloruro en la sangre se denomina cloruro sérico y esta concentración está regulada por los riñones . Un ion cloruro es un componente estructural de algunas proteínas; por ejemplo, está presente en la enzima amilasa . Para estas funciones, el cloruro es uno de los minerales dietéticos esenciales (enumerado por su nombre de elemento cloro ). Los niveles de cloruro sérico están regulados principalmente por los riñones a través de una variedad de transportadores que están presentes a lo largo de la nefrona . [18] La mayor parte del cloruro, que es filtrado por el glomérulo , es reabsorbido por los túbulos proximales y distales (principalmente por el túbulo proximal) mediante transporte activo y pasivo. [19]
La presencia de cloruros, como en el agua de mar, empeora significativamente las condiciones para la corrosión por picaduras de la mayoría de los metales (incluidos los aceros inoxidables, el aluminio y los materiales de alta aleación). La corrosión del acero en el hormigón inducida por cloruros conduce a una descomposición local de la forma de óxido protector en el hormigón alcalino, de modo que se produce un ataque de corrosión localizado posterior. [20]
El aumento de las concentraciones de cloruro puede provocar diversos efectos ecológicos en los entornos acuáticos y terrestres. Puede contribuir a la acidificación de los arroyos, movilizar metales radiactivos del suelo mediante intercambio iónico, afectar a la mortalidad y reproducción de plantas y animales acuáticos, promover la invasión de organismos de agua salada en entornos que antes eran de agua dulce e interferir en la mezcla natural de los lagos. También se ha demostrado que el cloruro de sodio modifica la composición de las especies microbianas en concentraciones relativamente bajas. También puede obstaculizar el proceso de desnitrificación, un proceso microbiano esencial para la eliminación de nitratos y la conservación de la calidad del agua, e inhibir la nitrificación y la respiración de la materia orgánica. [21]
La industria cloroalcalina es un importante consumidor del presupuesto energético mundial. Este proceso convierte soluciones concentradas de cloruro de sodio en cloro e hidróxido de sodio, que se utilizan para fabricar muchos otros materiales y productos químicos. El proceso implica dos reacciones paralelas:
Un ejemplo es la sal de mesa, que es cloruro de sodio con la fórmula química NaCl. En agua , se disocia en iones Na + y Cl− . Las sales como el cloruro de calcio , el cloruro de magnesio y el cloruro de potasio tienen usos variados que van desde tratamientos médicos hasta la formación de cemento. [4]
El cloruro de calcio (CaCl2 ) es una sal que se comercializa en forma de gránulos para eliminar la humedad de las habitaciones. El cloruro de calcio también se utiliza para el mantenimiento de caminos sin pavimentar y para reforzar las bases de las carreteras para nuevas construcciones. Además, el cloruro de calcio se utiliza ampliamente como descongelante , ya que es eficaz para reducir el punto de fusión cuando se aplica al hielo. [22]
Ejemplos de cloruros unidos covalentemente son el tricloruro de fósforo , el pentacloruro de fósforo y el cloruro de tionilo , los tres son reactivos de cloración reactivos que se han utilizado en un laboratorio .
Una de las principales aplicaciones que involucra el cloruro es la desalinización , que implica la eliminación de sales de cloruro, que requiere un uso intensivo de energía, para obtener agua potable . En la industria petrolera , los cloruros son un componente del sistema de lodo que se monitorea de cerca . Un aumento de los cloruros en el sistema de lodo puede ser una indicación de que se está perforando en una formación de agua salada a alta presión. Su aumento también puede indicar la mala calidad de una arena objetivo. [ cita requerida ]
El cloruro también es un indicador químico útil y fiable de la contaminación fecal de los ríos y las aguas subterráneas, ya que es un soluto no reactivo y está presente en las aguas residuales y el agua potable. Muchas empresas de regulación del agua de todo el mundo utilizan el cloruro para comprobar los niveles de contaminación de los ríos y las fuentes de agua potable. [23]
Las sales de cloruro, como el cloruro de sodio, se utilizan para conservar alimentos y como nutrientes o condimentos .