dióxido de cloro é um composto químico com a fórmula ClO2. Este gás amarelo-avermelhado cristaliza-se como cristais laranja a -59 °C. Como um dos vários óxidos de cloro, é um potente e útil agente oxidante usado no tratamento de água e no branqueamento.
utilizações
dióxido de cloro foi principalmente utilizado (> 95%) para branqueamento de pasta de madeira, mas também é utilizado para o branqueamento de farinha e para a desinfecção de água potável municipal., As Cataratas do Niágara, estação de tratamento de água de Nova Iorque, usaram pela primeira vez dióxido de cloro para o tratamento de água potável em 1944 para a destruição de fenol. O dióxido de cloro foi introduzido como um desinfectante de água potável em grande escala em 1956, quando Bruxelas, Bélgica, mudou de cloro para dióxido de cloro. Seu uso mais comum no tratamento de água é como um pré-oxidante antes da cloração de água potável para destruir impurezas naturais de água que produzem trialometanos na exposição ao cloro livre., Os trialometanos são subprodutos de desinfecção cancerígenos suspeitos associados à cloração de orgânicos naturais na água bruta. O dióxido de cloro também é superior ao cloro quando opera acima de pH7, na presença de amônia e aminas e/ou para o controle de biofilmes em sistemas de distribuição de água. O dióxido de cloro é usado em muitas aplicações industriais de tratamento de água como um biocida, incluindo torres de resfriamento, Água de processo e processamento de alimentos. O dióxido de cloro é menos corrosivo do que o cloro e superior para o controlo das bactérias legionelas.,
é mais eficaz como desinfectante do que cloro na maioria das circunstâncias contra micróbios patogénicos de origem aquosa, tais como vírus, bactérias e protozoários – incluindo os quistos de Giardia e os oocistos de Cryptosporidium.a utilização de dióxido de cloro no tratamento da água leva à formação do subproduto clorito, actualmente limitado a um máximo de 1 ppm na água potável nos EUA. Esta norma EPA limita a utilização de dióxido de cloro nos EUA a água de qualidade relativamente elevada ou água que deve ser tratada com coagulantes à base de ferro., (O ferro pode reduzir a clorite a cloreto.)
também pode ser usado para desinfecção do ar, e foi o principal agente usado na descontaminação de edifícios nos Estados Unidos após os ataques de 2001 antraz. Recentemente, após o desastre do Furacão Katrina em Nova Orleans, Louisiana e a costa circundante do Golfo, o dióxido de cloro tem sido usado para erradicar fungos perigosos de casas inundadas por água de inundações maciças.,o dióxido de cloro é utilizado como oxidante para a destruição de fenol nas correntes de águas residuais, no controlo dos mexilhões-zebra e quagga nas ingestões de água e no controlo dos odores nas depuradoras de ar das plantas de subprodutos animais (renderização).o dióxido de cloro estabilizado pode também ser utilizado numa lavagem oral para tratar a doença oral e o malodor, mas os seus efeitos secundários adversos estão ainda a ser investigados.
preparação
dióxido de cloro é um composto altamente endotérmico que pode decompor-se de forma extremamente violenta quando separado de substâncias diluentes., Como resultado, os métodos de preparação que envolvem a produção de soluções de TI sem passar por uma fase de gás são muitas vezes preferidos.
no laboratório, ClO2 é preparado por oxidação do clorito de sódio:
2NaClO2 + Cl2 → 2clo2 + 2 NaCl
Mais de 95% do dióxido de cloro produzido no mundo de hoje é feito de clorato de sódio e é usado para branqueamento de polpa. É produzido com alta eficiência reduzindo o clorato de sódio em uma solução de ácido forte com um agente redutor adequado, como ácido clorídrico e dióxido de enxofre., A reação do clorato de sódio com ácido clorídrico, procede de um reator através do seguinte caminho:
HClO3 + HCl → HClO2 + HOCl
HClO3 + HClO2 → 2ClO2 + Cl2 + 2H2O
HOCl + HCl → Cl2 + H2O
Um mais pequeno, mas importante mercado para o dióxido de cloro é utilizado como um desinfetante. Desde 1999, uma proporção crescente do dióxido de cloro produzido globalmente para tratamento de água e outras aplicações em pequena escala tem sido feita usando o método de clorato, peróxido de hidrogênio e ácido sulfúrico que pode produzir um produto sem cloro em alta eficiência.,fection aplicações tem sido feito por um dos três métodos a utilizar hipoclorito de sódio ou hipoclorito de sódio – hipoclorito de método:
2NaClO2 + 2HCl + NaOCl → 2ClO2 + 3NaCl + H2O
ou o hipoclorito de sódio – ácido clorídrico método:
5NaClO2 + 4HCl → 5NaCl + 4ClO2 + 2H2O
os três hipoclorito de sódio químicas podem produzir dióxido de cloro com alta clorito de conversão de rendimento, mas ao contrário de outros processos a clorita-HCl método produz completamente livre de cloro e de dióxido de cloro, mas sofre com a exigência de mais 25% de clorita para produzir uma quantidade equivalente de dióxido de cloro.,
dióxido de cloro muito puro também pode ser produzido por eletrólise de uma solução de clorito:
2NaClO2 + 2H2O → 2clo2 + 2NaOH + H2
gás dióxido de cloro de alta pureza (7,7% no ar ou nitrogênio) pode ser produzido pelo gás: método sólido, que reage diluir o gás de cloro com clorito de sódio sólido.
2NaClO2 + Cl2 → 2clo2 + 2NaCl
estes processos e várias ligeiras variações foram revistas.as propriedades de manipulação
em concentrações superiores a 15% vol no ar em STP, ClO2 decompõe-se explosivamente em cloro e oxigénio. A decomposição é iniciada pela luz., Assim, ele nunca é manuseado em forma concentrada, mas é quase sempre usado como um gás dissolvido em água em uma faixa de concentração de 0,5 a 10 gramas por litro. A sua solubilidade aumenta a temperaturas mais baixas: é assim comum utilizar água refrigerada (5 °C ou 41 °F) quando armazenada a concentrações superiores a 3 gramas por litro. Em muitos países, como os EUA, o gás de dióxido de cloro não pode ser transportado em qualquer concentração, e é quase sempre produzido no local de aplicação usando um gerador de dióxido de cloro., Em alguns países, a solução de dióxido de cloro inferior a 3 gramas por litro em concentração pode ser transportada por terra, mas é relativamente instável e deteriora-se rapidamente.vários produtos são comercializados como” dióxido de cloro estabilizado ” (DCL). A maioria destas soluções não contêm dióxido de cloro, mas consistem em soluções de clorito de sódio tamponado. Um ácido fraco pode ser adicionado ao SCD para” ativá-lo ” e fazer dióxido de cloro in situ sem um gerador de dióxido de cloro., O dióxido de cloro estabilizado é usado como um desinfetante de largo espectro e anti-microbiano; esta forma de dióxido de cloro está atualmente sendo usado contra surtos bacterianos e virais, incluindo MRSA, Legionella e Norovirus o uso de SCD é eficaz quando a demanda por dióxido de cloro é baixa e quando impurezas, como pequenas quantidades de sódio, pode ser tolerado. Para aplicações que exigem acima de 5 kg de ClO2 dia-1, o dióxido de cloro produzido por um gerador com clorito de sódio ou clorato de sódio é tipicamente mais econômico.,
estrutura eletrônica
a molécula ClO2 tem um número ímpar de elétrons de Valência e é, portanto, um radical paramagnético. Sua estrutura eletrônica tem confundido os químicos por um longo tempo porque nenhuma das estruturas de Lewis possíveis é muito satisfatória. Em 1933, L. O. Brockway propôs uma estrutura que envolvia uma ligação de três elétrons. Pauling desenvolveu ainda mais esta ideia e chegou a duas estruturas de ressonância envolvendo uma ligação dupla de um lado e uma ligação única mais uma ligação de três elétrons do outro., Na opinião de Pauling, esta última combinação deve representar uma ligação que é ligeiramente mais fraca do que a dupla ligação. Na teoria orbital molecular esta ideia é comum se o terceiro elétron é colocado em um orbital anti-ligação. Trabalhos posteriores confirmaram que o HOMO é de fato um orbital incompletamente preenchido.,
| 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 | de Curto Prazo do Nível de Exposição (vle-cd) |
| 5 | 5 Marcada ocorrer irritação do trato respiratório Imediatamente Perigosa à Vida e à Saúde (IDLH) |
| >5 | Irritação dos olhos, nariz e garganta; tosse; chiado no peito; falta de ar; bronquite; edema pulmonar; dor de cabeça; vômitos. |