Ditlenek chloru
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 roztwór wodny ditlenku chloru | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Ogólne informacje | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wzór sumaryczny |
ClO2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Masa molowa |
67,45 g/mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wygląd |
pomarańczowozielony[1], żółtozielony lub żółtopomarańczowy[2] gaz; po skropleniu czerwonobrązowa ciecz[2], po zestaleniu pomarańczowoczerwone kryształy[2] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikacja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Numer CAS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| PubChem | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DrugBank | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Podobne związki | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ditlenek chloru, dwutlenek chloru (nazwa Stocka: tlenek chloru(IV)), ClO2 – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek chloru na IV stopniu utlenienia. Jest utleniającym biocydem oraz toksyną metaboliczną.
Właściwości[edytuj | edytuj kod]
Budowa cząsteczki[edytuj | edytuj kod]
Cząsteczka ClO2 zawiera jeden niesparowany elektron, jest więc rodnikiem i ma właściwości paramagnetyczne[4][5]. Oba wiązania chlor-tlen są równocenne i mają charakter pośredni między wiązaniem pojedynczym a podwójnym[6], przy czym jest zdecydowanie bliższe temu ostatniemu[5].
Właściwości fizyczne[edytuj | edytuj kod]
Jest dobrze rozpuszczalny w wodzie (5 razy lepiej niż chlor), po ochłodzeniu z roztworu wypadają kryształy oktahydratu, ClO2·8H2O[2].
Właściwości chemiczne[edytuj | edytuj kod]
Obok Cl2O należy do dwóch tlenków chloru o względnie dużej trwałości[2]. Jest silnym utleniaczem. W stanie czystym lub w wysokich stężeniach rozkłada się wybuchowo na pierwiastki pod wpływem światła, sprężenia lub po niewielkim ogrzaniu. Można nim manipulować, jeśli jego stężenie w powietrzu nie przekracza 15%[7][2]. Nie jest bezwodnikiem kwasowym, z wodą reaguje powoli i można go w niej przechowywać oraz transportować bez ryzyka wybuchu; odzyskuje się go przepuszczając przez roztwór strumień powietrza. Z zasadami reaguje dysproporcjonując do ClIII i ClV[6].
Otrzymywanie[edytuj | edytuj kod]
Ditlenek chloru można otrzymać w reakcji chlorynów z chlorem gazowym, chlorowodorem lub podchlorynem w obecności chlorowodoru:
- 2NaClO2 + Cl2 → 2ClO2 + 2NaCl
- 2NaClO2 + 2HCl + NaOCl → 2ClO2 + 3NaCl + H2O
- 5NaClO2 + 4HCl → 5NaCl + 4ClO2 + 2H2O
Reakcje te stosuje się w warunkach laboratoryjnych, a także w procesach uzdatniania wody na małą skalę.
Inną metodą laboratoryjną jest działanie kwasem siarkowym na chlorany w temperaturze 0 °C. Powstający kwas chlorowy dysproporcjonuje do kwasu nadchlorowego i ClO2[6]:
- 3HClO3 → 2ClO2↑ + HClO4 + H2O
W warunkach przemysłowych dwutlenek chloru otrzymuje się przez redukcję chloranów w środowisku silnie kwasowym[2].
- HClO3 + HCl → HClO2 + HOCl
- HClO3 + HClO2 → 2ClO2 + H2O
- HOCl + HCl → Cl2 + H2O
Zbiorniki reakcyjne przedmuchuje się powietrzem w trakcie procesu, aby utrzymać bezpieczne stężenie ditlenku chloru i chloru.
Zastosowanie[edytuj | edytuj kod]
Stosowany do dezynfekcji wody, szczególnie w zwalczaniu bakterii Legionella, ze względu na wysoką skuteczność usuwania biofilmu[8]. Także w przemyśle papierniczym do wybielania papieru. Zabija algi[9], może być wykorzystany do hamowania zakwitu glonów w zbiornikach wodnych[10].
Roczna produkcja światowa wynosi około miliona ton[5].
Przypisy[edytuj | edytuj kod]
- ↑ a b c d David R. Lide (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-58, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
- ↑ a b c d e f g h i H. Vogt i inni, Chlorine Oxides and Chlorine Oxygen Acids, [w:] Ullmann's Encyclopedia of Chemical Industrial Chemistry, wyd. 6, Weinheim: Viley-VCH, DOI: 10.1002/14356007.a06_483.pub2, ISBN 978-3-527-30385-4.
- ↑ a b Ditlenek chloru, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-03-28] (ang.).
- ↑ Hans Ulrich Süss: Bleaching. W: Ullmann's Encyclopedia of Chemical Industrial Chemistry. Weinheim: Viley-VCH, 2006. DOI: 10.1002/14356007.a04_191.pub2. ISBN 978-3-527-30385-4.
- ↑ a b c Geoff Rayner-Canham. Tina Overton: Descriptive Inorganic Chemistry. W. H. Freeman and Company, 2010, s. 470–471. ISBN 978-1-4292-2434-5.
- ↑ a b c Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Wyd. 5. Warszawa: PWN, 2002, s. 572–574. ISBN 83-01-13654-5.
- ↑ Pradyot Patnaik: Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2003, s. 213–214. ISBN 0-07-049-439-8.
- ↑ Zwalczanie bakterii Legionella metodą dozowania dwutlenku chloru. ProWater. [dostęp 2013-09-09]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-09-01)]. (pol.).
- ↑ Heng Zhang i inni, [Inhibition and elimination of chlorine dioxide on Phaeocystis globosa], „Ying Yong Sheng Tai Xue Bao = The Journal of Applied Ecology”, 14 (7), 2003, s. 1173–1176, ISSN 1001-9332, PMID: 14587346 [dostęp 2023-11-18].
- ↑ Wei Song i inni, Algae-containing raw water treatment and by-products control based on ClO2 preoxidation-assisted coagulation/precipitation process, „Environmental Geochemistry and Health”, 44 (11), 2022, s. 3837–3851, DOI: 10.1007/s10653-021-01055-1, ISSN 1573-2983, PMID: 34713368 [dostęp 2023-11-18].