OXID CHLORIČITÝ (CLO2): STRUKTURA, POUŽITÍ, ZÍSKÁVÁNÍ, RIZIKA, VLASTNOSTI - CHEMIE - 2025

Oxidu chloričitého je anorganická sloučenina, prvek, tvořený chloru (Cl) a kyslík (O). Jeho chemický vzorec je ClO ₂. Je to zelenkavě žlutý až načervenalý plyn. V prostředí se přirozeně nenachází.

Je extrémně reaktivní, takže je běžné, že se připravuje tam, kde má být použit. Jedním z jeho nejdůležitějších použití je mikrobicid, antiseptikum a deodorizér, protože velmi snadno a ve velmi nízkých koncentracích odstraňuje bakterie, viry a houby.

Některé potraviny prodávané v supermarketech mohly být dezinfikovány oxidem chloričitým ClO ₂. Autor: ElasticComputeFarm. Zdroj: Pixabay.

Umožňuje dezinfikovat potraviny, jako je zelenina, ovoce, maso, drůbež a mořské plody. Používá se k dezinfekci povrchů, podlah, koupelen, ventilačních systémů, bazénů, laboratorního vybavení, dentálního vybavení atd.

Z tohoto důvodu se používá ve zpracování potravin, v nemocnicích a klinikách, v průmyslových odvětvích a podnicích. Používá se k čištění pitné vody a komunálních odpadních vod.

Jako oxidační činidlo je velmi účinný, a proto se mimo jiné používá k bělení papírové buničiny, olejů, mouky, kůže, textilních vláken.

Pokud je ve formě plynu, je velmi nebezpečný, protože je vysoce výbušný a používá se hlavně ve vodných roztocích. Je toxický při vdechování.

Struktura

Oxid chloričitý je tvořen spojením atomu chloru (Cl) se dvěma atomy kyslíku (O). Vazby chloru s každým kyslíkem jsou kovalentní a dvojité. Chlor v této sloučenině má valenci +4.

Lewis struktura oxidu chloričitého ClO ₂. Yikrazuul. Zdroj: Wikimedia Commons.

Má symetrickou a úhlovou strukturu, protože má volné elektrony. To znamená, že netvoří vazbu s žádným jiným atomem.

Struktura ClO ₂ ve třech rozměrech. Zelená = chlor; červená = kyslík. Ben Mills a Jynto. Zdroj: Wikimedia Commons.

Nomenklatura

- Oxid chloričitý

- Oxid chloričitý (iv)

Vlastnosti

Fyzický stav

Zelenožlutý až červenožlutý plyn.

Molekulární váha

67,45 g / mol.

Bod tání

-59 ° C

Bod varu

11 ° C

Hustota

Kapalina při teplotě 0 ° C = 1642 g / cm ³

Plyn = 2,33 (relativní hustota vůči vzduchu, vzduch = 1).

Rozpustnost

Rozpustný ve vodě: 2000 cm ³ z CLO ₂ plynu ve 100 cm ³ studené vody, nebo 0,8 g / 100 ml vody při 20 ° C Rozpustný v alkalickém roztoku, a v roztoku kyseliny sírové H ₂ SO ₄.

Chemické vlastnosti

ClO ₂ je extrémně reaktivní a může prudce explodovat. Je to velmi účinné oxidační činidlo.

ClO ₂ se prudce rozkládá, pokud přichází do styku s organickými materiály. Pokud je ve vzduchu o koncentraci vyšší než 10%, může explodovat v důsledku působení slunečního světla nebo tepla.

Může také vybuchnout v přítomnosti rtuti (Hg) nebo oxidu uhelnatého (CO).

Působením ultrafialového záření (UV) nebo ozonu, ClO ₂ promění chloru hexoxide Cl ₂ O ₆, je velmi nestabilní sloučeniny.

Vlastnosti vašich vodných roztoků

Jeho vodné roztoky jsou žluté nebo načervenalé žluté. Jsou stabilní, pokud jsou udržovány v chladu, dobře uzavřeny a chráněny před slunečním zářením. Za přítomnosti světla se tyto roztoky pomalu rozkládají na kyselinu chlorovodíkovou HC1 a kyselinu chlorovodíkovou HC1 ₃.

Vodný roztok CIO _2, kde bylo pozorováno, že se žlutá plyn, který je ClO _{2 se uvolní}. Autor: Materialcientist. Zdroj: Wikimedia Commons.

V alkalických roztocích se ClO ₂ rozkládá na chloritanové ionty ClO ^2- a chlorečnan ClO ^3-. V kyselých roztoků, chlorité kyselina HClO _{2 je vytvořen}, a pak se rozloží do kyseliny chlorovodíkové kyseliny chlorovodíkové a kyseliny chlorečné HClO ₃.

Další vlastnosti

Koncentrované páry ClO ₂ jsou potenciálně výbušné, takže nebylo možné jej komprimovat samostatně nebo smíchat s jinými plyny. Z tohoto důvodu je výhodné jej připravit na místě, kde má být použit.

Když je ve své hydratované formě při velmi nízkých teplotách, což je způsob, jakým se někdy přenáší, jedná se o blokovou pevnou látku podobnou ledové a oranžové barvě.

Má zápach podobný chloru. Je toxický při vdechování.

Získání

Lze jej získat několika způsoby. Například, v některých případech CLO ₂ roztoky se připraví průchodem směsi plynného chloru (Cl ₂) a vzduchu (nebo plynný chlor a dusík N ₂) přes sloupec, obsahující granule chloritanu sodného (NaClO ₂).

2 NaClO ₂ + Cl ₂ → 2 NaCl + 2 ClO ₂

Vytvořený produkt obsahuje přibližně 90% CLO ₂, mimo jiné sloučeniny chloru.

To je také získán z chlorečnanu draselného (KClO ₃) a kyseliny sírové (H ₂ SO ₄), v přítomnosti kyseliny šťavelové jako redukčního činidla. V tomto případě, oxid uhličitý (CO ₂) je také vytvořen, který slouží k ředění ClO ₂.

Může být připraven na místě použití se vychází z chlorečnanu sodného (NaClO ₃), kyseliny sírové (H ₂ SO ₄) a methanolu (CH ₃ OH).

V průmyslu se získává prostřednictvím chlorečnanu sodného NaClO (₃) a oxid siřičitý (SO ₂) v přítomnosti kyseliny sírové.

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

Používá se jako dezinfekční prostředek

Může být použit jako silný antimikrobiální prostředek. Bylo zjištěno, že je vysoce účinný proti různým mikroorganismům, jako je Escherichia coli a Staphylococcus aureus.

S druhým, koncentrace pouze 5 ppm ClO _{2 je} dostatečně eliminovat 100% z nich. Je to baktericidní, antiseptické a deodorační. Je účinný v širokém rozmezí pH.

V jídle

Používá se jako antimikrobiální činidlo ve vodě k fumigaci ovoce a zeleniny, při zpracování drůbeže, červeného masa, kusů masa a orgánů a mořských produktů, jako je měkkýš.

Červené maso ze supermarketů mohlo být ošetřeno oxidem chloričitým, aby ho dezinfikovalo. Autor: Karamo. Zdroj: Pixabay.

Roztoky oxidu chloričitého by se měly používat v koncentraci nepřesahující 3 ppm (části na milion) zbytkového ClO ₂, aby nemělo účinek na potraviny.

Po ošetření ClO ₂ musí být veškeré jídlo důkladně opláchnuto pitnou vodou nebo musí být použito k blanšírování, vaření nebo konzervování.

V případě mořských produktů by měl být roztok ClO ₂ používán ve vodě a ledu, který se používá při oplachování, mytí, rozmrazování, přepravě nebo skladování. Syrové měkkýše by pak měly být před konzumací důkladně omyty pitnou vodou.

Studené vody a ledu, v němž se udržuje mořské plody obsahují malé množství CIO ₂. Autor: PublicDomainPictures. Zdroj: Pixabay.

Na papíře a kartonu, které přijdou do styku s jídlem

Roztoky ClO ₂ se používají k eliminaci mikroorganismů způsobujících sliz (jako jsou řasy, bakterie a houby) v procesní vodě používané při výrobě papíru a lepenky, které přicházejí do styku s potravinami.

V pitné vodě

Používá se k čištění vody a jejímu pití (bezpečné k pití). Používá se při předúpravě vody, která se později plní do lahví na pití nebo vody, která se použije jako složka při výrobě nápojů nebo nealkoholických nápojů.

Některé zpracované sodovky mohou obsahovat vodu ošetřenou ClO ₂. Susan Slaterová. Zdroj: Wikimedia Commons.

Ve stomatologii

Používá se v nástrojích používaných zubaři nebo zubaři k jejich dezinfekci a ničení patogenních organismů v nich.

V lékařských aplikacích

Vodné roztoky CIO ₂ byly použity k léčbě orální kandidóza (infekce v ústech). Kandidóza je infekce plísní Candida albicans.

Vzhled houby Candida albicans v laboratorní kultuře. CDC / Dr. William Kaplan. Zdroj: Wikimedia Commons.

Oxid chloričitý ničí houby v ústech a výrazně zlepšuje vzhled orálních tkání bez vedlejších účinků.

Někteří vědci naznačují, že roztoky ClO ₂ aplikované na chirurgické rány mohou snížit nebo potlačit tvorbu adheze, aniž by ovlivnily hojení adheze, s další výhodou jeho antiseptických vlastností.

Další použití

Díky svým oxidačním a mikrobicidním vlastnostem se ClO ₂ používá k:

- Při výrobě buničiny a papíru vybělte celulózu ze dřeva, čímž získáte stabilní lesk.

- Bělicí tuky a oleje, kůže, bělicí mouka a textilie.

- Zemědělské aplikace, jako je dezinfekce tvrdých povrchů, zařízení, vodních systémů a hubových skleníků.

- Aplikace v průmyslových odvětvích, obchodech a nemocnicích, jako je dezinfekce tvrdých povrchů (stěny, podlahy, koupelny), ventilační systémy, laboratorní vybavení.

- Dezinfikovat podlahy a koupelny domů, klimatizační systémy, systémy cirkulace vody v bazénu.

- Čištění komunálních a průmyslových odpadních vod.

- Čištění kontaminace ropných polí.

- Výroba chloridových solí (Cl ^-).

Rizika

- Výpary koncentrované ClO ₂ jsou potenciálně výbušné.

- Je toxický při vdechování a požití. Dráždí oči, nos a krk, může způsobit plicní edém a chronickou bronchitidu.

- Podle konzultovaných zdrojů nezpůsobuje ClO ₂ mutace v DNA ani u lidí způsobuje rakovinu.

Reference

1. Americká národní lékařská knihovna. (2019). Oxid chloričitý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Dean, JA (editor). (1973). Lange's Handbook of Chemistry (Eleventh Edition). McGraw-Hill Book Company.
3. Ullmannova encyklopedie průmyslové chemie. (1990). Páté vydání. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Cotton, F. Albert a Wilkinson, Geoffrey. (1980). Pokročilá anorganická chemie. Čtvrté vydání. John Wiley a synové.
5. Bajpai, P. (2012). Bělení oxidu chloričitého. Vliv bělidla oxidu chloričitého na kvalitu buničiny. V ekologicky nezávadných přístupech k bělení buničiny (druhé vydání). Obnoveno z sciposedirect.com.
6. Moran, S. (2018). Chemie vody. Oxid chloričitý. V Aplikovaném průvodci návrhem úpravny vody a odpadních vod. Obnoveno z sciposedirect.com.
7. McKeen, L. (2012). Úvod do ozařování potravin a lékařské sterilizace. Plynný oxid chloričitý. Vliv sterilizace na plasty a elastomery (3. vydání). Obnoveno z webu sciusalirect.com.