chlordioxid er en kemiske forbindelse med formlen ClO2. Denne rødgule gas krystalliserer som orange krystaller ved -59 C. C. Som et af flere O .ider af chlor er det et potent og nyttigt o .idationsmiddel, der anvendes til vandbehandling og blegning.
Bruger
chlordioxid primært blev brugt (>95%) for blegning af træ papirmasse, men er også anvendes til blegning af mel og til desinfektion af kommunalt drikkevand., Niagara Falls, ne.York vandbehandlingsanlæg brugte først klordio .id til drikkevand behandling i 1944 for phenol ødelæggelse. Chlordioxid blev indført som en drikkevand desinfektionsmiddel på en stor skala i 1956, hvor Bruxelles, Belgien, er ændret fra klor til chlordioxid. Dens mest almindelige anvendelse i vandbehandling er som en præo .idant før chlorering af drikkevand for at ødelægge naturlige vand urenheder, der producerer trihalomethaner ved udsættelse for frit klor., Trihalomethaner er mistænkte kræftfremkaldende desinfektionsbiprodukter forbundet med chlorering af naturligt forekommende organiske stoffer i råvandet. Klordio .id er også bedre end klor ved drift over pH7, i nærvær af ammoniak og aminer og/eller til kontrol af biofilm i vanddistributionssystemer. Klordio .id anvendes i mange industrielle vandbehandlingsapplikationer som biocid, herunder køletårne, procesvand og fødevareforarbejdning. Klordio .id er mindre ætsende end klor og overlegen til bekæmpelse af legionella bakterier.,
Det er mere effektivt som et desinfektionsmiddel, end klor i de fleste tilfælde mod vandbaserede patogene mikroorganismer såsom vira, bakterier og protozoer, herunder Giardia cyster af og oocysts af Cryptosporidium.
brugen af klordio .id i vandbehandling fører til dannelse af biproduktet chlorit, der i øjeblikket er begrænset til maksimalt 1 ppm i drikkevand i USA. Denne EPA-standard begrænser brugen af klordio .id i USA til relativt høj kvalitet vand eller vand, der skal behandles med jernbaserede koaguleringsmidler., (Jern kan reducere chlorit til chlorid.)
det kan også bruges til luftdesinfektion og var det vigtigste middel, der blev brugt til dekontaminering af bygninger i USA efter miltbrandangrebene i 2001. For nylig, efter katastrofen af Orkanen Katrina i New Orleans, Louisiana, og den omkringliggende Gulf Coast, chlordioxid er blevet brugt til at udrydde farlige skimmel fra huse oversvømmet af vandet fra de massive oversvømmelser.,
chlordioxid er brugt som en oxidant til phenol ødelæggelse i spildevand, vandløb, kontrol af zebra og quagga muslinger i vand-indtag og lugt kontrol i luften scrubbere af animalsk biprodukt (rendering) planter.
stabiliseret klordio .id kan også bruges i en oral skylning til behandling af oral sygdom og dårlig lugt, men dets negative bivirkninger undersøges stadig.
præparat
Chlordio .id er en stærkt endoterm forbindelse, der kan nedbrydes ekstremt voldsomt, når de adskilles fra fortyndende stoffer., Som et resultat foretrækkes ofte fremstillingsmetoder, der involverer fremstilling af opløsninger af det uden at gå gennem et gasfasetrin.
I laboratoriet, ClO2, som er udarbejdet af oxidation af natrium chlorit:
2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2 NaCl
Over 95% af chlordioxid produceret i verden i dag, er lavet af natrium chlorater og anvendes til blegning af papirmasse. Det fremstilles med høj effektivitet ved at reducere natriumchlorat i en stærk syreopløsning med et passende reduktionsmiddel, såsom saltsyre og svovldio .id., Reaktionen af natrium chlorater med saltsyre og fortsætter i en reaktor via følgende sti:
HClO3 + HCl → HClO2 + HOCl
HClO3 + HClO2 → 2ClO2 + Cl2 + 2H2O
HOCl + HCl → Cl2 + H2O
En meget mindre, men vigtige marked for chlordioxid er til brug som et desinfektionsmiddel. Siden 1999 en stigende andel af chlordioxid er gjort globalt til behandling af drikkevand og andre mindre applikationer er blevet foretaget ved hjælp af chlorater, hydrogenperoxid og svovlsyre metode, der kan producere en klor gratis produkt på høj effektivitet.,fection applikationer er blevet lavet af en af de tre metoder ved hjælp af natrium chlorit eller natrium chlorit – lithiumhypochlorit metode:
2NaClO2 + 2HCl + NaOCl → 2ClO2 + 3NaCl + H2O
eller natrium chlorit – saltsyre metode:
5NaClO2 + 4HCl → 5NaCl + 4ClO2 + 2H2O
Alle tre natrium chlorit kemiske stoffer kan producere chlordioxid med høj chlorit konvertering udbytte, men i modsætning til de andre processer, chlorit-HCl metode producerer helt klor, frit klor, kuldioxid, men lider under, at kravet om 25% mere chlorit til at producere et tilsvarende beløb af chlordioxid.,
Meget ren chlordioxid kan også fremstilles ved elektrolyse af et chlorit løsning:
2NaClO2 + 2H2O → 2ClO2 + 2NaOH + H2
Høj renhed chlordioxid gas (7,7% i luft eller nitrogen), kan være fremstillet ved den Gas:Solid metode, der reagerer fortyndet klorin gas med solid natrium chlorit.
2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2NaCl
Disse processer og flere små variationer, er blevet gennemgået.
håndteringsegenskaber
ved koncentrationer større end 15% volumen i luft ved STP nedbrydes ClO2 eksplosivt til chlor og O .ygen. Nedbrydningen initieres af lys., Således håndteres det aldrig i koncentreret form, men bruges næsten altid som en opløst gas i vand i et koncentrationsområde på 0,5 til 10 gram pr. Dens opløselighed øges ved lavere temperaturer: det er således almindeligt at bruge kølet vand (5.C eller 41. F) ved opbevaring i koncentrationer over 3 gram pr. I mange lande, såsom USA, må klordio .idgas ikke transporteres i nogen koncentration og produceres næsten altid på applikationsstedet ved hjælp af en klordio .idgenerator., I nogle lande kan klordio .idopløsning under 3 gram pr.
stabiliseret chlordio .id
en række produkter markedsføres som “stabiliseret chlordio .id” (SCD). De fleste af disse opløsninger indeholder faktisk ikke klordio .id, men består af opløsninger af bufret natriumchlorit. En svag syre kan være tilføjet til SCD at “aktivere” den og gøre chlordioxid in-situ uden en chlordioxid generator., Stabiliseret chlordioxid er brugt som et bredspektret desinfektionsmiddel og anti-mikrobielle; Denne form for chlordioxid er i øjeblikket bruges mod bakterielle og virale udbrud herunder MRSA, Legionella, og Roskildesyge brug af SCD er effektiv, når efterspørgslen efter chlordioxid er lavt, og når urenheder, såsom små mængder af natrium, der kan tolereres. Til anvendelse, der kræver over 5 kg dag-1 ClO2, er klordio .id produceret af en generator med enten natriumchlorit eller natriumchlorat typisk mere økonomisk.,
elektronisk struktur
molekylet ClO2 har et ulige antal valenselektroner, og det er derfor et paramagnetisk radikal. Dens elektroniske struktur har forvirret kemikere i lang tid, fordi ingen af de mulige Le .is-strukturer er meget tilfredsstillende. I 1933 foreslog L. O. Brock .ay en struktur, der involverede en tre-elektronbinding. Pauling videreudviklede denne id.og nåede frem til to resonansstrukturer, der involverede en dobbeltbinding på den ene side og en enkeltbinding plus tre-elektronbinding på den anden., Efter Paulings opfattelse skulle den sidstnævnte kombination repræsentere et bånd, der er lidt svagere end dobbeltbindingen. I Molekylær orbital teori denne ID.er hverdagskost, hvis den tredje elektron er placeret i en anti-bonding orbital. Senere arbejde har bekræftet, at HOMO faktisk er en ufuldstændigt fyldt 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 | Kort Sigt eksponeringsniveau (STEL) |
| 5 | 5 Markeret opstår irritation af luftvejene immediately Dangerous to Life and Health (IDLH) |
| >5 | Irritation af øjne, næse og hals, hoste; hvæsen; åndenød; bronkitis; pulmonal ødem; hovedpine; opkastning. |