ХЛОРЕН ДИОКСИД (CLO2): СТРУКТУРА, УПОТРЕБА, ПОЛУЧАВАНЕ, РИСКОВЕ, СВОЙСТВА - ХИМИЯ - 2025

На хлорен диоксид е неорганично съединение елемент, образуван от хлор (Cl) и кислород (О). Химическата му формула е ClO ₂. Това е зеленикавожълт до червеникав газ. Не се среща естествено в околната среда.

Той е изключително реактивен, така че е обичайно да се приготвя там, където трябва да се използва. Едно от най-важните му приложения е като микробицид, антисептик и дезодоратор, тъй като елиминира бактериите, вирусите и гъбичките много лесно и в много ниски концентрации.

Някои храни, продавани в супермаркетите, може да са дезинфекцирани с хлорен диоксид ClO ₂. Автор: ElasticComputeFarm. Източник: Pixabay

Позволява ви да дезинфекцирате храни като зеленчуци, плодове, месо, птици и морски дарове. Използва се за хигиенизиране на повърхности, подове, бани, вентилационни системи, басейни, лабораторно оборудване, стоматологично оборудване и др.

Поради тази причина се използва в хранително-вкусовата промишленост, в болници и клиники, в промишлеността и бизнеса. Използва се за пречистване на питейна вода и битови отпадни води.

Той е много ефективен като окислител, поради което се използва за избелване на хартиена каша, масла, брашно, кожа, текстилни влакна, наред с други.

Когато е под формата на газ, той е много опасен, тъй като е силно експлозивен и се използва главно във водни разтвори. Токсичен е при вдишване.

структура

Хлорният диоксид се образува от съединението на хлорен атом (Cl) с два кислородни атома (О). Връзките на хлора с всеки кислород са ковалентни и двойни. Хлорът в това съединение има валентност от +4.

Структура на Луис на хлорен диоксид ClO ₂. Yikrazuul. Източник: Wikimedia Commons.

Той има симетрична и ъглова структура, тъй като има свободни електрони. Тоест, те не образуват връзка с който и да е друг атом.

Структура на ClO ₂ в три измерения. Зелен = хлор; червен = кислород. Бен Милс и Джинто. Източник: Wikimedia Commons.

номенклатура

- Хлорен диоксид

- Хлорен оксид (iv)

Имоти

Физическо състояние

Зелено-жълт до червеникаво-жълт газ.

Молекулно тегло

67,45 g / mol.

Точка на топене

-59 ° С.

Точка на кипене

11 ° С.

плътност

Течен при 0 ° С = 1.642 г / см ³

Газ = 2,33 (относителна плътност към въздуха, въздух = 1).

разтворимост

Разтворим във вода: 2000 cm ³ газ ClO ₂ в 100 cm ³ студена вода или 0,8 g / 100 ml вода при 20 ° C. Разтворим в алкален разтвор и в разтвор на сярна киселина H ₂ SO ₄.

Химични свойства

ClO ₂ е изключително реактивен и може да експлодира силно. Той е много ефективно окисляващо средство.

ClO _{2 се} разлага насилствено, ако влезе в контакт с органични материали. Ако е във въздух с концентрация по-висока от 10%, той може да избухне поради ефекта на слънчевата светлина или топлината.

Той също може да детонира в присъствието на живак (Hg) или въглероден оксид (CO).

Под действието на ултравиолетова (UV) светлина или озон, ClO _{2 се} превръща в хлорен хексоксид Cl ₂ O ₆, много нестабилно съединение.

Свойства на вашите водни разтвори

Водните му разтвори са жълти или червеникавожълти. Те са стабилни, ако се държат на хладно, добре запечатани и защитени от слънчева светлина. В присъствието на светлина тези разтвори бавно се разлагат до получаване на солна киселина солна киселина и хлорна киселина HClO ₃.

Воден разтвор на СЮ ₂, където се наблюдава, че жълто газ, който е СЮ _{2 се освобождава}. Автор: Материалог. Източник: Wikimedia Commons.

В алкални разтвори, Сю ₂ разлага на хлорит йони СЮ ^2- и хлорат СЮ ^3-. В киселинни разтвори, хлорист киселина HClO _{2 е оформен} и след това се разлага на солна киселина солна киселина и хлорна киселина HClO ₃.

Други свойства

Концентрираните пари на ClO ₂ са потенциално експлозивни, така че не е възможно да се компресира самостоятелно или да се смесва с други газове. Поради тази причина е за предпочитане да се подготви на сайта, където ще се използва.

Когато тя е при много ниски температури в хидратираната си форма, което е начинът, по който понякога се пренася, е твърдо блокче, подобно на лед и оранжев цвят.

Има миризма, подобна на хлора. Токсичен е при вдишване.

Получаване

Може да се получи по няколко начина. Например, в някои случаи Сю ₂ разтвори се получават чрез пропускане на смес от газ хлор (Cl ₂) и въздух (или хлорен газ и азот N ₂) през колона, съдържаща гранули от натриев хлорит (NaClO ₂).

2 NaClO ₂ + Cl ₂ → 2 NaCl + 2 СЮ ₂

Генерираният продукт съдържа приблизително 90% ClO ₂, сред другите хлорни съединения.

Той също така се получава от калиев хлорат (KClO ₃) и сярна киселина (H ₂ SO ₄) в присъствието на оксалова киселина като редуктор. В този случай, въглероден диоксид (CO ₂) също е оформен, който служи да се разреди Сю ₂.

Той може да бъде получен в мястото на употреба като се излиза от натриев хлорат (NaClO ₃), сярна киселина (H ₂ SO ₄) и метанол (CH ₃ OH).

В промишлеността се получава с помощта на натриев хлорат (NaClO ₃) и серен диоксид (SO ₂) в присъствието на сярна киселина.

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

Използва се като дезинфектант

Може да се използва като мощно антимикробно средство. Установено е, че е високоефективен срещу различни микроорганизми, като Escherichia coli и Staphylococcus aureus.

С последното _е достатъчна само концентрация от 5 ррт ClO ₂ за елиминиране на 100% от тях. Той е бактерициден, антисептичен и дезодориращ. Той е ефективен в широк диапазон на рН.

В храната

Използва се като антимикробно средство във вода за опушване на плодове и зеленчуци, за преработка на домашни птици, червено месо, както парчета месо и органи, така и за морски продукти като миди.

Червеното месо от супермаркетите може да е било обработено с хлорен диоксид, за да го дезинфекцира. Автор: Карамо. Източник: Pixabay

Разтворите на хлорен диоксид трябва да се използват в концентрация, която не надвишава 3 ppm (части на милион) остатъчен ClO _2, така че да няма ефект върху храната.

След третиране с ClO ₂ цялата храна трябва да се изплакне обилно с питейна вода или да се използва за бланширане, готвене или консервиране.

В случай на морски продукти, разтворът на ClO ₂ трябва да се използва във вода и лед, използвани за изплакване, измиване, размразяване, транспортиране или съхранение. След това суровите миди трябва да бъдат добре измити с питейна вода преди консумация.

Студената вода и ледът, в който се съхранява морската храна, съдържат малки количества ClO ₂. Автор: PublicDomainPictures. Източник: Pixabay

На хартия и картон, които ще влязат в контакт с храната

Разтворите на ClO ₂ се използват за елиминиране на микроорганизми, причиняващи слуз (като водорасли, бактерии и гъбички) в технологичната вода, използвана при производството на хартия и картон, които ще влязат в контакт с храната.

В питейна вода

Използва се за пречистване на водата и я прави питейна (безопасна за пиене). Използва се при предварителната обработка на водата, която по-късно ще бъде бутилирана за пиене или вода, която ще бъде използвана като съставка при производството на напитки или безалкохолни напитки.

Някои преработени соди могат да съдържат вода, обработена с ClO ₂. Сюзън Слейтър. Източник: Wikimedia Commons.

В стоматологията

Използва се в инструментите, използвани от зъболекаря или стоматолога за дезинфекция и унищожаване на патогенни организми в тях.

При медицински приложения

Водни разтвори на ClO ₂ са използвани за лечение на орална кандидоза (инфекция в устата). Кандидозата е инфекция от гъбичката Candida albicans.

Поява на гъбата Candida albicans в лабораторна култура. CDC / Dr. Уилям Каплан. Източник: Wikimedia Commons.

Хлорният диоксид убива гъбичките в устата и значително подобрява външния вид на устните тъкани без странични ефекти.

Някои медицински изследователи посочват, че разтворите на ClO ₂, прилагани върху хирургични рани, могат да намалят или потиснат образуването на адхезия, без да повлияят на зарастването на адхезията, с допълнителното предимство на нейните антисептични свойства.

Други приложения

Поради своите окислителни и микробицидни свойства, ClO ₂ се използва за:

- Избелете целулозата на дървесината при производството на целулоза и хартия, осигурявайки стабилен блясък.

- Избелващи мазнини и масла, кожа, избелващо брашно и текстил.

- Селскостопански приложения като дезинфекция на твърди повърхности, оборудване, водни системи и оранжерии с гъби.

- Приложения в индустрии, магазини и болници като дезинфекция на твърди повърхности (стени, подове, бани), вентилационни системи, лабораторно оборудване.

- Дезинфекцирайте подове и бани на домовете, климатични системи, системи за циркулация на вода в басейна.

- Пречистване на общински и промишлени отпадни води.

- Почистване на замърсяване на нефтените находища.

- Производство на хлоридни соли (Cl ^-).

Рискове

- Концентрираните пари на ClO ₂ са потенциално експлозивни.

- Токсичен е при вдишване и поглъщане. Дразни очите, носа и гърлото, може да причини белодробен оток и хроничен бронхит.

- Според консултираните източници ClO ₂ не причинява мутации в ДНК или не причинява рак при хората.

Препратки

1. Национална медицинска библиотека на САЩ. (2019). Хлорен диоксид. Възстановени от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Дийн, JA (редактор). (1973). Наръчник по химия на Ланге (Единадесето издание). McGraw-Hill Book Company.
3. Енциклопедия на индустриалната химия на Ullmann. (1990). Пето издание. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Котън, Ф. Алберт и Уилкинсън, Джефри. (1980 г.). Разширена неорганична химия. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
5. Bajpai, P. (2012). Избелване на хлорен диоксид. Ефект на избелване на хлорен диоксид върху качеството на целулозата. В доброкачествените за околната среда подходи за избелване на целулоза (второ издание). Възстановени от sciencedirect.com.
6. Моран, С. (2018). Водна химия. Хлорен диоксид. В Приложно ръководство за проектиране на съоръженията за пречистване на води и отпадни води. Възстановени от sciencedirect.com.
7. McKeen, L. (2012). Въведение в хранителното облъчване и медицинската стерилизация. Газообразен хлорен диоксид. В „Ефектът от стерилизацията върху пластмаси и еластомери“ (трето издание). Възстановени от sciencedirect.com.