Cloreto

Um cloreto é um composto ou molécula que contém um ião de cloro (Cl–
), que é um átomo de cloro com carga negativa, ou um átomo de cloro sem carga ligado covalentemente ao resto da molécula por uma ligação simples (–Cl). Muitos cloretos inorgânicos são sais. Muitos compostos orgânicos são cloretos.

O ião cloro é um ânion (ião com carga negativa) com carga Cl−. Os sais de cloreto, como o cloreto de sódio, são geralmente solúveis em água. É um eletrólito essencial encontrado em todos os fluidos corporais e está envolvido na manutenção do equilíbrio ácido-base, na transmissão de impulsos nervosos e na regulação do fluxo de fluidos para dentro e para fora das células (biologia). Outros exemplos de cloretos iónicos, para além do cloreto de sódio NaCl, são o cloreto de cálcio CaCl
2, o cloreto de potássio KCl e o cloreto de amónio [NH
4]Cl.

Um átomo de cloro neutro que está ligado por uma única ligação covalente ao resto da molécula de que faz parte é também designado por cloreto. Por exemplo, o cloreto de metilo CH
3Cl é um composto orgânico com uma ligação covalente C-Cl, em que o cloro não é um anão. Outros exemplos de cloretos covalentes são o tetracloreto de carbono CCl
4, o cloreto de sulfurilo SO
2Cl
2 e o monocloramina NH
2Cl.

Propriedades electrónicas

Um ião cloreto (diâmetro 167 pm) é muito maior que um átomo de cloro (diâmetro 99 pm). A força de retenção do átomo de cloro dos orbitais de valência é mais fraca porque o anão cloreto tem mais um eletrão que o átomo neutro. O ião é incolor e diamagnético. Em solução aquosa, é altamente solúvel na maioria dos casos; No entanto, alguns sais de cloreto, como o cloreto de prata, o chumbo(II) e o mercúrio(I) são apenas ligeiramente solúveis em água. Em solução aquosa, o cloreto é ligado pela extremidade prótica das moléculas de água (o H na água).

Reacções de Cloretos

O cloreto pode ser oxidado, mas não reduzido. A primeira oxidação, como a utilizada no processo cloro-álcali, é a conversão em cloro gasoso. O cloro pode ser posteriormente oxidado a outros óxidos e oxiânions, tais como hipoclorito (ClO⁻, o agente ativo em lixívia de cloro), dióxido de cloro (ClO₂), clorato ( ClO⁻
₃) e perclorato ( ClO⁻
₄).

Em termos das suas propriedades ácido-base, o cloreto é uma base fraca, como indicado pelo valor negativo de pK_a do ácido clorídrico. O cloreto pode ser protonado por ácidos fortes, como o ácido sulfúrico:

NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl

Os sais iónicos de cloreto reagem com outros sais para trocar os aniões. A presença de iões haleto, como o cloreto, pode ser detetada utilizando nitrato de prata. Uma solução contendo iões cloreto produzirá um precipitado branco de cloreto de prata:

Cl⁻ + Ag⁺ → AgCl

A concentração de cloreto num ensaio pode ser determinada utilizando um cloridómetro, que deteta os iões prata assim que todo o cloreto do ensaio tenha precipitado devido a esta reação.

Os elétrodos de cloreto de prata são comummente utilizados em eletrofisiologia ex vivo.

Outros oxianiões

O cloro pode estar nos estados de oxidação -1, +1, +3, +5 ou +7. São conhecidos vários óxidos de cloro neutros.

Estado de oxidação do cloro	-1	+1	+3	+5	+7
nome	cloreto	hipoclorito	clorito	clorato	perclorato
fórmula	Cl−	ClO−	ClO− 2	ClO− 3	ClO− 4
estrutura

Distribuição na natureza

Na natureza, os cloretos encontram-se principalmente na água do mar, que tem uma concentração de iões cloreto de 19400 mg/L. Menores cantidades en total, aínda que a maiores concentracións, hainas en certos mares interiores ou lagos e en pozos de auga salgada subterránea, como o Gran Lago Salgado de Utah ou o Mar Morto de Palestina. A maioria dos sais de cloreto são solúveis em água, pelo que os minerais que contêm cloreto são geralmente encontrados em abundância apenas em climas secos ou nas profundezas da crosta terrestre, como depósitos de sal-gema. Alguns minerais que contêm cloreto incluem halita (cloreto de sódio NaCl), silvita (cloreto de potássio KCl), bischofita

(MgCl₂∙6H₂O), carnalita (KCl∙MgCl₂∙6H₂O) e cainita (KCl∙MgSO₄∙3H₂O). Também são encontrados em minerais evaporíticos, como a clorapatita e a sodalite.

Funções biológicas

Os cloretos têm uma grande importância fisiológica, uma vez que estão envolvidos na regulação da pressão osmótica, do equilíbrio eletrolítico e da homeostasia ácido-base. Os cloretos estão presentes em todos os fluidos corporais, e é o anião extracelular mais abundante, determinando cerca de um terço da tonicidade do fluido extracelular.

O cloreto é um eletrólito essencial, que desempenha um papel fundamental na manutenção da homeostasia celular e na transmissão do potenciais de ação nos neurónios. Pode fluir através de canais de cloreto (como o recetor GABAA) e é transportado pelos transportadores KCC2 e NKCC2.

O cloreto está geralmente (mas nem sempre) numa concentração extracelular mais elevada, o que lhe confere um potencial de reversão negativo (cerca de -61 mV a 37 °C numa célula de mamífero). As concentrações típicas de cloreto em organismos modelo: tanto em Escherichia coli como em levedura em gemulação são 10–200 mM (dependendo do meio), em células de mamíferos 5–100 mM e em plasma sanguíneo 100 mM.

A concentração de cloreto no sangue é designada por cloreto sérico e é regulada pelos rins. Um ião cloreto é um componente estrutural de algumas proteínas; por exemplo, está presente na enzima amilase. Devido a estas funções, o cloreto é um dos minerais essenciais da dieta (listados sob o nome do seu elemento, "cloro"). Os níveis séricos de cloreto são regulados principalmente pelos rins através de uma variedade de transportadores que ocorrem em todo o nefrónio.. A maior parte do cloreto, que é filtrado nos glomérulos, é reabsorvido pelos túbulos proximais e distais do nefrónio (maioritariamente proximais) tanto pelo transporte activo como pela difusão passiva.

Corrosão

A estrutura do cloreto de sódio revela a tendência dos iões cloreto (esferas verdes) para se ligarem a vários catiões.

A presença de cloretos, como acontece na água do mar, aumenta significativamente as condições favoráveis ​​à corrosão por picagem da maioria dos metais (incluindo o aço inoxidável, o alumínio e os materiais de alta liga). A corrosão do aço no betão induzida por cloretos resulta na degradação local da forma protetora de óxido presente no betão alcalino, permitindo o subsequente ataque corrosivo.

Riscos ambientais

Concentrações elevadas de cloretos podem provocar diversos efeitos ecológicos em ambientes aquáticos e terrestres. Pode contribuir para a acidificação dos cursos de água, mobilizar metais radioativos do solo por troca iónica, afetar a mortalidade e a reprodução de plantas e animais aquáticos, promover a invasão de organismos de água salgada em ambientes que eram anteriormente de água doce e interferir com a mistura natural em lagos. O cloreto de sódio também altera a composição das espécies microbianas a concentrações relativamente baixas. Pode também dificultar o processo de desnitrificação, um processo microbiano essencial para a remoção de nitrato e a manutenção da qualidade da água, e inibir a nitrificação e a respiração da matéria orgânica.

Produção

A indústria do cloro-álcali é um grande consumidor do orçamento energético mundial. Este processo converte soluções concentradas de cloreto de sódio em cloro e hidróxido de sódio, que são utilizados para produzir muitos outros materiais e compostos químicos. O processo envolve duas reações paralelas:

2 Cl⁻ →

Cl₂ + 2 e⁻

2 

H₂O + 2 e⁻ → H_{2 + 2 OH⁻}

Célula de membrana básica utilizada na electrólise da salmoura. No ânodo (A), o cloreto (Cl⁻) é oxidado a cloro. A membrana ião-selectiva (B) permite que o contraião Na⁺ flua livremente através dela, mas impede a difusão de aniões como o hidróxido (OH⁻) e o cloreto. No cátodo (C), a água é reduzida a hidróxido e hidrogénio gasoso.

Exemplos e utilizações

Um exemplo é o sal de cozinha, que é cloreto de sódio com a fórmula química NaCl. Em água, dissocia-se em iões Na⁺ e Cl⁻. Sais como o cloreto de cálcio, o cloreto de magnésio e o cloreto de potássio têm uma variedade de utilizações, desde tratamentos médicos até à formação de cimento.

O cloreto de cálcio (CaCl₂) é um sal vendido sob a forma de grânulos (pellets) para remover a humidade dos ambientes. É também utilizado na manutenção de estradas não pavimentadas e para fortalecer as bases de pavimentos rodoviários para novas construções. Além disso, o cloreto de cálcio é muito utilizado para remover o gelo, uma vez que é eficaz na redução do ponto de fusão quando aplicado no gelo.

Exemplos de cloretos covalentemente ligados são o tricloreto de fósforo, o pentacloreto de fósforo e o cloreto de tionilo, todos agentes clorantes reativos utilizados em laboratório.

Qualidade e processamento da água

Uma aplicação notável dos cloretos é a dessalinização, que consiste na remoção intensiva de sais de cloreto para a obtenção de água potável. Na indústria petrolífera, os cloretos são um componente cuidadosamente monitorizado do sistema de lama para perfuração. Um aumento de cloretos no sistema de lamas pode ser um indício de que está a ser perfurada uma formação com água salgada a alta pressão. O seu aumento pode também indicar a baixa qualidade das areias testadas.

O cloreto é também um indicador químico útil e fiável de contaminação fecal em rios e águas subterrâneas, dado que é um soluto não reativo e omnipresente em águas residuais e na água potável. Muitos reguladores de água em todo o mundo utilizam o cloreto para verificar os níveis de contaminação nos rios e nas fontes de água potável.

Alimentos

Os sais de cloreto, como o cloreto de sódio, são utilizados como nutrientes, tempero ou para conservar alimentos.