KLOROV DIOKSID (CLO2): STRUKTURA, UPORABA, PRIDOBIVANJE, TVEGANJA, LASTNOSTI - KEMIJA - 2026

Klorovega dioksida je anorganska spojina element tvori klora (Cl) in kisika (O). Njegova kemijska formula je ClO ₂ . Je zelenkasto rumen do rdečkast plin. V naravi ga ne najdemo.

Je izjemno reaktiven, zato je običajno, da se pripravi tam, kjer ga je treba uporabiti. Ena njegovih najpomembnejših uporab je kot mikrobicid, antiseptik in deodorator, saj bakterije, viruse in glive izloča zelo enostavno in v zelo nizkih koncentracijah.

Nekatera živila, ki se prodajajo v supermarketih, so bila morda razkužena s klorovim dioksidom ClO ₂ . Avtor: ElasticComputeFarm. Vir: Pixabay.

Omogoča vam, da razkužite živila, kot so zelenjava, sadje, meso, perutnina in morski sadeži. Uporablja se za saniranje površin, tal, kopalnic, prezračevalnih sistemov, bazenov, laboratorijske opreme, zobne opreme itd.

Zaradi tega se uporablja v predelavi hrane, v bolnišnicah in klinikah, v industriji in podjetjih. Uporablja se za čiščenje pitne in komunalne odpadne vode.

Je zelo učinkovit kot oksidacijsko sredstvo, zato se med drugim uporablja za beljenje papirne kaše, olj, moke, usnja, tekstilnih vlaken.

Kadar je v obliki plina, je zelo nevaren, saj je zelo eksploziven, uporablja pa se predvsem v vodnih raztopinah. Strupeno je pri vdihavanju.

Struktura

Klorov dioksid nastane z združitvijo atoma klora (Cl) z dvema atomoma kisika (O). Vezi klora z vsakim kisikom so kovalentne in dvojne. Klor v tej spojini ima valenco +4.

Lewisova struktura klorovega dioksida ClO ₂ . Yikrazuul. Vir: Wikimedia Commons.

Ima simetrično in kotno strukturo, saj ima proste elektrone. Se pravi, da ne tvorijo vezi z nobenim drugim atomom.

Struktura ClO ₂ v treh dimenzijah. Zelena = klor; rdeča = kisik. Ben Mills in Jynto. Vir: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Klorov dioksid

- klorov oksid (iv)

Lastnosti

Fizično stanje

Zelenkasto-rumen do rdečkasto rumen plin.

Molekularna teža

67,45 g / mol.

Tališče

-59 ° C

Vrelišče

11 ° C.

Gostota

Tekočina pri 0 ° C = 1642 g / cm ³

Plin = 2,33 (relativna gostota do zraka, zrak = 1).

Topnost

Topen v vodi: 2000 cm ³ plina ClO ₂ v 100 cm ³ hladne vode ali 0,8 g / 100 ml vode pri 20 ° C. Topen v alkalni raztopini in v raztopini žveplove kisline H ₂ SO ₄ .

Kemijske lastnosti

ClO ₂ je izjemno reaktiven in lahko eksplodira silovito. Je zelo učinkovito oksidacijsko sredstvo.

ClO ₂ nasilno razpade, če pride v stik z organskimi materiali. Če je v zraku s koncentracijo večjo od 10%, lahko eksplodira zaradi učinka sončne svetlobe ali toplote.

Detonira lahko tudi v prisotnosti živega srebra (Hg) ali ogljikovega monoksida (CO).

Pod delovanjem ultravijolične (UV) svetlobe ali ozona se ClO ₂ pretvori v klorov heksoksid Cl ₂ O ₆ , zelo nestabilno spojino.

Lastnosti vaših vodnih raztopin

Njene vodne raztopine so rumene ali rdečkasto rumene. So stabilni, če se hranijo na hladnem, dobro zatesnjeni in zaščiteni pred sončno svetlobo. V prisotnosti svetlobe teh raztopin počasi DECOMPOSE njih klorovodikovo kislino HCl in klorove kisline HCIO ₃ .

Vodna raztopina ClO _2, kjer opazimo, da _{se sprošča} rumen plin, ki je ClO ₂ . Avtor: Materialscientist. Vir: Wikimedia Commons.

V alkalnih raztopinah ClO ₂ razpade na kloritne ione ClO ^2- in klorat ClO ^3- . V kislih raztopinah, ki vsebujejo klor kislina HCIO _{2 tvorjen} in nato to razkroji s klorovodikovo kislino HCl in klorove kisline HCIO ₃ .

Druge lastnosti

Koncentrirane hlape ClO ₂ so potencialno eksplozivne, zato ga ni bilo mogoče stisniti sam ali pomešati z drugimi plini. Zaradi tega ga je bolje pripraviti na mestu, kjer ga bomo uporabljali.

Ko je v svoji hidratizirani obliki pri zelo nizkih temperaturah, kar se včasih prenaša, je blok v obliki trdne snovi, podobne ledu in oranžni barvi.

Ima vonj, podoben kloru. Strupen je pri vdihavanju.

Pridobitev

Dobiti ga je mogoče na več načinov. Na primer, v nekaterih primerih se raztopine ClO ₂ pripravijo tako, da se mešanica plina klora (Cl ₂ ) in zraka (ali klorov plin in dušik N ₂ ) pripravi skozi kolono, ki vsebuje granule natrijevega klorita (NaClO ₂ ).

2 NaClO ₂ + Cl ₂ → 2 NaCI + 2 Cio ₂

Izdelani izdelek vsebuje približno 90% ClO ₂ , med drugimi klornimi spojinami.

Pridobiva se tudi iz kalijevega klorata (KClO ₃ ) in žveplove kisline (H ₂ SO ₄ ) v prisotnosti oksalne kisline kot reducenta. V tem primeru nastane tudi ogljikov dioksid (CO ₂ ), ki služi za redčenje ClO ₂ .

Pripravimo jo lahko na mestu uporabe, izhajajoč iz natrijevega klorata (NaClO ₃ ), žveplove kisline (H ₂ SO ₄ ) in metanol (CH ₃ OH).

V industriji se pridobiva s pomočjo natrijevega klorata (NaClO ₃ ) in žveplovega dioksida (SO ₂ ) v prisotnosti žveplove kisline.

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

Uporablja se kot razkužilo

Uporablja se lahko kot močno protimikrobno sredstvo. Ugotovljeno je bilo, da je zelo učinkovit proti različnim mikroorganizmom, kot sta Escherichia coli in Staphylococcus aureus.

Pri slednjem je dovolj koncentracija samo 5 ppm ClO ₂ , da jih 100% izločimo. Je baktericidno, antiseptično in deodorizira. Učinkovit je v širokem območju pH.

V hrani

Uporablja se kot protimikrobno sredstvo v vodi za zaplinjevanje sadja in zelenjave, pri predelavi perutnine, rdečega mesa, obeh kosov mesa in organov ter morskih proizvodov, kot so školjke.

Rdeče meso iz supermarketov je bilo mogoče obdelati s klorovim dioksidom, da bi ga razkužili. Avtor: Karamo Vir: Pixabay.

Raztopine klorovega dioksida je treba uporabiti v koncentraciji, ki ne presega 3 ppm (delov na milijon) ostanka ClO ₂ , da ne bo vplival na hrano.

Po obdelavi s ClO ₂ je treba vso hrano temeljito sprati s pitno vodo ali pa jo uporabiti za blanširanje, kuhanje ali konzerviranje.

V primeru morskih proizvodov je treba raztopino ClO ₂ uporabiti v vodi in ledu, ki se uporablja za izpiranje, pranje, odtajevanje, prevoz ali skladiščenje. Surove školjke je treba pred uživanjem temeljito oprati s pitno vodo.

Hladna voda in led, v katerem se hrani morska hrana, vsebujejo majhne količine ClO ₂ . Avtor: PublicDomainPictures. Vir: Pixabay.

Na papirju in kartonu, ki bo prišel v stik s hrano

Raztopine ClO ₂ se uporabljajo za odstranjevanje mikroorganizmov, ki povzročajo sluz (kot so alge, bakterije in glive) v procesni vodi, ki se uporablja pri proizvodnji papirja in kartona, ki bo prišel v stik s hrano.

V pitni vodi

Uporablja se za čiščenje vode in njeno pitnost (varno za pitje). Uporablja se pri predobdelavi vode, ki bo kasneje ustekleničena za pitje ali vode, ki se bo uporabljala kot sestavina pri izdelavi pijač ali brezalkoholnih pijač.

Nekatere predelane sode lahko vsebujejo vodo, obdelano s ClO ₂ . Susan Slater. Vir: Wikimedia Commons.

V zobozdravstvu

Uporablja se v instrumentih, ki jih uporablja zobozdravnik ali zobozdravnik, da jih razkuži in uniči patogene organizme v njih.

V medicinskih aplikacijah

Vodne raztopine ClO ₂ se uporabljajo za zdravljenje oralne kandidiaze (okužba v ustih). Kandidiaza je okužba z glivico Candida albicans.

Videz glive Candida albicans v laboratorijski kulturi. CDC / Dr. William Kaplan. Vir: Wikimedia Commons.

Klorov dioksid ubija glivice iz ust in znatno izboljša videz ustnih tkiv brez stranskih učinkov.

Nekateri medicinski raziskovalci navajajo, da lahko raztopine ClO _{2, ki se} uporabljajo na kirurških ranah, zmanjšajo ali zmanjšajo nastajanje adhezije, ne da bi vplivale na celjenje adhezije, z dodatno prednostjo njegovih antiseptičnih lastnosti.

Druge uporabe

Zaradi svojih oksidacijskih in mikrobicidnih lastnosti se ClO ₂ uporablja za:

- Celulozo lesa belite pri proizvodnji celuloze in papirja, kar zagotavlja stabilen sijaj.

- Beljenje maščob in olj, usnja, belilne moke in tekstila.

- Kmetijske aplikacije, kot so razkuževanje trdih površin, opreme, vodnih sistemov in rastlinjakov z gobami.

- Uporaba v industriji, trgovinah in bolnišnicah, kot so razkuževanje trdih površin (stene, tla, kopalnice), prezračevalni sistemi, laboratorijska oprema.

- razkužiti tla in kopalnice domov, klimatske naprave, sisteme za kroženje vode v bazenu.

- Čiščenje komunalne in industrijske odpadne vode.

- Čiščenje onesnaženja naftnih polj.

- Proizvodnja kloridnih soli (Cl ^- ).

Tveganja

- koncentrirane hlape ClO ₂ so potencialno eksplozivne.

- Strupeno je pri vdihavanju in zaužitju. Draži oči, nos in grlo, lahko povzroči pljučni edem in kronični bronhitis.

- Glede na vire, ki jih obravnavajo, ClO ₂ ne povzroča mutacij v DNK ali ne povzroča raka pri ljudeh.

Reference

1. Ameriška nacionalna medicinska knjižnica. (2019). Klorov dioksid. Obnovljeno iz pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Dean, JA (urednik). (1973). Langeov priročnik kemije (enajsta izdaja). McGraw-Hill Book Company.
3. Ullmannova enciklopedija industrijske kemije. (1990). Peta izdaja. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Cotton, F. Albert in Wilkinson, Geoffrey. (1980). Napredna anorganska kemija. Četrta izdaja. John Wiley & Sons.
5. Bajpai, P. (2012). Beljenje s klorovim dioksidom Vpliv beljenja klorovega dioksida na kakovost celuloze. V okolju prijaznih pristopih k beljenju celuloze (druga izdaja). Pridobljeno od sciencedirect.com.
6. Moran, S. (2018). Kemija vode. Klorov dioksid. V uporabnem priročniku za načrtovanje naprave za čiščenje vode in odtokov. Pridobljeno od sciencedirect.com.
7. McKeen, L. (2012). Uvod v obsevanje hrane in medicinsko sterilizacijo. Plinasti klorov dioksid. V Učinku sterilizacije na plastiko in elastomere (tretja izdaja). Pridobljeno od sciencedirect.com.