Cloruro: composti, conducibilità, reazioni

Lo ione cloruro è un anione monoatomico che ha formula Cl^– ed è un elettrolita essenziale che si trova in tutti i fluidi corporei.
Esso è responsabile dell’omeostasi acido- base, della trasmissione degli impulsi nervosi e della regolazione del fluido dentro e fuori di cellule.

Costituisce la base coniugata dell’acido cloridrico che è un acido forte ed è presente sia in composti inorganici che in composti organici.

Solubilità

I sali contenenti questo ione sono tutti solubili ad eccezione del cloruro di bismutile BiOCl,  di rame (I) CuCl,  di piombo PbCl₂, cloruro di mercurio (I) Hg₂Cl₂, cloruro di argento AgCl e cloruro di tallio TlCl.

Viene pertanto utilizzato quale agente precipitante del Primo Gruppo Analitico per la ricerca dello ione argento, piombo e mercurio.

Reazioni del cloruro

In questo ione il cloro ha numero di ossidazione – 1 che è il numero più basso possibile che può assumere l’elemento. Lo ione non può quindi essere ridotto bensì solo ossidato a cloro molecolare, ipoclorito, clorito, clorato e perclorato.

Lo ione cloruro è una base molto debole e quindi può essere protonato da acidi forti come l’acido solforico secondo la reazione:
Cl^– + H₂SO₄ → HCl + HSO₄^–

Conducibilità

Lo ione cloruro ha dimensioni minori rispetto agli ioni F^–, O^2- e alla maggior parte dei cationi metallici e pertanto migra nei solidi con difficoltà.
Sono noti, tuttavia, alcuni conduttori di ione cloruro come quello di piombo dopato con cloruro di potassio.

Le batterie a ioni litio utilizzano, quale catione, lo ione litio mentre l’anione, in genere, è costituito dallo ione OH^– presente, in particolare, nelle batterie alcaline.

Può essere usato, quale anione, lo ione fluoruro o lo ione cloruro che sono specie dotate di stabilità elettrochimica.

Composti

I cloruri metallici sono utilizzati in molti settori sia per loro solubilità che per la molteplicità di cationi con cui il cloruro forma composti.

Questo anione forma numerosi composti inorganici e, tra questi il più diffuso è il cloruro di sodio, presente nell’acqua di mare largamente usato negli alimenti come esaltatore di sapidità.
KCl è, come NaCl, un composto ionico utilizzato nella produzione di fertilizzanti, quello di magnesio è usato negli integratori alimentari per sopperire carenze di magnesio.

CaCl₂ è utilizzato quale liquido non congelante, di largo impiego nelle salamoie degli impianti frigoriferi. AlCl3 funge da catalizzatore nelle reazioni di Friedel-Crafts.

NH₄Cl viene utilizzato come fertilizzante e come elettrolita nelle batterie a cella secca.
Lo ione Cl^–, unitamente allo ione fosfato, è un elettrolita presente nelle bevande energetiche utilizzato per mantenere costante la concentrazione degli elettroliti durante uno sforzo fisico.

Effetto sulle barre di acciaio di cemento armato

Quando gli ioni cloruro raggiungono le barre di rinforzo in acciaio , diminuiscono il pH della soluzione interstiziale a contatto con le barre di rinforzo in modo che il film di ossido di ferro che ricopre la barra di rinforzo venga distrutto. La barra di rinforzo inizia così il suo processo di corrosione.

La quantità di ioni Cl^– necessaria per interrompere la protezione è una funzione del pH iniziale della soluzione interstiziale. Tuttavia non è necessario che questa concentrazione sia molto elevata per annientare la protezione fornita dal film  iniziale di ossido di ferro che esercita un’azione di passivazione nei confronti del metallo. Ciò spiega i gravi danni causati dall’uso di sali usati quali antighiaccio a strutture come, ad esempio, i ponti.

Quando gli ioni Cl^– iniziano a penetrare nel calcestruzzo sottoposto a cicli di congelamento e disgelo , non solo corrodono le barre di rinforzo in acciaio, ma attaccano anche la pasta di cemento idratata. Nel caso di superfici di calcestruzzo esposte a sale antighiaccio che non presentano alcun rischio di usura, è possibile posizionare un sottile strato idrofobico di rivestimento acrilico sulle superfici di calcestruzzo che devono essere protette dalla penetrazione degli ioni cloruro.