A klór-dioxid a ClO2 képlettel rendelkező kémiai vegyület. Ez a vöröses-sárga gáz -59 °C-on narancskristályként kristályosodik. a klór számos oxidjának egyikeként hatékony és hasznos oxidálószer, amelyet vízkezelésben és fehérítésben használnak.
klór-dioxidot elsősorban a fapép fehérítésére használták (>95%), de liszt fehérítésére és önkormányzati ivóvíz fertőtlenítésére is használják., A Niagara-vízesés, A New York-i víztisztító telep először 1944-ben használt klór-dioxidot ivóvízkezelésre fenolpusztítás céljából. A klór-dioxidot 1956-ban vezették be ivóvízfertőtlenítő szerként, amikor Brüsszel (Belgium) klórról klór-dioxidra váltott. A leggyakoribb használata a vízkezelés, mint egy pre-oxidáns előtt klórozás ivóvíz, hogy elpusztítsa a természetes víz szennyeződések termelnek trihalometánok szabad klór expozíció., A trihalometánok gyaníthatóan rákkeltő fertőtlenítési melléktermékek, amelyek a természetben előforduló szerves anyagok klórozásával járnak a nyers vízben. A klór-dioxid pH7 feletti működés esetén is jobb a klórnál, ammónia és aminok jelenlétében és / vagy a biofilmek vízelosztó rendszerekben történő ellenőrzésére. A klór-dioxidot számos ipari vízkezelő alkalmazásban használják biocidként, beleértve a hűtőtornyokat, a feldolgozó vizet és az élelmiszer-feldolgozást. A klór-dioxid kevésbé korrozív, mint a klór, és kiválóan alkalmas a legionella baktériumok elleni védekezésre.,
a klórnál fertőtlenítőszerként a legtöbb esetben víz által terjesztett patogén mikrobákkal, például vírusokkal, baktériumokkal és protozoákkal szemben – beleértve a Giardia cisztáit és a Cryptosporidium oocisztáit is.
a klór-dioxid használata a vízkezelésben a melléktermék-klorit képződéséhez vezet, amely jelenleg az USA-BAN ivóvízben legfeljebb 1 ppm-re korlátozódik. Ez az EPA szabvány korlátozza a klór-dioxid használatát az USA-ban viszonylag jó minőségű vízre vagy vízre, amelyet vas alapú koagulánsokkal kell kezelni., (A vas csökkentheti a kloritot kloridra.)
használható légfertőtlenítésre is, és a 2001-es anthrax-támadások után az Egyesült Államok épületeinek fertőtlenítésére használták. A közelmúltban a Katrina hurrikán New Orleansban, Louisianában és a környező Öböl-parton bekövetkezett katasztrófája után klórdioxidot használtak a veszélyes penészgombák felszámolására a hatalmas áradásokból származó víz által elárasztott házakból.,
a Klór-dioxid használják, mint egy oxidáns a fenol pusztítás a szennyvíz patakok, ellenőrzése zebra, quagga kagyló a víz bevitel, valamint a szag-ellenőrzés a légszűrők az állati melléktermék (rendering) növények.
a stabilizált klór-dioxid orális öblítésnél is alkalmazható orális betegségek és malodor kezelésére, de káros mellékhatásait még vizsgálják.
előkészítés
a klór-dioxid egy nagyon endoterm vegyület, amely rendkívül hevesen bomlik, amikor elválik a hígító anyagoktól., Ennek eredményeként gyakran előnyben részesítik azokat az előkészítési módszereket, amelyek magukban foglalják az oldatok előállítását gázfázis szakasz nélkül.
a laboratóriumban a ClO2-t nátrium-klorit oxidációjával állítják elő:
2naclo2 + Cl2 → 2clo2 + 2 NaCl
a mai világban előállított klór-dioxid több mint 95% – a nátrium-klorátból készül, és cellulózfehérítésre használják. Nagy hatékonysággal állítják elő úgy, hogy erős savas oldatban nátrium-klorátot redukálnak megfelelő redukálószerrel, például sósavval és kén-dioxiddal., A nátrium-klorát sósavval történő reakciója egy reaktorban a következő módon megy végbe:
HClO3 + HCl → HClO2 + HOCl
HClO3 + HClO2 → 2clo2 + Cl2 + 2H2O
HOCl + HCl → Cl2 + H2O
a klór-dioxid sokkal kisebb, de fontos piaca fertőtlenítőszerként használható. 1999 óta a klór-dioxid világszerte egyre nagyobb hányadát állítják elő vízkezelésre és más kis léptékű alkalmazásokra klórát, hidrogén-peroxid és kénsav módszerrel, amely nagy hatékonyságú klórmentes terméket képes előállítani.,fection alkalmazások által készített három módszerek segítségével sodium chlorite vagy a sodium chlorite – hipoklorit módszer:
2NaClO2 + 2HCl + NaOCl → 2ClO2 + 3NaCl + H2O
vagy a sodium chlorite – sósav módszer:
5NaClO2 + 4HCl → 5NaCl + 4ClO2 + 2H2O
Mind a három sodium chlorite kémiai folyamatokat képes a klór-dioxid magas chlorite átalakítás hozam, de ellentétben a többi folyamatok a chlorite-HCl módszer termel teljesen szabad klór klór-dioxid de szenved az a követelmény, hogy 25% – kal több chlorite, hogy készítsen egy azonos mennyiségű klór-dioxid.,
nagyon tiszta klór-dioxid klóroldat elektrolízisével is előállítható:
2naclo2 + 2H2O → 2clo2 + 2NaOH + H2
nagy tisztaságú klór-dioxid gáz (7,7% levegőben vagy nitrogénben) előállítható gáz:szilárd módszer, amely a klórgázt szilárd nátrium-klorittal reagál.
2naclo2 + Cl2 → 2clo2 + 2nacl
ezeket a folyamatokat és számos kisebb eltérést felülvizsgáltak.
kezelési tulajdonságok
15 térfogatszázalékot meghaladó koncentrációban a levegőben az STP-nél a ClO2 robbanásszerűen klórra és oxigénre bomlik. A bomlást fény kezdeményezi., Így soha nem kezelik koncentrált formában, de szinte mindig oldott gázként használják vízben 0,5-10 gramm / liter koncentrációtartományban. Oldhatósága alacsonyabb hőmérsékleten növekszik: ezért gyakori a hűtött víz (5 °C vagy 41 °F) használata, ha 3 gramm / liter feletti koncentrációban tárolják. Számos országban, például az USA-ban, Klórdioxid gáz nem szállítható semmilyen koncentrációban, és szinte mindig az alkalmazás helyén állítják elő klór-dioxid-generátorral., Egyes országokban a 3 gramm / liter koncentráció alatti Klórdioxid-oldatot szárazföldön lehet szállítani, de viszonylag instabilak és gyorsan romlanak.
stabilizált klór-dioxid
számos terméket “stabilizált klór-dioxid” (SCD) néven forgalmaznak. Ezeknek az oldatoknak a többsége valójában nem tartalmaz klór-dioxidot, hanem pufferelt nátrium-klorit oldataiból áll. Gyenge savat adhatunk az SCD-hez, hogy “aktiválhassuk”, és klór-dioxid-generátor nélkül in-situvá tegyük., Stabil klór-dioxidot használnak, mint egy széles spektrumú fertőtlenítő, valamint anti-mikrobiális; Ebben a formában a klór-dioxid a jelenleg használt ellen bakteriális, vírusos járvány beleértve az MRSA, Legionella, valamint Norovirus használata SCD hatékony, ha a kereslet a klór-dioxid szintje alacsony, illetve amikor a szennyeződések, mint például a kis mennyiségű nátrium, tolerálható. Az 5 kg-nál nagyobb napi ClO2-t igénylő alkalmazásokhoz általában gazdaságosabb a nátrium-klorittal vagy nátrium-kloráttal rendelkező generátor által termelt klór-dioxid.,
elektronikus szerkezet
a ClO2 molekulának páratlan számú vegyértékű elektronja van, ezért paramágneses radikális. Elektronikus szerkezete hosszú ideig zavarta a vegyészeket, mivel a lehetséges Lewis-struktúrák egyike sem kielégítő. 1933-ban L. O. Brockway olyan szerkezetet javasolt, amely három elektron kötést tartalmazott. Pauling továbbfejlesztette ezt az elképzelést, és két rezonanciaszerkezetre érkezett, amelyek egyik oldalán kettős kötés, a másikon pedig egyetlen kötés plusz három elektron kötés., Pauling szerint ez utóbbi kombináció egy olyan kötést jelent, amely kissé gyengébb, mint a kettős kötés. A molekuláris orbitális elméletben ez az ötlet Általános, ha a harmadik elektronot kötésgátló pályára helyezzük. A későbbi munkák megerősítették, hogy a HOMO valóban nem teljesen kitöltött orbitális.,
| 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 | Rövid Távú Expozíciós Szint (STEL) |
| 5 | 5 Jelölt irritáció jelentkezik a légúti Azonnal Veszélyes az Élet, az Egészség (IDLH) |
| >5 | Irritáció, a szem -, orr -, torok; köhögés; ziháló légzés; légszomj; hörghurut; tüdő ödéma; fejfájás; hányás. |