ДИОКСИД ХЛОРА (CLO2): СОСТАВ, ПРИМЕНЕНИЕ, ПОЛУЧЕНИЕ, РИСКИ, СВОЙСТВА - ХИМИЯ - 2026

Диоксид хлора представляет собой неорганическое соединение , элемент , образованный с помощью хлора (Cl) и кислорода (O). Его химическая формула - ClO ₂ . Это газ от зеленовато-желтого до красноватого цвета. Он не встречается в окружающей среде естественным образом.

Он чрезвычайно реактивен, поэтому его обычно готовят там, где он будет использоваться. Одно из его наиболее важных применений - микробицид, антисептик и дезодорант, поскольку он очень легко и в очень низких концентрациях уничтожает бактерии, вирусы и грибки.

Некоторые продукты, продаваемые в супермаркетах, могли быть продезинфицированы диоксидом хлора ClO ₂ . Автор: ElasticComputeFarm. Источник: Pixabay.

Позволяет дезинфицировать такие продукты, как овощи, фрукты, мясо, птицу и морепродукты. Он используется для дезинфекции поверхностей, полов, ванных комнат, систем вентиляции, бассейнов, лабораторного оборудования, стоматологического оборудования и т. Д.

По этой причине он используется в пищевой промышленности, в больницах и клиниках, в промышленности и на предприятиях. Используется для очистки питьевой воды и городских сточных вод.

Он очень эффективен в качестве окислителя, поэтому его используют, среди прочего, для отбеливания бумажной массы, масел, муки, кожи, текстильных волокон.

Когда он находится в форме газа, он очень опасен, поскольку он очень взрывоопасен и используется в основном в водных растворах. При вдыхании он токсичен.

Структура

Диоксид хлора образуется в результате объединения атома хлора (Cl) с двумя атомами кислорода (O). Связи хлора с каждым кислородом ковалентные и двойные. Хлор в этом соединении имеет валентность +4.

Структура Льюиса диоксида хлора ClO ₂ . Yikrazuul. Источник: Wikimedia Commons.

Он имеет симметричную и угловую структуру, так как в нем есть свободные электроны. То есть они не образуют связи ни с каким другим атомом.

Структура ClO ₂ в трех измерениях. Зеленый = хлор; красный = кислород. Бен Миллс и Джинто. Источник: Wikimedia Commons.

Номенклатура

- диоксид хлора

- Оксид хлора (iv)

свойства

Физическое состояние

Газ от зеленовато-желтого до красновато-желтого.

Молекулярный вес

67,45 г / моль.

Температура плавления

-59 ° С.

Точка кипения

11 ° С.

плотность

Жидкость при 0 ° C = 1,642 г / см ³

Газ = 2,33 (относительная плотность к воздуху, воздух = 1).

Растворимость

Растворим в воде: 2000 см ³ газообразного ClO ₂ в 100 см ³ холодной воды или 0,8 г / 100 мл воды при 20 ° C. Растворим в щелочном растворе и в растворе серной кислоты H ₂ SO ₄ .

Химические свойства

ClO ₂ чрезвычайно реактивен и может сильно взорваться. Это очень эффективный окислитель.

ClO ₂ бурно разлагается при контакте с органическими материалами. Если он находится в воздухе в концентрации выше 10%, он может взорваться под действием солнечного света или тепла.

Он также может взорваться в присутствии ртути (Hg) или окиси углерода (CO).

Под действием ультрафиолетового (УФ) света или озона ClO ₂ превращается в гексоксид хлора Cl ₂ O ₆ , очень нестабильное соединение.

Свойства ваших водных растворов

Его водные растворы желтые или красновато-желтые. Они стабильны, если хранятся в прохладном месте, хорошо закрыты и защищены от солнечного света. В присутствии света эти растворы медленно разлагаются с образованием соляной кислоты HCl и хлорноватой кислоты HClO ₃ .

Водный раствор ClO _{2, в} котором выделяется желтый газ, который представляет собой ClO ₂ . Автор: Материаловед. Источник: Wikimedia Commons.

В щелочных растворах ClO ₂ разлагается на хлорит-ионы ClO ^2- и хлорат ClO ^3- . В кислых растворах _{образуется} хлористая кислота HClO _{2, которая} затем разлагается на соляную кислоту HCl и хлорную кислоту HClO ₃ .

Другие свойства

Концентрированные пары ClO ₂ потенциально взрывоопасны, поэтому невозможно было сжать их отдельно или в смеси с другими газами. По этой причине предпочтительно готовить его на том участке, где он будет использоваться.

Когда он находится при очень низких температурах в его гидратированной форме, как это иногда бывает при переносе, это твердое вещество в форме блока, похожее на лед и оранжевое по цвету.

Имеет запах, похожий на запах хлора. При вдыхании токсичен.

получение

Его можно получить несколькими способами. Например, в некоторых случаях растворы ClO ₂ готовятся путем пропускания смеси газообразного хлора (Cl ₂ ) и воздуха (или газообразного хлора и азота N ₂ ) через колонку, содержащую гранулы хлорита натрия (NaClO ₂ ).

2 NaClO ₂ + Cl ₂ → 2 NaCl + 2 ClO ₂

Полученный продукт содержит около 90% ClO ₂ среди других соединений хлора.

Его также получают из хлората калия (KClO ₃ ) и серной кислоты (H ₂ SO ₄ ) в присутствии щавелевой кислоты в качестве восстанавливающего агента. В этом случае также образуется диоксид углерода (CO ₂ ), который служит для разбавления ClO ₂ .

Его можно приготовить на месте использования, исходя из хлората натрия (NaClO ₃ ), серной кислоты (H ₂ SO ₄ ) и метанола (CH ₃ OH).

В промышленности его получают с помощью хлората натрия (NaClO ₃ ) и диоксида серы (SO ₂ ) в присутствии серной кислоты.

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

Используется как дезинфицирующее средство

Его можно использовать как мощное противомикробное средство. Было обнаружено, что он очень эффективен против различных микроорганизмов, таких как Escherichia coli и Staphylococcus aureus.

В последнем случае концентрации всего 5 ppm ClO ₂ достаточно, чтобы удалить их 100%. Он обладает бактерицидным, антисептическим и дезодорирующим действием. Он эффективен в широком диапазоне pH.

В еде

Он используется в качестве противомикробного агента в воде для фумигации фруктов и овощей, при переработке птицы, красного мяса, кусков мяса и органов, а также морских продуктов, таких как моллюски.

Красное мясо из супермаркетов могло быть обработано диоксидом хлора для его дезинфекции. Автор: Карамо. Источник: Pixabay.

Растворы диоксида хлора следует использовать в концентрации, не превышающей 3 ppm (частей на миллион) остаточного ClO _2, чтобы он не влиял на пищу.

После обработки ClO ₂ всю пищу необходимо тщательно промыть питьевой водой или использовать для бланширования, приготовления или консервирования.

В случае морских продуктов раствор ClO ₂ следует использовать в воде и льду, используемых при ополаскивании, мытье, оттаивании, транспортировке или хранении. Затем сырых моллюсков перед употреблением следует тщательно промыть питьевой водой.

Холодная вода и лед, в которых хранятся морепродукты, содержат небольшое количество ClO ₂ . Автор: PublicDomainPictures. Источник: Pixabay.

На бумаге и картоне, которые будут контактировать с продуктами питания.

Растворы ClO ₂ используются для устранения вызывающих слизь микроорганизмов (таких как водоросли, бактерии и грибки) в технологической воде, используемой при производстве бумаги и картона, которые будут контактировать с пищевыми продуктами.

В питьевой воде

Он используется для очистки воды и делает ее пригодной для питья. Он используется для предварительной обработки воды, которая позже будет разливаться в бутылки для питья, или воды, которая будет использоваться в качестве ингредиента при производстве напитков или безалкогольных напитков.

Некоторые обработанные газированные напитки могут содержать воду, обработанную ClO ₂ . Сьюзан Слейтер. Источник: Wikimedia Commons.

В стоматологии

Он используется в инструментах стоматолога или стоматолога для их дезинфекции и уничтожения в них патогенных организмов.

В медицинских приложениях

Водные растворы ClO ₂ использовались для лечения кандидоза полости рта (инфекции во рту). Кандидоз - это инфекция, вызываемая грибком Candida albicans.

Появление грибка Candida albicans в лабораторной культуре. CDC / Dr. Уильям Каплан. Источник: Wikimedia Commons.

Диоксид хлора убивает грибок во рту и значительно улучшает внешний вид тканей ротовой полости без побочных эффектов.

Некоторые исследователи-медики указывают, что растворы ClO _2, наносимые на хирургические раны, могут уменьшить или подавить образование спаек, не влияя на заживление спаек, с дополнительным преимуществом его антисептических свойств.

Другое использование

Благодаря своим окислительным и микробицидным свойствам ClO ₂ используется для:

- Отбеливать древесную целлюлозу при производстве целлюлозы и бумаги, обеспечивая стабильный блеск.

- Отбеливающие жиры и масла, кожу, отбеливающую муку и текстильные изделия.

- Применение в сельском хозяйстве, например, для дезинфекции твердых поверхностей, оборудования, систем водоснабжения и грибных теплиц.

- Применяется в промышленности, магазинах и больницах, например, для дезинфекции твердых поверхностей (стен, полов, ванных комнат), систем вентиляции, лабораторного оборудования.

- Дезинфекция полов и ванных комнат домов, систем кондиционирования, систем циркуляции воды в бассейнах.

- Очистка городских и промышленных сточных вод.

- Очистка от загрязнений нефтяных промыслов.

- Производство хлоридных солей (Cl ^- ).

риски

- Концентрированные пары ClO ₂ потенциально взрывоопасны.

- Токсично при вдыхании и проглатывании. Он раздражает глаза, нос и горло, может вызвать отек легких и хронический бронхит.

- Согласно источникам, с которыми консультировались, ClO ₂ не вызывает мутаций в ДНК и не вызывает рак у людей.

Ссылки

1. Национальная медицинская библиотека США. (2019). Диоксид хлора. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Дин, JA (редактор). (1973). Справочник Ланге по химии (одиннадцатое издание). Книжная компания Макгроу-Хилл.
3. Энциклопедия промышленной химии Ульмана. (1990). Пятое издание. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Коттон, Ф. Альберт и Уилкинсон, Джеффри. (1980). Продвинутая неорганическая химия. Четвертое издание. Джон Вили и сыновья.
5. Баджпай, П. (2012). Отбеливание диоксидом хлора. Влияние отбеливания диоксидом хлора на качество целлюлозы. В экологически безопасных подходах к отбеливанию целлюлозы (второе издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
6. Моран, С. (2018). Химия воды. Диоксид хлора. В прикладном руководстве по проектированию водоочистных сооружений. Восстановлено с sciencedirect.com.
7. Маккин, Л. (2012). Введение в облучение пищевых продуктов и медицинскую стерилизацию. Газообразный диоксид хлора. Влияние стерилизации на пластмассы и эластомеры (третье издание). Восстановлено с sciencedirect.com.