dioxidul de clor este un compus chimic cu formula ClO2. Acest gaz galben-roșiatic cristalizează sub formă de cristale portocalii la -59 °C. Ca unul dintre mai mulți oxizi de clor, este un agent oxidant puternic și util utilizat în tratarea apei și în albire.
utilizări
dioxidul de clor a fost utilizat în principal (> 95%) pentru albirea pastei de lemn, dar este, de asemenea, utilizat pentru albirea făinii și pentru dezinfectarea apei potabile municipale., Cascada Niagara, stația de tratare a apei din New York, a folosit pentru prima dată dioxidul de clor pentru tratarea apei potabile în 1944 pentru distrugerea fenolului. Dioxidul de clor a fost introdus ca dezinfectant de apă potabilă pe scară largă în 1956, când Bruxelles, Belgia, a trecut de la clor la dioxid de clor. Utilizarea sa cea mai frecventă în tratarea apei este ca pre-oxidant înainte de clorurarea apei potabile pentru a distruge impuritățile naturale ale apei care produc trihalometani la expunerea la clor liber., Trihalometanii sunt subproduse suspecte de dezinfectare cancerigenă asociate cu clorinarea substanțelor organice care apar în mod natural în apa brută. Dioxidul de clor este, de asemenea, superior clorului atunci când funcționează peste pH7, în prezența amoniacului și a aminelor și/sau pentru controlul biofilmelor din sistemele de distribuție a apei. Dioxidul de clor este utilizat în multe aplicații industriale de tratare a apei ca biocid, inclusiv turnurile de răcire, apa de proces și procesarea alimentelor. Dioxidul de clor este mai puțin coroziv decât clorul și superior pentru controlul bacteriilor legionella.,este mai eficient ca dezinfectant decât clorul în majoritatea circumstanțelor împotriva microbilor patogeni purtați de apă, cum ar fi virușii, bacteriile și protozoarele – inclusiv chisturile Giardia și oochisturile Cryptosporidium.utilizarea dioxidului de clor în tratarea apei duce la formarea cloritului produs secundar, care în prezent este limitat la maximum 1 ppm în apa potabilă din SUA. Acest standard EPA limitează utilizarea dioxidului de clor în SUA la apă sau apă de calitate relativ înaltă, care trebuie tratată cu coagulanți pe bază de fier., (Fierul poate reduce cloritul la clorură.)
acesta poate fi, de asemenea, utilizat pentru dezinfectarea aerului și a fost principalul agent utilizat în decontaminarea clădirilor din Statele Unite după atacurile antraxului din 2001. Recent, după dezastrul Uraganului Katrina din New Orleans, Louisiana și coasta Golfului din jur, dioxidul de clor a fost folosit pentru a eradica mucegaiul periculos din casele inundate de apă din inundații masive.,dioxidul de clor este utilizat ca oxidant pentru distrugerea fenolului în fluxurile de ape reziduale, controlul midiilor de zebră și quagga în prizele de apă și pentru controlul mirosului în epuratoarele de aer ale plantelor secundare (De redare) animale.dioxidul de clor stabilizat poate fi, de asemenea, utilizat într-o clătire orală pentru a trata boala orală și malodor, dar efectele secundare adverse sunt încă investigate.dioxidul de clor este un compus extrem de endotermic care se poate descompune extrem de violent atunci când este separat de substanțele diluante., Ca rezultat, metodele de preparare care implică producerea de soluții ale acestuia fără a trece printr-o etapă de fază gazoasă sunt adesea preferate.
În laborator, ClO2 este preparat prin oxidarea clorit de sodiu:
2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2 NaCl
Peste 95% din dioxid de clor produse în lumea de astăzi este facut din clorat de sodiu și este folosit pentru albire pastă. Este produs cu eficiență ridicată prin reducerea cloratului de sodiu într-o soluție puternică de acid cu un agent reducător adecvat, cum ar fi acidul clorhidric și dioxidul de sulf., Reacția de clorat de sodiu cu acid clorhidric veniturile într-un singur reactor prin următoarele căi:
HClO3 + HCl → HClO2 + HOCl
HClO3 + HClO2 → 2ClO2 + Cl2 + 2H2O
HOCl + HCl → Cl2 + H2O
O mult mai mică, dar importantă piață pentru dioxidul de clor este utilizat ca un dezinfectant. Din 1999 o proporție tot mai mare de dioxid de clor făcute la nivel global pentru tratarea apei și alte aplicații la scară mică a fost făcută folosind metoda clorat, peroxid de hidrogen și acid sulfuric, care poate produce un produs fără clor la eficiență ridicată.,care de infecție cronică aplicații a fost făcut de către una din cele trei metode folosind clorit de sodiu sau clorit de sodiu – hipoclorit de metodă:
2NaClO2 + 2HCl + NaOCl → 2ClO2 + 3NaCl + H2O
sau clorit de sodiu – acid clorhidric metoda:
5NaClO2 + 4HCl → 5NaCl + 4ClO2 + 2H2O
Toate cele trei clorit de sodiu biochimice pot produce dioxid de clor, cu mare clorit de conversie, randament, dar, spre deosebire de alte procese de clorit-HCl metodă produce complet fără clor dioxidul de clor, dar suferă de cerința de 25% mai clorit de a produce o cantitate echivalentă de dioxid de clor.,dioxidul de clor foarte pur poate fi produs și prin electroliza unei soluții de clorit:
2naclo2 + 2H2O → 2clo2 + 2NaOH + H2
gazul de dioxid de clor de înaltă puritate (7,7% în aer sau azot) poate fi produs prin metoda gaz:Solid, care reacționează gazul diluat cu clorit de sodiu solid.
2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2NaCl
Aceste procese și mai multe variații ușoare au fost revizuite.
Proprietăți de manipulare
la concentrații mai mari de 15% Volum în aer la STP, ClO2 se descompune exploziv în clor și oxigen. Descompunerea este inițiată de lumină., Astfel, nu este niciodată manipulat în formă concentrată, dar este aproape întotdeauna utilizat ca gaz dizolvat în apă într-un interval de concentrație de 0,5 până la 10 grame pe litru. Solubilitatea sa crește la temperaturi mai scăzute: prin urmare, este obișnuit să se utilizeze apă răcită (5 °C sau 41 °F) atunci când se depozitează la concentrații mai mari de 3 grame pe litru. În multe țări, cum ar fi SUA, gazul de dioxid de clor nu poate fi transportat la nicio concentrație și este aproape întotdeauna produs la locul de aplicare folosind un generator de dioxid de clor., În unele țări, soluția de dioxid de clor sub 3 grame pe litru în concentrație poate fi transportată pe uscat, dar este relativ instabilă și se deteriorează rapid.
dioxid de clor stabilizat
o serie de produse sunt comercializate ca „dioxid de clor stabilizat” (SCD). Majoritatea acestor soluții nu conțin de fapt dioxid de clor, ci constau în soluții de clorit de sodiu tamponat. Un acid slab poate fi adăugat la SCD pentru a-l „activa” și a face dioxidul de clor in situ fără un generator de dioxid de clor., Dioxidul de clor stabilizat este utilizat ca dezinfectant și antimicrobian cu spectru larg; această formă de dioxid de clor este utilizată în prezent împotriva focarelor bacteriene și virale, inclusiv MRSA, Legionella și Norovirus utilizarea SCD este eficientă atunci când cererea de dioxid de clor este scăzută și când impuritățile, cum ar fi cantități mici de sodiu, pot fi tolerate. Pentru aplicarea care necesită mai mult de 5 kg zi-1 ClO2, dioxidul de clor produs de un generator cu clorit de sodiu sau clorat de sodiu este de obicei mai economic.,molecula ClO2 are un număr impar de electroni de valență și, prin urmare, este un radical paramagnetic. Structura sa electronică a încurcat chimiștii de mult timp, deoarece niciuna dintre structurile Lewis posibile nu este foarte satisfăcătoare. În 1933 L. O. Brockway a propus o structură care implica o legătură cu trei electroni. Pauling a dezvoltat în continuare această idee și a ajuns la două structuri de rezonanță care implică o legătură dublă pe o parte și o singură legătură plus o legătură cu trei electroni pe cealaltă., În opinia lui Pauling, această din urmă combinație ar trebui să reprezinte o legătură puțin mai slabă decât legătura dublă. În teoria orbitală moleculară această idee este obișnuită dacă cel de-al treilea electron este plasat într-un orbital anti-legare. Lucrările ulterioare au confirmat că HOMO este într-adevăr un orbital incomplet umplut.,
| 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 | pe Termen Scurt, Nivelul de Expunere (STEL) |
| 5 | 5 Marcat de iritare a tractului respirator Imediat Periculoase pentru Viață și Sănătate (IDLH) |
| >5 | Iritații ale ochilor, nasului și gâtului; tuse; wheezing; dificultăți de respirație; bronșită; edem pulmonar; dureri de cap; vărsături. |