Ditlenek chloru

Ditlenek chloru
	; roztwór wodny ditlenku chloru
Nazewnictwo
	Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
konst.	ditlenek chloru, tlenek chloru(IV), tlenek chloru(4+)
podst.	λ4-chloranodion
addyt.	dioksydochlor
	Inne nazwy i oznaczenia
Stocka	tlenek chloru(IV)
inne	daw. dwutlenek chloru
	Ogólne informacje
	Charakterystyka fizyczna
	pomarańczowozielony, żółtozielony lub żółtopomarańczowy gaz; po skropleniu czerwonobrązowa ciecz, po zestaleniu pomarańczowoczerwone kryształy
Wzór Hilla	ClO2
Masa molowa	67,45 g/mol
	Identyfikacja
Numer CAS	10049-04-4
PubChem	24870
DrugBank	DB12453
SMILES
	O=Cl[O]
InChI
	InChI=1S/ClO2/c2-1-3
	InChIKey
	OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N
Właściwości
	Gęstość
	0,002757 g/cm³; gaz
	Rozpuszczalność w wodzie
	dobra
	w innych rozpuszczalnikach
	rozpuszczalny w tetrachlorometanie, kwasie siarkowym i kwasie octoweym
Temperatura topnienia	−59 °C
Temperatura wrzenia	11 °C
Niebezpieczeństwa
	Globalnie zharmonizowany system; klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
	Niebezpieczeństwo
Zwroty H	H270, H330, H314, H400
Numer RTECS	FO3000000
	Podobne związki
Podobne związki	Cl2O
	Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą; stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
	Więcej identyfikatorów i właściwości może znajdować się w Wikidanych
	Multimedia w Wikimedia Commons

Ditlenek chloru, daw. dwutlenek chloru, nazwa Stocka: tlenek chloru(IV), ClO₂ – nieorganiczny związek chemiczny, tlenek chloru na IV stopniu utlenienia. Jest utleniającym biocydem oraz toksyną metaboliczną.

Właściwości

Budowa cząsteczki

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

Jest dobrze rozpuszczalny w wodzie (5 razy lepiej niż chlor), po ochłodzeniu z roztworu wypadają kryształy oktahydratu, ClO₂·8H₂O^[2].

Właściwości chemiczne

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 Cl^III i Cl^V^[6].

Otrzymywanie

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

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].

Zobacz też

Miracle Mineral Solution

Przypisy

1 2 3 4 David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-58, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 H.H. Vogt H.H., J.J. Balej J.J., J.E.J.E. Bennett J.E.J.E., P.P. Wintzer P.P., S.A.S.A. Sheikh S.A.S.A., Chlorine Oxides and Chlorine Oxygen Acids, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, DOI: 10.1002/14356007.a06_483.pub2 (ang.).
↑ Chlorine dioxide, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank [online], Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 1640 [dostęp 2026-06-16] (niem. • ang.).
↑ Hans UlrichH.U. Süss Hans UlrichH.U., Bleaching, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, DOI: 10.1002/14356007.a04_191.pub2 (ang.).
1 2 3 Geoff Rayner-Canham. TinaG.R.C.T. Overton Geoff Rayner-Canham. TinaG.R.C.T., Descriptive Inorganic Chemistry, W.H. Freeman and Company, 2010, s. 470–471, ISBN 978-1-4292-2434-5 (ang.).
1 2 3 AdamA. Bielański AdamA., Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 572–574, ISBN 83-01-13654-5 .
↑ PradyotP. Patnaik PradyotP., Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, s. 213–214, ISBN 0-07-049439-8 (ang.).
↑ Zwalczanie bakterii Legionella metodą dozowania dwutlenku chloru [online], ProWater [dostęp 2013-09-09] [zarchiwizowane z adresu 2013-09-01] .
↑ HengH. Zhang HengH., WeidongW. Yang WeidongW., JieJ. Gao JieJ., JieshengJ. Liu JieshengJ., 二氧化氯对球形棕囊藻的抑制和杀灭作用, „应用生态学报”, 14 (7), 2003, s. 1173–1176, PMID: 14587346 (chiń.).
↑ WeiW. Song WeiW. 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, PMID: 34713368 (ang.).

[CRC-1] 1 2 3 4 David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, s. 4-58, ISBN 978-1-4200-9084-0 (ang.).

[Ullmann-2] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H.H. Vogt H.H., J.J. Balej J.J., J.E.J.E. Bennett J.E.J.E., P.P. Wintzer P.P., S.A.S.A. Sheikh S.A.S.A., Chlorine Oxides and Chlorine Oxygen Acids, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, DOI: 10.1002/14356007.a06_483.pub2 (ang.).

[GESTIS-3] Chlorine dioxide, [w:] GESTIS-Stoffdatenbank [online], Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, ZVG: 1640 [dostęp 2026-06-16] (niem. • ang.).

[Bleaching-4] Hans UlrichH.U. Süss Hans UlrichH.U., Bleaching, [w:] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley‐VCH, DOI: 10.1002/14356007.a04_191.pub2 (ang.).

[Canham-5] 1 2 3 Geoff Rayner-Canham. TinaG.R.C.T. Overton Geoff Rayner-Canham. TinaG.R.C.T., Descriptive Inorganic Chemistry, W.H. Freeman and Company, 2010, s. 470–471, ISBN 978-1-4292-2434-5 (ang.).

[Bielanski_2002-6] 1 2 3 AdamA. Bielański AdamA., Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2002, s. 572–574, ISBN 83-01-13654-5 .

[Patnaik-7] PradyotP. Patnaik PradyotP., Handbook of Inorganic Chemicals, London: McGraw-Hill, 2003, s. 213–214, ISBN 0-07-049439-8 (ang.).

[prowater-8] Zwalczanie bakterii Legionella metodą dozowania dwutlenku chloru [online], ProWater [dostęp 2013-09-09] [zarchiwizowane z adresu 2013-09-01] .

[9] HengH. Zhang HengH., WeidongW. Yang WeidongW., JieJ. Gao JieJ., JieshengJ. Liu JieshengJ., 二氧化氯对球形棕囊藻的抑制和杀灭作用, „应用生态学报”, 14 (7), 2003, s. 1173–1176, PMID: 14587346 (chiń.).

[10] WeiW. Song WeiW. 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, PMID: 34713368 (ang.).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]