oxid chloričitý je chemická sloučenina se vzorcem ClO2. Tento červeno-žlutý plyn krystalizuje jako oranžové krystaly v -59 °C. Jako jeden z několika oxidů chloru je účinným a užitečným oxidační činidlo se používá při úpravě vody a při bělení.
Použití
oxid chloričitý byl primárně používán (>95%), pro bělení buničiny ze dřeva, ale je také používán k bělení mouky a k dezinfekci pitné vody., Niagarské vodopády v New Yorku poprvé používaly oxid chloričitý pro úpravu pitné vody v roce 1944 pro ničení fenolů. Oxid chloričitý byl zaveden jako dezinfekční prostředek na pitnou vodu ve velkém měřítku v roce 1956, kdy se Brusel v Belgii změnil z chloru na oxid chloričitý. Jeho nejčastější použití při úpravě vody je jako pre-oxidant před chlorování pitné vody zničit přírodní vody nečistoty, které produkují trihalometany na působení volného chlóru., Trihalometany jsou podezřelé karcinogenní vedlejší produkty dezinfekce spojené s chlorace přirozeně se vyskytujících organických látek v surové vodě. Oxid chloričitý je také lepší než chlor při provozu nad pH7, v přítomnosti amoniaku a aminů a/nebo pro kontrolu biofilmů ve vodovodních systémech. Oxid chloričitý se používá v mnoha průmyslových aplikacích pro úpravu vody jako biocid včetně chladicích věží, procesní vody a zpracování potravin. Oxid chloričitý je méně korozivní než chlor a lepší pro kontrolu bakterií legionella.,
To je více efektivní jako dezinfekční prostředek než chlór ve většině případů proti vodě nese patogenní mikroorganismy, jako jsou viry, bakterie a prvoky – včetně cyst Giardií a oocyst Kryptosporidií.
použití oxidu chloričitého při úpravě vody vede ke vzniku vedlejšího produktu chloritan sodný, který je v současné době omezen na maximálně 1 ppm v pitné vodě v USA. Tato norma EPA omezuje použití oxidu chloričitého v USA na relativně vysoce kvalitní vodu nebo vodu, která má být ošetřena koagulanty na bázi železa., (Železo může snížit chlorit na chlorid.)
To může být také použit pro dezinfekce vzduchu, a byl hlavní činidlo při dekontaminaci budov ve Spojených Státech po roce 2001 anthrax útoky. V poslední době, po katastrofě Hurikánu Katrina v New Orleans, Louisiana a okolní Pobřeží mexického Zálivu, oxid chloričitý se používá k vymýcení nebezpečné plísně z domů zaplavena vodou z mohutné záplavy.,
oxid chloričitý se používá jako oxidant pro fenol ničení toků odpadní vody, kontrolu zebra a quagga mušle v přívodů vody a pro kontrolu zápach ve vzduchu, pračky živočišné vedlejší produkt (rendering) rostliny.
Stabilizovaný oxid chloričitý může být také použit v ústní máchání k léčbě onemocnění ústní a malodor, ale jeho nežádoucí vedlejší účinky jsou stále předmětem šetření.
Příprava
oxid chloričitý je vysoce endotermické sloučenina, která se může rozkládat extrémně násilně, když jsou odděleny od ředění látek., V důsledku toho jsou často preferovány metody přípravy, které zahrnují výrobu roztoků, aniž by procházely fází plynové fáze.
V laboratoři, ClO2 je připraven oxidací chloritan sodný:
2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2 NaCl
Více než 95% chlóru uhličitého v dnešním světě je vyroben z chlorečnan sodný a používá se pro bělení celulózy. Vyrábí se s vysokou účinností snížením chlorečnanu sodného v silném kyselém roztoku s vhodným redukčním činidlem, jako je kyselina chlorovodíková a oxid siřičitý., Reakce chlorečnanu sodného s kyselinou chlorovodíkovou probíhá v jednom reaktoru pomocí následující cestu:
HClO3 + HCl → HClO2 + Hclo
HClO3 + HClO2 → 2ClO2 + Cl2 + 2H2O
Hclo + HCl → Cl2 + H2O
mnohem menší, ale důležitý trh pro oxid chloričitý se používá jako dezinfekční prostředek. Od roku 1999 rostoucí podíl oxidu chloričitého z globálně pro úpravu vody a jiné malé měřítku aplikace byla provedena pomocí chlorečnanů, peroxidu vodíku a kyseliny sírové metoda, která může produkovat chlór produkt zdarma při vysoké účinnosti.,fection aplikace byla provedena jedním ze tří způsobů použití chloritanu sodného nebo chloritan sodný – chlornan metody:
2NaClO2 + 2HCl + NaOCl → 2ClO2 + 3NaCl + H2O
nebo chloritan sodný – kyselina chlorovodíková metoda:
5NaClO2 + 4HCl → 5NaCl + 4ClO2 + 2H2O
Všechny tři chloritan sodný chemie může produkovat oxid chloričitý s vysokou chlorit konverze výnos, ale na rozdíl od ostatních procesů v chlorit-HCl metoda vytváří zcela chlóru a oxidu chloričitého, ale trpí požadavek 25% chloritan sodný k výrobě ekvivalentní množství oxidu chloričitého.,
Velmi čistého oxidu chloričitého může být také produkován elektrolýzou z chloritu řešení:
2NaClO2 + 2H2O → 2ClO2 + 2NaOH + H2
Vysoce čistého oxidu chloričitého plynu (o 7,7% ve vzduchu nebo dusíku) může být produkován Plyn:Plná metoda, která reaguje zředěného chloru plynu s pevnou chloritan sodný.
2naclo2 + Cl2 → 2clo2 + 2NaCl
tyto procesy a několik drobných variací byly přezkoumány.
manipulační vlastnosti
při koncentracích vyšších než 15% objemu ve vzduchu při STP se ClO2 výbušně rozkládá na chlor a kyslík. Rozklad je iniciován světlem., Tak, to je nikdy zpracovány v koncentrované formě, ale je téměř vždy používá jako rozpuštěných plynů ve vodě v koncentračním rozsahu 0,5 až 10 gramů na litr. Jeho rozpustnost se zvyšuje při nižších teplotách: při skladování v koncentracích nad 3 gramy na litr je tedy běžné používat chlazenou vodu (5 °C nebo 41 °F). V mnoha zemích, jako je USA, oxidu chloričitého plyn, nesmí být přepravovány při jakékoliv koncentraci a je téměř vždy vyrábí v místě aplikace pomocí chlordioxidu generátor., V některých zemích může být roztok oxidu chloričitého pod 3 gramy na litr v koncentraci přepravován po zemi, ale je relativně nestabilní a rychle se zhoršuje.
stabilizovaný oxid chloričitý
řada produktů je uváděna na trh jako „stabilizovaný oxid chloričitý“ (SCD). Většina těchto roztoků ve skutečnosti neobsahuje oxid chloričitý, ale skládá se z roztoků pufrovaného chloritu sodného. Slabá kyselina může být přidána do SCD ,aby ji“ aktivovala “ a vytvořila oxid chloričitý in-situ bez generátoru oxidu chloričitého., Stabilizovaný oxid chloričitý se používá jako širokospektrální dezinfekční a anti-mikrobiální; Tato forma oxidu chloričitého je v současné době používán proti bakteriální a virové nákazy, včetně MRSA, Legionella, a Norovirus použití SCD je efektivní, když poptávka po oxidu chloričitého je nízká a když nečistot, jako je například malé množství sodíku, může být tolerováno. Pro aplikaci vyžadující více než 5 kg den-1 ClO2, oxid chloričitý produkovaný generátorem s chloritanem sodným nebo chlorečnanem sodným je obvykle ekonomičtější.,
Elektronické struktury
molekula ClO2 má lichý počet valenčních elektronů a je tedy paramagnetický radikální. Jeho elektronická struktura je po dlouhou dobu zmatená chemiky, protože žádná z možných Lewisových struktur není velmi uspokojivá. V roce 1933 L.O. Brockway navrhl strukturu, která zahrnovala tříelektronovou vazbu. Pauling dále rozvíjet tuto myšlenku a přišel na dvě rezonanční struktury zahrnující dvojí pouto na jedné straně a jeden dluhopisový plus tři-elektron dluhopisů na straně druhé., Podle Paulingova názoru by druhá kombinace měla představovat pouto, které je o něco slabší než dvojitá vazba. V molekulární orbitální teorii je tato myšlenka běžná, pokud je třetí elektron umístěn v Anti-bonding orbitalu. Pozdější práce potvrdily, že HOMO je skutečně neúplně vyplněný orbital.,
| Hazard: | Flammable – | Will not explode |
| Classification: | Health – | Extremely toxic |
| Oxidizing – | Oxidizing agent | |
| Synonyms: | Anthium Dioxide, Chlorine Oxide, Chlorine Peroxide | |
| Exposure limits: | (OSHA) | PEL\TWA: 0.1 ppm |
| (ACGIH) | STEL: 3 ppm. | |
| (OSHA) | IDLH: 30 ppm / 30 min., | |
| Industries: | Pulp and Paper Mills, Waste Water Treatment Plants |
Effects of Various CLO2 Levels
| Chlorine Dioxide Level in PPM | Resulting Conditions on Humans |
| .1 | Odor threshold and Permissible Exposure Limit (PEL). |
| .25 | Worsen exciting mild respiratory ailments |
| .,3 | Krátkodobé Úroveň Expozice (STEL) |
| 5 | 5 Označené dojde k podráždění dýchacích cest Okamžitě Nebezpečné pro Život a Zdraví (IDLH) |
| >5 | Podráždění očí, nosu a krku, kašel; sípání; dušnost; zánět průdušek; plicní edém, bolest hlavy, zvracení. |