KLORDIOXID (CLO2): STRUKTUR, ANVÄNDNING, ERHÅLLANDE, RISKER, EGENSKAPER - KEMI - 2025

Den klordioxid är en oorganisk förening element bildat av klor (Cl) och syre (O). Dess kemiska formel är ClO ₂ . Det är en gröngul till rödaktig gas. Det finns inte naturligt i miljön.

Det är extremt reaktivt, så det är vanligt att det förbereds där det ska användas. En av dess viktigaste användningsområden är som mikrobicid, antiseptisk och deodorizer eftersom det eliminerar bakterier, virus och svampar mycket enkelt och i mycket låga koncentrationer.

Vissa livsmedel som säljs i stormarknader kan ha desinficerats med klordioxid ClO ₂ . Författare: ElasticComputeFarm. Källa: Pixabay.

Låter dig desinficera livsmedel som grönsaker, frukt, kött, fjäderfä och skaldjur. Det används för att desinficera ytor, golv, badrum, ventilationssystem, simbassänger, laboratorieutrustning, tandutrustning etc.

Av den anledningen används det i livsmedelsbearbetning, på sjukhus och kliniker, i industrier och företag. Det används för att rena dricksvatten och kommunalt avloppsvatten.

Det är mycket effektivt som ett oxidationsmedel, varför det används för att bleka pappersmassa, oljor, mjöl, läder, textilfibrer, bland andra.

När det är i form av en gas är det mycket farligt eftersom det är mycket explosivt och används främst i vattenhaltiga lösningar. Det är giftigt vid inandning.

Strukturera

Klordioxid bildas genom förening av en kloratom (Cl) med två syreatomer (O). Klorbindningarna med varje syre är kovalenta och dubbla. Klor i denna förening har en valens av +4.

Lewisstruktur av klordioxid ClO ₂ . Yikrazuul. Källa: Wikimedia Commons.

Den har en symmetrisk och vinklad struktur, eftersom den har fria elektroner. Det vill säga, de bildar inte en bindning med någon annan atom.

Struktur av ClO ₂ i tre dimensioner. Grön = klor; röd = syre. Ben Mills och Jynto. Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Klordioxid

- Kloroxid (iv)

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Gröngul till rödgul gas.

Molekylvikt

67,45 g / mol.

Smältpunkt

-59 ° C

Kokpunkt

11 ° C

Densitet

Flytande vid 0 ° C = 1642 g / cm ³

Gas = 2,33 (relativ densitet till luft, luft = 1).

löslighet

Löslig i vatten: 2000 cm ³ av ClOj ₂ -gas i 100 cm ³ av kallt vatten eller 0,8 g / 100 ml vatten vid 20 ° C. Löslig i alkalisk lösning och i svavelsyralösning H ₂ SO ₄ .

Kemiska egenskaper

ClO ₂ är extremt reaktiv och kan explodera våldsamt. Det är ett mycket effektivt oxidationsmedel.

ClO ₂ sönderdelas våldsamt om den kommer i kontakt med organiska material. Om den är i luften i en koncentration som är högre än 10%, kan den explodera på grund av effekten av solljus eller värme.

Det kan också detoneras i närvaro av kvicksilver (Hg) eller kolmonoxid (CO).

Under verkan av ultraviolett (UV) ljus eller ozon, ClO ₂ förvandlas till klor hexoxid Cl ₂ O ₆ , en mycket instabil förening.

Egenskaper för dina vattenlösningar

Dess vattenhaltiga lösningar är gula eller rödaktiga gula. De är stabila om de hålls svala, väl förseglade och skyddade från solljus. I närvaro av ljus dessa lösningar långsamt sönderdelas för att ge saltsyra HCl och klorsyra HCIO ₃ .

Vattenhaltig lösning av ClOj ₂ där det konstateras att en gul gas som är ClO _{2 frigörs} . Författare: Materialscientist. Källa: Wikimedia Commons.

I alkaliska lösningar, CLO ₂ sönderdelas till klorit joner ClO ^2- och klorat ClO ^3- . I sura lösningar, klorsyrlighet HCIO _{2 bildas} och sedan detta sönderdelas till saltsyra HCl och klorsyra HCIO ₃ .

Andra egenskaper

De koncentrerade ångorna från ClO ₂ är potentiellt explosiva, så det har inte varit möjligt att komprimera det ensamt eller blandas med andra gaser. Av denna anledning är det föredraget att förbereda den på platsen där den ska användas.

När det är vid mycket låga temperaturer i sin hydratiserade form, vilket är så som det ibland överförs, är det ett blockformat fast ämne som liknar is och orange färg.

Det har en lukt som liknar klor. Det är giftigt vid inandning.

Erhållande

Det kan erhållas på flera sätt. Till exempel, i vissa fall CLO ₂ lösningar bereds genom att en blandning av klorgas (Cl ₂ ) och luft (eller klorgas och kväve N ₂ ) genom en kolonn innehållande granulat av natriumklorit (NaClO ₂ ).

2 NaClO ₂ + Cl ₂ → 2 NaCl + 2 ClO ₂

Den alstrade produkten innehåller approximativt 90% ClO ₂ , bland andra klorföreningar.

Det är också erhållet från kaliumklorat (KClO ₃ ) och svavelsyra (H ₂ SO ₄ ) i närvaro av oxalsyra som ett reduktionsmedel. I detta fall, koldioxid (CO ₂ är) även bildas, som tjänar till att späda ut den ClO ₂ .

Den kan framställas på platsen för användning utgående från natriumklorat (NaClO ₃ ), svavelsyra (H ₂ SO ₄ ) och metanol (CH ₃ OH).

Inom industrin den erhålles medelst natriumklorat (NaClO ₃ ) och svaveldioxid (SO ₂ ) i närvaro av svavelsyra.

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

Använder som desinfektionsmedel

Det kan användas som ett kraftfullt antimikrobiellt medel. Det har visat sig vara mycket effektivt mot olika mikroorganismer, såsom Escherichia coli och Staphylococcus aureus.

Med den senare, en koncentration av endast 5 ppm ClOj _{är 2} tillräckligt för att eliminera 100% av dem. Det är bakteriedödande, antiseptiskt och deodoriserande. Det är effektivt över ett brett pH-intervall.

I mat

Det används som ett antimikrobiellt medel i vatten för att fumigera frukter och grönsaker, vid bearbetning av fjäderfä, rött kött, både köttbitar och organ och marina produkter såsom skaldjur.

Rött kött från stormarknader kan ha behandlats med klordioxid för att desinficera det. Författare: Karamo. Källa: Pixabay.

Klordioxidlösningar ska användas i en koncentration som inte överstiger 3 ppm (delar per miljon) rest ClO ₂ så att den inte påverkar livsmedlet.

Efter behandling med ClO ₂ måste all mat sköljas noggrant med dricksvatten, eller den måste användas för blanchering, tillagning eller konservering.

För marina produkter bör ClO _2- lösningen användas i vatten och is som används för att skölja, tvätta, tina, transportera eller lagra. Rå skaldjur bör sedan tvättas noga med dricksvatten före konsumtion.

Kallt vatten och is där skaldjur hålls innehåller små mängder ClO ₂ . Författare: PublicDomainPictures. Källa: Pixabay.

På papper och kartong som kommer i kontakt med mat

ClO _2- lösningar används för att eliminera slamframkallande mikroorganismer (såsom alger, bakterier och svampar) i processvattnet som används vid tillverkning av papper och kartong som kommer i kontakt med livsmedel.

I dricksvatten

Det används för att rena vatten och göra det drickbart (säkert att dricka). Det används vid förbehandlingen av vatten som senare kommer att tappas till dricksvatten eller vatten som kommer att användas som en ingrediens vid tillverkning av drycker eller läsk.

Vissa bearbetade läsk kan innehålla vatten behandlat med ClO ₂ . Susan Slater. Källa: Wikimedia Commons.

I tandvård

Det används i de instrument som används av tandläkaren eller tandläkaren för att desinficera dem och förstöra patogena organismer i dem.

I medicinska tillämpningar

Vattenlösningar av ClO ₂ har använts för att behandla oral candidiasis (infektion i munnen). Candidiasis är en infektion av svampen Candida albicans.

Utseende av svampen Candida albicans i en laboratoriekultur. CDC / Dr. William Kaplan. Källa: Wikimedia Commons.

Klordioxid dödar munsvampen och förbättrar utseendet på orala vävnader avsevärt utan biverkningar.

Vissa medicinska forskare indikerar att ClO _2- lösningar som appliceras på kirurgiska sår kan minska eller undertrycka vidhäftningsbildning utan att påverka vidhäftande läkning, med den ytterligare fördelen med dess antiseptiska egenskaper.

Andra användningsområden

På grund av dess oxiderande och mikrobicida egenskaper används ClO ₂ för att:

- Blek cellulosa i träet vid tillverkning av massa och papper, vilket ger en stabil glans.

- Blekning av fetter och oljor, läder, blekningsmjöl och textilier.

- Jordbruksapplikationer som desinficering av hårda ytor, utrustning, vattensystem och svampväxthus.

- Applikationer inom industrier, butiker och sjukhus som desinficering av hårda ytor (väggar, golv, badrum), ventilationssystem, laboratorieutrustning.

- Desinficera golv och badrum i hem, luftkonditioneringssystem, vattencirkulationssystem i poolen.

- Kommunal och industriell avloppsrening.

- Rengöring av förorening av oljefält.

- Tillverkning av kloridsalter (Cl ^- ).

risker

- ClO ₂ koncentrerade ångor är potentiellt explosiva.

- Det är giftigt vid inandning och förtäring. Det är irriterande för ögon, näsa och hals, det kan orsaka lungödem och kronisk bronkit.

- Enligt de källor som konsulterats orsakar ClO ₂ inte mutationer i DNA eller orsakar cancer hos människor.

referenser

1. US National Library of Medicine. (2019). Klordioxid. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Dean, JA (redaktör). (1973). Langes handbok för kemi (elfte utgåvan). McGraw-Hill Book Company.
3. Ullmanns encyklopedi för industriell kemi. (1990). Femte upplagan. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Cotton, F. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
5. Bajpai, P. (2012). Klordioxidblekning. Effekt av klordioxidblekning på massakvalitet. I miljövänliga tillvägagångssätt för massblekning (andra upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
6. Moran, S. (2018). Vattenkemi. Klordioxid. I en tillämpad guide till design av vatten- och reningsanläggningar. Återställs från sciencedirect.com.
7. McKeen, L. (2012). Introduktion till matbestrålning och medicinsk sterilisering. Gasformig klordioxid. I Effekten av sterilisering på plast och elastomerer (tredje upplagan). Återställs från sciencedirect.com.