Przejdź do zawartości

Ditlenek chloru

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
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

10049-04-4

PubChem

24870

DrugBank

DB12453

Podobne związki
Podobne związki

Cl2O

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Ditlenek chloru, dwutlenek chloru (nazwa Stocka: tlenek chloru(IV)), ClO2nieorganiczny 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 + Cl22ClO2 + 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]:

3HClO32ClO2↑ + HClO4 + H2O

W warunkach przemysłowych dwutlenek chloru otrzymuje się przez redukcję chloranów w środowisku silnie kwasowym[2].

HClO3 + HCl → HClO2 + HOCl
HClO3 + HClO22ClO2 + 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]
  1. 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.).
  2. 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, DOI10.1002/14356007.a06_483.pub2, ISBN 978-3-527-30385-4.
  3. a b Ditlenek chloru, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-03-28] (ang.).
  4. 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.
  5. 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.
  6. a b c Adam Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej. Wyd. 5. Warszawa: PWN, 2002, s. 572–574. ISBN 83-01-13654-5.
  7. Pradyot Patnaik: Handbook of Inorganic Chemicals. McGraw-Hill, 2003, s. 213–214. ISBN 0-07-049-439-8.
  8. Zwalczanie bakterii Legionella metodą dozowania dwutlenku chloru. ProWater. [dostęp 2013-09-09]. [zarchiwizowane z tego adresu (2013-09-01)]. (pol.).
  9. 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, PMID14587346 [dostęp 2023-11-18].
  10. 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, DOI10.1007/s10653-021-01055-1, ISSN 1573-2983, PMID34713368 [dostęp 2023-11-18].