DIOXID DE CLOR (CLO2): STRUCTURĂ, UTILIZĂRI, OBȚINERE, RISCURI, PROPRIETĂȚI - CHIMIE - 2024

Dioxidului de clor este un element compus anorganic format prin clor (Cl) și oxigen (O). Formula sa chimică este ClO ₂ . Este un gaz galben-verzui până la roșiatic. Nu se găsește în mod natural în mediu.

Este extrem de reactiv, de aceea este obișnuit ca acesta să fie pregătit acolo unde trebuie utilizat. Una dintre cele mai importante utilizări ale sale este ca microbicid, antiseptic și dezodorizant, deoarece elimină bacteriile, virusurile și ciupercile foarte ușor și în concentrații foarte mici.

Unele alimente vândute în supermarket - uri pot fi dezinfectate cu dioxid de clor ClO ₂ . Autor: ElasticComputeFarm. Sursa: Pixabay.

Vă permite să dezinfectați alimente precum legume, fructe, carne, păsări de curte și fructe de mare. Este utilizat pentru igienizarea suprafețelor, podelelor, băilor, sistemelor de ventilație, bazinelor de înot, echipamentelor de laborator, echipamentului dentar etc.

Din acest motiv este utilizat în procesarea alimentelor, în spitale și clinici, în industrii și întreprinderi. Este utilizat pentru purificarea apei potabile și a apelor uzate municipale.

Este foarte eficient ca agent oxidant, motiv pentru care este folosit pentru albirea pulpei de hârtie, uleiuri, făină, piele, fibre textile, printre altele.

Când este sub formă de gaz, este foarte periculos, deoarece este foarte exploziv, și este utilizat mai ales în soluții apoase. Este toxic dacă este inhalat.

Structura

Dioxidul de clor este format prin unirea unui atom de clor (Cl) cu doi atomi de oxigen (O). Legăturile de clor cu fiecare oxigen sunt covalente și duble. Clorul din acest compus are o valență de +4.

Structura Lewis a dioxidului de clor ClO ₂ . Yikrazuul. Sursa: Wikimedia Commons.

Are o structură simetrică și unghiulară, deoarece are electroni liberi. Adică nu formează o legătură cu niciun alt atom.

Structura ClO ₂ în trei dimensiuni. Verde = clor; roșu = oxigen. Ben Mills și Jynto. Sursa: Wikimedia Commons.

Nomenclatură

- Dioxid de clor

- Oxid de clor (iv)

Proprietăți

Stare fizică

Gaz verde-galben spre roșu-galben.

Greutate moleculară

67,45 g / mol.

Punct de topire

-59 ° C.

Punct de fierbere

11 ° C

Densitate

Lichid la temperatura de 0 ° C = 1,642 g / cm ³

Gaz = 2,33 (densitatea relativă la aer, aer = 1).

Solubilitate

Solubil în apă: 2000 cm ³ de ClO ₂ gaz în 100 cm ³ de apă rece sau 0,8 g / 100 ml de apă la 20 ° C Solubil în soluție alcalină și soluție de acid sulfuric H ₂ SO ₄ .

Proprietăți chimice

ClO ₂ este extrem de reactiv și poate exploda violent. Este un agent oxidant foarte eficient.

ClO _{2 se} descompune violent dacă intră în contact cu materiale organice. Dacă este în aer la o concentrație mai mare de 10%, poate exploda din cauza efectului luminii solare sau al căldurii.

De asemenea, poate detona în prezența mercurului (Hg) sau a monoxidului de carbon (CO).

Sub acțiunea razelor ultraviolete (UV) sau ozon, ClO ₂ se transformă în clor hexoxid Cl ₂ O ₆ , un compus foarte instabil.

Proprietățile soluțiilor tale apoase

Soluțiile sale apoase sunt galbene sau roșiatice. Sunt stabile, dacă sunt păstrate la rece, bine sigilate și protejate de lumina soarelui. În prezența luminii, aceste soluții se descompun încet pentru a da acid clorhidric HCl și acid cloric HClO ₃ .

Soluție apoasă de ClO ₂ unde se observă că un gaz galben care este ClO _{2 este eliberat} . Autor: Materialscientist. Sursa: Wikimedia Commons.

În soluții alcaline, clo ₂ se descompune în ioni clorit ClO ^2- și cloratul ClO ^3- . În soluții acide, _{se formează} acid clorhidric HClO2 și apoi acesta se descompune în acid clorhidric HCl și acid cloric HClO ₃ .

Alte proprietăți

Vaporii concentrate ClO ₂ sunt potențial exploziv, deci nu a fost posibil să se comprime singur sau în amestec cu alte gaze. Din acest motiv, este de preferat să-l pregătești pe site-ul unde urmează să fie utilizat.

Când este la temperaturi foarte scăzute în forma hidratată, care este modul în care este transferat uneori, este un solid în formă de bloc similar cu gheața și culoarea portocalie.

Are un miros similar cu clorul. Este toxic prin inhalare.

Obținerea

Poate fi obținut în mai multe moduri. De exemplu, în unele cazuri , clo ₂ soluții sunt preparate prin trecerea unui amestec de clor gazos (Cl ₂ ) și aer (sau clor gazos și azot N ₂ ) printr - o coloană care conține granule de clorit de sodiu (NaClO ₂ ).

2 NaClO ₂ + Cl ₂ → 2 NaCl + 2 ClO ₂

Produsul a generat conține aproximativ 90% ClO ₂ , printre alți compuși ai clorului.

Se obține, de asemenea, din cloratul de potasiu (KClO ₃ ) și acidul sulfuric (H ₂ SO ₄ ) în prezența acidului oxalic ca agent reducător. În acest caz, dioxidul de carbon (CO ₂ ) , este de asemenea format, care servește pentru a dilua clo ₂ .

Acesta poate fi preparat la locul de utilizare pornind de la cloratul de sodiu (NaClO ₃ ), acid sulfuric (H ₂ SO ₄ ) și metanol (CH ₃ OH).

În industrie se obține prin intermediul clorat de sodiu (NaClO ₃ ) și dioxid de sulf (SO ₂ ) , în prezența acidului sulfuric.

2 NaClO ₃ + SO ₂ + H ₂ SO ₄ → 2 ClO ₂ + 2 NaHSO ₄

Se folosește ca dezinfectant

Poate fi folosit ca un puternic agent antimicrobian. S-a descoperit că este foarte eficient împotriva diferitelor microorganisme, cum ar fi Escherichia coli și Staphylococcus aureus.

Cu acestea din urmă, o concentrație de doar 5 ppm de ClO2 _este suficientă pentru a elimina 100% dintre acestea. Este bactericid, antiseptic și dezodorizant. Este eficient pe o gamă largă de pH.

În mâncare

Este utilizat ca agent antimicrobian în apă pentru fumigarea fructelor și legumelor, la prelucrarea păsărilor de curte, a cărnii roșii, atât a bucăților de carne cât și a organelor și a produselor marine, cum ar fi crustacee.

Carnea roșie din supermarketuri ar putea fi tratată cu dioxid de clor pentru a o dezinfecta. Autor: Karamo. Sursa: Pixabay.

Trebuie utilizate soluții de dioxid de clor la o concentrație care nu depășește 3 ppm (părți per milion) de rezidual ClO ₂ , astfel încât nu va avea un efect asupra alimentelor.

După tratamentul cu ClO _2, toate produsele alimentare trebuie să fie clătite complet cu apă potabilă sau trebuie utilizate pentru albire, gătit sau conserve.

În cazul produselor marine, soluția ClO ₂ trebuie utilizată în apă și gheață folosită la clătire, spălare, dezghețare, transport sau depozitare. Coajele crude trebuie apoi spălate complet cu apă potabilă înainte de consum.

Apă rece și gheață , în care se păstrează fructe de mare conține mici cantități de ClO ₂ . Autor: PublicDomainPictures. Sursa: Pixabay.

Pe hârtie și carton care vor intra în contact cu alimentele

Soluțiile ClO ₂ sunt utilizate pentru a elimina microorganismele care provoacă nămol (cum ar fi algele, bacteriile și ciupercile) din apa de proces folosită la fabricarea hârtiei și a cartonului care va intra în contact cu alimentele.

În apă potabilă

Se folosește pentru purificarea apei și pentru a face băutură (în condiții de siguranță pentru băut). Se folosește la pretratarea apei care va fi ulterior îmbuteliată pentru băut sau apă care va fi folosită ca ingredient pentru fabricarea băuturilor sau a băuturilor răcoritoare.

Unele sucuri prelucrate pot conține apă tratată cu ClO ₂ . Susan Slater. Sursa: Wikimedia Commons.

În stomatologie

Este utilizat în instrumentele folosite de dentist sau dentist pentru dezinfectarea lor și distrugerea organismelor patogene din ele.

În aplicații medicale

S- au utilizat soluții apoase de ClO ₂ pentru tratarea candidozei orale (infecție la nivelul gurii). Candidoza este o infecție a ciupercii Candida albicans.

Apariția ciupercii Candida albicans într-o cultură de laborator. CDC / Dr. William Kaplan. Sursa: Wikimedia Commons.

Dioxidul de clor ucide ciuperca bucală și îmbunătățește semnificativ aspectul țesuturilor orale fără efecte secundare.

Unii cercetatori medicale indica faptul ca CLO ₂ solutii aplicate pe rani chirurgicale poate reduce sau formarea de adeziune suprima , fără a afecta vindecarea de adeziune, cu avantajul suplimentar de proprietățile sale antiseptice.

Alte utilizări

Datorită oxidantă și proprietățile bactericide, ClO ₂ este utilizat pentru:

- Albirea celulozei lemnului la fabricarea de celuloză și hârtie, oferind o strălucire stabilă.

- Grasimi si uleiuri de albire, piele, faina de albire si materiale textile.

- Aplicații agricole, cum ar fi dezinfectarea suprafețelor dure, echipamente, sisteme de apă și sere cu ciuperci.

- Aplicații în industrii, magazine și spitale, cum ar fi dezinfectarea suprafețelor dure (pereți, podele, băi), sisteme de ventilație, echipamente de laborator.

- Dezinfectați podelele și băile locuințelor, sistemele de aer condiționat, sistemele de circulație a apei din piscină.

- Tratarea apelor uzate municipale și industriale.

- Curățarea contaminării câmpurilor petroliere.

- Fabricarea sărurilor cu clorură (Cl ^- ).

riscuri

- ClO ₂ concentrate vapori sunt potențial exploziv.

- Este toxic prin inhalare și ingestie. Este iritant pentru ochi, nas și gât, poate provoca edem pulmonar și bronșită cronică.

- Conform surselor consultate, ClO ₂ nu provoacă mutații în ADN și nici nu provoacă cancer la om.

Referințe

1. Biblioteca Națională de Medicină din SUA. (2019). Dioxid de clor. Recuperat din pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Decan, JA (editor). (1973). Lange Handbook of Chemistry (ediția a unsprezecea). Compania de carte McGraw-Hill.
3. Enciclopedia de chimie industrială a lui Ullmann. (1990). Ediția a cincea. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Cotton, F. Albert și Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie anorganică avansată. A patra editie. John Wiley & Sons.
5. Bajpai, P. (2012). Albirea cu dioxid de clor. Efectul albirii dioxidului de clor asupra calității pulpei. În abordări ecologice benigne pentru albirea pulpei (ediția a doua). Recuperat de la sciencedirect.com.
6. Moran, S. (2018). Chimia apei. Dioxid de clor. Într-un ghid aplicat pentru proiectarea instalațiilor de tratare a apei și a efluenților. Recuperat de la sciencedirect.com.
7. McKeen, L. (2012). Introducere în iradierea alimentelor și sterilizarea medicală. Dioxid de clor gazos. În efectul sterilizării pe materiale plastice și elastomeri (ediția a treia). Recuperat de la sciencedirect.com.