Tabla periódica

Cloro (Cl)

Howard Birdsong Compilado a partir de fuentes primarias IUPAC, NIST y PubChem

El cloro es el elemento 17, de símbolo Cl, configuración electrónica [Ne] 3s² 3p⁵ y masa atómica estándar comprendida entre 35,446 y 35,457 u. Es un gas amarillo verdoso, denso y tóxico, y uno de los oxidantes más usados de la industria.

¿Por qué su masa atómica es 35,45?

Porque el cloro natural son dos elementos en el mismo frasco, hablando en términos de masa.

El cloro 35 tiene 18 neutrones y constituye alrededor del 76 % del total. El cloro 37 tiene 20 y forma el 24 % restante. Ambos son estables y químicamente indistinguibles: tienen 17 electrones y reaccionan igual.

La media ponderada, 0,76 × 34,969 + 0,24 × 36,966, da aproximadamente 35,45. Ningún átomo de cloro pesa eso; es un promedio.

Este es el ejemplo que casi todos los cursos usan para explicar por qué las masas atómicas no son enteras, y tiene una consecuencia práctica visible.

En un espectrómetro de masas, cualquier compuesto con un átomo de cloro muestra dos picos separados por dos unidades, con intensidades en relación aproximada 3:1. Con dos átomos de cloro aparecen tres picos en relación 9:6:1. Esa firma permite contar los cloros de una molécula desconocida de un vistazo.

¿Cómo desinfecta el agua?

El cloro disuelto en agua reacciona con ella:

Cl₂ + H₂O  ⇌  HClO + HCl

El ácido hipocloroso resultante es el desinfectante real. Es una molécula pequeña, neutra y sin carga, y esa neutralidad es lo decisivo: atraviesa la membrana lipídica de una bacteria sin dificultad.

Dentro de la célula oxida grupos tiol de las enzimas, daña las proteínas de transporte e interfiere con el ADN. La bacteria muere por acumulación de daños, no por un mecanismo único.

El ácido hipocloroso está en equilibrio con el ion hipoclorito:

HClO  ⇌  H⁺ + ClO⁻

El ion no entra en la célula porque su carga se lo impide, y es entre setenta y cien veces menos eficaz. El equilibrio depende del pH: por debajo de 7,5 domina la forma neutra y activa; por encima, el ion. De ahí que las piscinas mantengan el pH entre 7,2 y 7,6, un compromiso entre eficacia desinfectante y confort ocular.

⚠️ El olor característico de una piscina no es cloro sino cloraminas, formadas cuando el cloro reacciona con el sudor y la urea de los bañistas. Un olor fuerte indica agua sucia, no exceso de cloro.

La cloración del agua potable, generalizada desde comienzos del siglo XX, es probablemente la medida de salud pública que más vidas ha salvado en la historia.

¿Qué ocurrió en Ypres en 1915?

El 22 de abril de 1915, el ejército alemán liberó unas 168 toneladas de cloro desde bombonas alineadas frente a las trincheras aliadas cerca de Ypres. El viento llevó una nube amarillo verdosa sobre las posiciones francesas y argelinas.

El cloro es dos veces y media más denso que el aire, de modo que se acumuló en las trincheras en lugar de dispersarse. Al contacto con la humedad de las mucosas forma ácido clorhídrico e hipocloroso, que destruyen el tejido pulmonar. Las víctimas mueren ahogadas en sus propios fluidos.

El ataque abrió un hueco de varios kilómetros en el frente, aunque los alemanes no lo aprovecharon: no habían previsto el éxito ni disponían de reservas.

Fritz Haber, el mismo químico cuyo proceso de síntesis de amoníaco alimenta hoy a media humanidad, dirigió personalmente el programa. Su esposa Clara Immerwahr, también química, se suicidó pocos días después del ataque.

El cloro fue pronto superado por el fosgeno y el gas mostaza, más letales. Pero inauguró la guerra química industrial, y el Protocolo de Ginebra de 1925 se escribió como respuesta a aquella experiencia.

¿Cómo se produce industrialmente?

Por electrólisis de salmuera, en el llamado proceso cloro-sosa:

2 NaCl + 2 H₂O  →  Cl₂ + H₂ + 2 NaOH

El cloro sale por el ánodo, el hidrógeno por el cátodo y queda hidróxido de sodio en disolución. Los tres productos son valiosos, y esa es la particularidad económica del proceso: no se puede fabricar cloro sin fabricar sosa, ni al revés.

La proporción está fijada por la estequiometría, y si el mercado demanda más sosa que cloro, el productor tiene un problema. Esta rigidez condiciona toda la industria química inorgánica.

La tecnología ha evolucionado. Las celdas de mercurio, dominantes durante décadas, se han abandonado por sus emisiones; las de diafragma de amianto también están en retirada. La tecnología actual es la celda de membrana, con una membrana polimérica que deja pasar iones sodio pero no cloruro.

El principal destino del cloro es el PVC. Le siguen otros plásticos clorados, disolventes, y la síntesis de compuestos orgánicos donde el cloro se usa como intermedio y no aparece en el producto final: buena parte de los medicamentos pasa por una etapa clorada.

¿Qué hace en el cuerpo?

El ion cloruro es el anión más abundante del líquido extracelular, y acompaña al sodio en la regulación del volumen y de la presión osmótica.

Su función más específica está en el estómago. Las células parietales de la mucosa gástrica bombean iones hidrógeno hacia la luz del estómago y los acompañan de cloruro, produciendo ácido clorhídrico a una concentración que lleva el pH hasta valores entre 1,5 y 3,5.

Ese ácido desnaturaliza las proteínas de los alimentos, activa la pepsina y esteriliza buena parte de lo ingerido. La mucosa se protege con una capa de moco y bicarbonato; cuando esa protección falla aparece la úlcera.

El cloruro participa además en el llamado desplazamiento de cloruro en los glóbulos rojos, un intercambio con bicarbonato que hace posible transportar dióxido de carbono desde los tejidos hasta el pulmón.

⚠️ La fibrosis quística está causada por mutaciones en el gen CFTR, que codifica un canal de cloruro. Sin transporte adecuado de cloruro, las secreciones se vuelven espesas y obstruyen los pulmones y el páncreas. Una enfermedad grave causada por un único ion mal transportado.

Datos esenciales

Z
17
Atomic weight
35.45 u
Category
no metal reactivo
State at 298 K
Gas
Occurrence
primordial
Discovered
1774

Propiedades medidas

PropertyValueSource
Electronegativity 3.16 National Center for Biotechnology Information (NIH)
Melting point 171.65 K National Center for Biotechnology Information (NIH)
Boiling point 239.11 K National Center for Biotechnology Information (NIH)
Density stp 0.003 g/cm³ National Center for Biotechnology Information (NIH)
Atomic radius empirical 175 pm National Center for Biotechnology Information (NIH)
Ionization energy 1st 1,251.2 kJ/mol National Center for Biotechnology Information (NIH)
Electron affinity 349 kJ/mol National Center for Biotechnology Information (NIH)

Configuración electrónica

2 8 7 Cl
Noble gas notation
[Ne] 3s² 3p⁵
Full notation
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵
Electrons per shell
2, 8, 7

Isótopos

Preguntas frecuentes

¿Por qué la masa atómica del cloro es 35,45 y no un número entero?

Porque el cloro natural es una mezcla de dos isótopos estables en proporción muy desigual: cloro 35, alrededor del 76 %, y cloro 37, el 24 % restante. La media ponderada cae entre ambos. Es el ejemplo clásico que se usa para explicar por qué las masas atómicas no son enteras, y en un espectrómetro de masas la huella de un compuesto clorado muestra picos separados por dos unidades con esa proporción característica.

¿Por qué el cloro desinfecta el agua?

Al disolverse forma ácido hipocloroso, HClO, una molécula pequeña y sin carga que atraviesa la membrana bacteriana. Dentro, oxida enzimas y ácidos nucleicos. El ion hipoclorito, ClO⁻, también actúa pero mucho peor porque su carga le impide entrar. Por eso la desinfección es más eficaz a pH ligeramente ácido, donde predomina la forma neutra.

¿Es peligroso mezclar lejía con amoníaco o con vinagre?

Sí, y son dos peligros distintos. Con amoníaco se forman cloraminas, gases irritantes que dañan las vías respiratorias. Con un ácido como el vinagre o los desincrustantes, la lejía libera cloro gaseoso, que es directamente tóxico. Ninguna mezcla mejora la limpieza: la lejía sola ya es un oxidante potente.

¿Es cierto que el PVC contiene cloro?

Sí, alrededor del 57 % de su masa. El policloruro de vinilo es el destino de una fracción importante del cloro industrial. Esa composición explica sus ventajas —es autoextinguible, porque el cloro liberado interrumpe la combustión— y sus problemas, ya que al arder de forma incompleta puede generar cloruro de hidrógeno y trazas de dioxinas.

Fuentes