Klooridioksidi on kemiallinen yhdiste, jonka kaava on ClO2. Tämä punertava-keltainen kaasu kiteytyy kuten oranssi crystals at -59 °C. yhtenä useat oksidit, kloori, se on voimakas ja hyödyllinen hapettava aine, jota käytetään vedessä hoito ja valkaisu.
Käyttää
kloorikaasua käytettiin pääasiassa (>95%) valkaisu sellun, mutta käytetään myös valkaisu jauhoja ja desinfiointiin kunnallisen juomaveden., New Yorkin vedenpuhdistamo Niagara Falls käytti klooridioksidia ensimmäisen kerran juomaveden käsittelyyn vuonna 1944 fenolin tuhoamiseen. Klooridioksidi otettiin käyttöön juomaveden desinfiointiaine suuressa mittakaavassa vuonna 1956, kun Bryssel, Belgia, muuttunut kloorin klooridioksidi. Sen yleisin käyttö veden käsittely on pre-hapetin ennen klooraus juomaveden tuhota luonnollinen veden epäpuhtauksia, jotka tuottavat trihalometaaneja altistettuna vapaata klooria., Trihalometaaneja on epäilty syöpää desinfioinnin sivutuotteiden liittyvät klooraus luonnossa esiintyvät orgaaniset raaka-vettä. Klooridioksidi on myös erinomaiset klooria käytettäessä edellä pH7, läsnäollessa ammoniakki ja amiinit ja/tai valvontaa varten biokalvot veden jakelujärjestelmät. Klooridioksidi käytetään monissa teollisuuden vedenkäsittely sovelluksia biosidinä kuten jäähdytystornit, prosessin veden ja elintarvikkeiden jalostus. Klooridioksidi on vähemmän syövyttävää kuin kloori ja ylivoimainen legionellabakteerien torjunnassa.,
Se on tehokkaampi desinfiointiaine kuin klooria useimmissa tapauksissa vastaan vesiohenteinen patogeenisten mikrobeja, kuten viruksia, bakteereja ja alkueläimiä, kuten Giardia kystat ja ookystat Cryptosporidium.
käyttö klooridioksidi vedenkäsittely johtaa muodostumista sivutuote kloriittia, joka on tällä hetkellä enintään 1 ppm juomaveden YHDYSVALLOISSA. Tämä EPA-standardi rajoittaa klooridioksidin käytön Yhdysvalloissa suhteellisen korkealaatuiseen veteen tai veteen, joka on käsiteltävä rautapohjaisilla koagulanteilla., (Rauta voi pelkistää kloriitin kloridiksi.)
sitä voidaan käyttää myös ilman desinfiointiin, ja se oli pääasiallinen aine, jota käytettiin rakennusten puhdistamisessa Yhdysvalloissa vuoden 2001 pernaruttohyökkäysten jälkeen. Viime aikoina, kun katastrofi Hurrikaani Katrina New Orleans, Louisiana ja ympäröivien Gulf Coast, klooridioksidi on käytetty poistamaan vaarallista hometta talot tulvillaan vettä valtavia tulvia.,
klooridioksidi on käytetty hapetin varten fenoli tuhoa jätevesivirtojen -, valvonta -, seepra-ja quagga simpukoita vedenottamoita ja haju-ohjaus ilman pesureita eläinten sivutuote (rendering) kasveja.
stabiloitua klooridioksidia voidaan käyttää myös oraalihuuhtelussa oraalisen sairauden ja malodorin hoitoon, mutta sen haittavaikutuksia tutkitaan edelleen.
Valmistelu
klooridioksidi on erittäin endoterminen yhdiste, joka voi hajota erittäin väkivaltaisesti, kun erotettu laimentamalla aineita., Tämän seurauksena usein suositaan valmistusmenetelmiä, joihin kuuluu liuosten tuottaminen käymättä läpi kaasuvaiheen vaihetta.
laboratoriossa, ClO2 valmistetaan hapettamalla natriumkloriittia:
2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2 NaCl
Yli 95% klooridioksidi tuotetaan maailmassa on valmistettu natriumkloraatti ja käytetään sellun valkaisussa. Se on valmistettu korkea hyötysuhde vähentämällä natriumkloraatti vahva happo ratkaisu sopivalla pelkistimellä, kuten kloorivetyä ja rikkidioksidia., Reaktio natriumkloraatti suolahapolla etenee yhden reaktorin kautta seuraava polku:
HClO3 + HCl → HClO2 + HOCl
HClO3 + HClO2 → 2ClO2 + Cl2 + 2H2O
HOCl + HCl → Cl2 + H2O
paljon pienempi, mutta tärkeä markkina klooridioksidi on tarkoitettu käytettäväksi desinfiointiaineena. Vuodesta 1999 lähtien yhä suurempi osa klooridioksidi tehty maailmanlaajuisesti veden käsittely ja muut pienen mittakaavan sovelluksissa on tehty käyttäen kloraattia, vetyperoksidia ja rikkihappoa menetelmä, joka voi tuottaa klooria ilmainen tuotteen korkea hyötysuhde.,fection sovelluksia on tehty yksi kolme menetelmiä käyttäen natriumkloriittia tai natriumkloriittia – hypokloriitti menetelmä:
2NaClO2 + 2HCl + Naoci → 2ClO2 + 3NaCl + H2O
tai natriumkloriittia – suolahappo-menetelmällä:
5NaClO2 + 4HCl → 5NaCl + 4ClO2 + 2H2O
Kaikki kolme natriumkloriittia kemiat voi tuottaa klooridioksidi, joilla on korkea kloriitin muuntaminen tuotto, mutta toisin kuin muut prosessit kloriittia-HCl menetelmä tuottaa täysin klooritonta klooridioksidia mutta kärsii vaatimus 25% enemmän kloriittia tuottaa vastaavan määrän klooridioksidi.,
Erittäin puhdas klooridioksidi voi myös olla tuotettu elektrolyysin on kloriittia ratkaisu:
2NaClO2 + 2H2O → 2ClO2 + 2NaOH + H2
Korkea puhtaus klooridioksidi kaasu (7,7% ilmaa tai typpeä) voidaan tuottama Kaasu:Kiinteä menetelmä, joka reagoi laimenna kloorikaasua vankka natriumkloriittia.
2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2NaCl
Nämä prosessit ja useita variaatioita on käyty läpi.
käsittelyominaisuudet
kun STP: ssä on yli 15 tilavuusprosenttia ilmaa, ClO2 hajoaa räjähdysmäisesti klooriksi ja hapeksi. Hajoaminen aloitetaan valolla., Näin, se on koskaan käsitellä tiivistetyssä muodossa, mutta on lähes aina käytetään liuenneen kaasun vesi pitoisuus vaihtelee välillä 0,5-10 grammaa litrassa. Sen liukoisuus kasvaa alemmissa lämpötiloissa: se on siis tavallista käyttää jäähdytettyä vettä (5 °C tai 41 °F), kun säilytät pitoisuuksilla yli 3 grammaa per litra. Monissa maissa, kuten USA, klooridioksidi kaasua ei saa kuljettaa missään keskittymistä ja on lähes aina valmistettu antokohdassa käyttäen klooria rikkidioksidin generaattori., Joissakin maissa, klooridioksidi ratkaisu alle 3 grammaa litrassa pitoisuus voidaan kuljettaa maitse, mutta ovat suhteellisen epävakaa ja heikkenevät nopeasti.
Stabiloitu klooridioksidi
useita tuotteita markkinoidaan ”stabiloitu klooridioksidi” (SCD). Useimmat näistä liuoksista eivät todellisuudessa sisällä klooridioksidia, vaan koostuvat puskuroidun natriumkloriitin liuoksista. SCD: hen voidaan lisätä heikkoa happoa, joka ”aktivoi” sen ja tekee klooridioksidista in-situ ilman klooridioksidigeneraattoria., Stabiloitu klooridioksidi käytetään laajakirjoinen desinfiointiaine ja anti-mikrobi; Tämä muoto klooridioksidi on tällä hetkellä käytössä vastaan bakteeri-ja virus-epidemioiden mukaan lukien MRSA, Legionella, ja Norovirus käyttää SCD on tehokas, kun kysyntä klooridioksidi on alhainen, ja kun epäpuhtauksia, kuten pieniä määriä natriumia, voidaan sietää. Sovellus vaatii yli 5 kg vrk-1 ClO2, klooridioksidi valmistettu generaattori joko natriumkloriittia tai natriumkloraatti on yleensä edullisempaa.,
Sähköinen rakenne
molekyylin ClO2 on pariton määrä valence elektroneja, ja siksi se on paramagneettinen radikaali. Sen elektroninen rakenne on hämmentänyt kemistejä pitkään, koska mikään mahdollisista Lewis-rakenteista ei ole kovin tyydyttävä. Vuonna 1933 L. O. Brockway ehdotti rakennetta, johon liittyi kolmen elektronin sidos. Pauling kehitti edelleen tätä ajatusta ja saapui kaksi resonanssi rakenteita, joissa kaksoissidos toisella puolella ja yhden bond plus kolme-electron-bond toisella., Paulingin mielestä jälkimmäisen yhdistelmän pitäisi edustaa sidosta, joka on hieman heikompi kuin kaksoissidos. Molecular orbital theory, tämä ajatus on arkipäivää, jos kolmas elektroni on sijoitettu anti-liimaus kiertoradan. Myöhemmät työt ovat vahvistaneet, että HOMO On todellakin epätäydellisesti täytetty orbitaali.,
| 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 | lyhytaikaisen Altistumisen Taso (STEL) |
| 5 | 5 Merkitty ärsytystä hengitysteiden Välittömästi Vaarallista Elämää ja Terveyttä (IDLH) |
| >5 | silmien, nenän ja kurkun; yskä; hengityksen vinkuminen; hengenahdistus; keuhkoputkitulehdus; keuhkoödeema; päänsärky; oksentelu. |