Structura, utilizările, obținerea, riscurile, proprietățile dioxidului de clor (ClO2)

dioxid de clor Este un compus anorganic format din elementul clor (Cl) și oxigen (O). Formula sa chimică este ClO_Două. Este un gaz galben-verzui până la roșiatic. Nu se găsește în mod natural în mediu.

Este extrem de reactiv, deci este obișnuit ca acesta să fie pregătit acolo unde urmează să fie utilizat. Una dintre cele mai importante utilizări ale sale este ca microbicid, antiseptic și deodorizant, deoarece elimină bacteriile, virușii și ciupercile foarte ușor și în concentrații foarte scăzute..

Vă permite să dezinfectați alimente precum legume, fructe, carne, carne de pasăre și fructe de mare. Se utilizează pentru igienizarea suprafețelor, podelelor, băilor, sistemelor de ventilație, piscinelor, echipamentelor de laborator, echipamentelor dentare etc..

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

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

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

Indice articol

• 1 Structură
• 2 Nomenclatură
• 3 Proprietăți
  • 3.1 Starea fizică
  • 3.2 Greutate moleculară
  • 3.3 Punctul de topire
  • 3.4 Punctul de fierbere
  • 3.5 Densitate
  • 3.6 Solubilitate
  • 3.7 Proprietăți chimice
  • 3.8 Proprietățile soluțiilor sale apoase
  • 3.9 Alte proprietăți
• 4 Obținerea
• 5 Se utilizează ca dezinfectant
  • 5.1 În alimente
  • 5.2 Pe hârtie și carton care vor intra în contact cu produsele alimentare
  • 5.3 În apă potabilă
  • 5.4 În stomatologie
  • 5.5 În aplicații medicale
• 6 Alte utilizări
• 7 Riscuri
• 8 Referințe

Structura

Dioxidul de clor se formează prin uniunea 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.

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

Nomenclatură

- Dioxid de clor

- Oxid de clor (iv)

Proprietăți

Starea fizică

Gaz galben-verzui până la galben-roșcat.

Greutate moleculară

67,45 g / mol.

Punct de topire

-59 ° C.

Punct de fierbere

11 ° C.

Densitate

Lichid la 0 ° C = 1.642 g / cm³

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

Solubilitate

Solubil în apă: 2000 cm³ al ClO_Două gaz în 100 cm³ de apă rece sau 0,8 g / 100 ml de apă la 20 ° C. Solubil în soluție alcalină și în soluție de acid sulfuric H_DouăSW₄.

Proprietăți chimice

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

ClO_Două se descompune violent dacă intră în contact cu materiale organice. Dacă se află în aer la o concentrație mai mare de 10%, poate exploda din cauza efectului luminii solare sau a căldurii.

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

Sub acțiunea luminii ultraviolete (UV) sau a ozonului, ClO_Două devine hexoxid de clor Cl_DouăSAU₆, compus foarte instabil.

Proprietățile soluțiilor dvs. apoase

Soluțiile sale apoase sunt galbene sau galbene 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 clorhidric HClO.₃.

În soluții alcaline, ClO_Două se descompune în ioni clorit ClO^Două- și clorura ClO^3-. HClO acid cloros se formează în soluții acide_Două și apoi aceasta se descompune în acid clorhidric HCl și acid clorhidric HClO₃.

Alte proprietăți

Vaporii concentrati de ClO_Două sunt potențial explozivi, deci nu a fost posibilă comprimarea singură sau amestecată cu alte gaze. Din acest motiv, este de preferat să-l pregătiți pe site-ul unde urmează să fie utilizat..

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

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

Obținerea

Poate fi obținut în mai multe moduri. De exemplu, în unele cazuri soluții ClO_Două sunt preparate prin trecerea unui amestec de clor gazos (Cl_Două) și aer (sau clor gazos și azot N_Două) printr-o coloană conținând granule de clorit de sodiu (NaClO_Două).

2 NaClO_Două + Cl_Două → 2 NaCI + 2 ClO_Două

Produsul generat conține aproximativ 90% ClO_Două, printre alți compuși ai clorului.

Se obține și din clorat de potasiu (KClO₃) și acid sulfuric (H_DouăSW₄) în prezența acidului oxalic ca agent reducător. În acest caz, dioxidul de carbon (CO_Două) folosit pentru a dilua ClO_Două.

Poate fi preparat la locul de utilizare pornind de la cloratul de sodiu (NaClO₃), acid sulfuric (H_DouăSW₄) și metanol (CH₃OH).

În industrie este obținut prin clorat de sodiu (NaClO₃) și dioxid de sulf (SO_Două) în prezența acidului sulfuric.

2 NaClO₃ + SW_Două + H_DouăSW₄ → 2 ClO_Două + 2 NaHSO₄

Se utilizează ca dezinfectant

Poate fi folosit ca un agent antimicrobian puternic. S-a constatat că este extrem de eficient împotriva diferitelor microorganisme, cum ar fi Escherichia coli si Staphylococcus aureus.

Cu acesta din urmă, este suficientă o concentrație de doar 5 ppm de ClO_Două pentru a elimina 100% din ele. 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, a cărnii roșii, atât a bucăților de carne, cât și a organelor, precum și a produselor marine, cum ar fi crustaceele..

Soluțiile de dioxid de clor trebuie utilizate la o concentrație care nu depășește 3 ppm (părți pe milion) de ClO_Două rezidual, astfel încât să nu aibă efect asupra alimentelor.

După tratamentul cu ClO_Două toate alimentele trebuie clătite bine cu apă potabilă sau destinate albirii, gătirii sau conservării.

În cazul produselor marine, soluția ClO_Două Ar trebui să fie utilizat în apă și gheață folosite la clătire, spălare, decongelare, transport sau depozitare. Crustaceele crude trebuie apoi spălate bine cu apă potabilă înainte de consum..

Pe hârtie și carton care vor intra în contact cu mâncarea

Soluții ClO_Două sunt utilizate pentru a elimina microorganismele cauzatoare de nămol (cum ar fi algele, bacteriile și ciupercile) din apa de proces utilizată la fabricarea hârtiei și a cartonului care vor intra în contact cu alimentele.

În apă potabilă

Se folosește pentru a purifica apa și a o face potabilă (sigură pentru băut). Se utilizează în pretratarea apei care va fi ulterior îmbuteliată pentru băut sau a apei care va fi folosită ca ingredient în fabricarea băuturilor sau băuturilor răcoritoare..

În stomatologie

Se folosește în instrumentele folosite de dentist sau dentist pentru a le dezinfecta și a distruge organismele patogene din ele.

În aplicații medicale

Soluții apoase de ClO_Două au fost utilizate pentru tratarea infecțiilor cu drojdie orală (infecție la nivelul gurii). Candidoza este o infecție cauzată de ciupercă Candida albicans.

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

Unii cercetători medicali indică faptul că soluțiile ClO_Două aplicat pe răni în urma operațiilor chirurgicale poate reduce sau suprima formarea aderenței fără a afecta vindecarea acesteia, cu avantajul suplimentar al proprietăților sale antiseptice.

Alte utilizări

Datorită proprietăților sale oxidante și microbicide, ClO_Două este folosit pentru:

- Albirea pastei din lemn în fabricarea celulozei și hârtiei, oferind o strălucire stabilă.

- Albirea grăsimilor și uleiurilor, pielii, albirea făinii și a textilelor.

- Aplicații agricole, cum ar fi dezinfectarea suprafețelor dure, echipamente, sisteme de apă și sere de 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 caselor, sistemele de aer condiționat, sistemele de circulație a apei din piscină.

- Tratarea apelor uzate municipale și industriale.

- Curățarea poluării câmpului petrolier.

- Fabricarea sărurilor de clorură (Cl^-).

Riscuri

- Vaporii concentrati de ClO_Două sunt potențial explozivi.

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

- Potrivit surselor consultate, ClO_Două nu provoacă mutații ADN sau provoacă cancer la om.

Referințe

1. S.U.A. Biblioteca Națională de Medicină. (2019). Dioxid de clor. Recuperat de la pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Decan, J.A. (editor). (1973). Manualul de chimie al lui Lange (ediția a unsprezecea). Compania de carte McGraw-Hill.
3. Enciclopedia lui Ullmann de chimie industrială. (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). Albire cu dioxid de clor. Efectul albirii cu dioxid de clor asupra calității pastei. 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 instalației de tratare a apei și efluenților Recuperat de la sciencedirect.com.
7. McKeen, L. (2012). Introducere în iradierea alimentelor și sterilizarea medicală. Dioxid de clor gazos. În Efectul sterilizării asupra materialelor plastice și elastomeri (ediția a treia). Recuperat de la sciencedirect.com.