Struttura, usi, ottenimento, rischi, proprietà del biossido di cloro (ClO2)

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David Holt
Struttura, usi, ottenimento, rischi, proprietà del biossido di cloro (ClO2)

Il biossido di cloro È un composto inorganico formato dall'elemento cloro (Cl) e ossigeno (O). La sua formula chimica è ClODue. È un gas dal giallo verdastro al rossastro. Non si trova naturalmente nell'ambiente.

È estremamente reattivo, quindi è normale che sia preparato dove deve essere utilizzato. Uno dei suoi usi più importanti è come microbicida, antisettico e deodorante perché elimina batteri, virus e funghi molto facilmente e in concentrazioni molto basse..

Alcuni alimenti venduti nei supermercati potrebbero essere stati disinfettati con biossido di cloro ClODue. Autore: ElasticComputeFarm. Fonte: Pixabay.

Consente di disinfettare cibi come verdura, frutta, carne, pollame e frutti di mare. Viene utilizzato per sanificare superfici, pavimenti, bagni, sistemi di ventilazione, piscine, apparecchiature di laboratorio, apparecchiature odontoiatriche, ecc..

Per questo viene utilizzato nella lavorazione degli alimenti, negli ospedali e nelle cliniche, nelle industrie e nei negozi. Viene utilizzato per purificare l'acqua potabile e le acque reflue urbane.

È molto efficace come agente ossidante, motivo per cui viene utilizzato per candeggiare pasta di carta, oli, farina, cuoio, fibre tessili, tra gli altri..

Quando è sotto forma di gas, è molto pericoloso, poiché è altamente esplosivo e viene utilizzato principalmente in soluzioni acquose. È tossico se inalato.

Indice articolo

  • 1 Struttura
  • 2 Nomenclatura
  • 3 Proprietà
    • 3.1 Stato fisico
    • 3.2 Peso molecolare
    • 3.3 Punto di fusione
    • 3.4 Punto di ebollizione
    • 3.5 Densità
    • 3.6 Solubilità
    • 3.7 Proprietà chimiche
    • 3.8 Proprietà delle sue soluzioni acquose
    • 3.9 Altre proprietà
  • 4 Ottenimento
  • 5 Utilizza come disinfettante
    • 5.1 Nel cibo
    • 5.2 Su carta e cartone che verranno a contatto con gli alimenti
    • 5.3 Nell'acqua potabile
    • 5.4 In odontoiatria
    • 5.5 Nelle applicazioni mediche
  • 6 Altri usi
  • 7 Rischi
  • 8 Riferimenti

Struttura

Il biossido di cloro è formato dall'unione di un atomo di cloro (Cl) con due atomi di ossigeno (O). I legami del cloro con ciascun ossigeno sono covalenti e doppi. Il cloro in questo composto ha una valenza di +4.

Struttura di Lewis del biossido di cloro ClODue. Yikrazuul [dominio pubblico]. Fonte: Wikimedia Commons.

Ha una struttura simmetrica e angolata, poiché ha elettroni liberi. Cioè, non formano un legame con nessun altro atomo.

Struttura ClODue in tre dimensioni. Verde = cloro; rosso = ossigeno. Ben Mills e Jynto [Pubblico dominio]. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

- Biossido di cloro

- Ossido di cloro (iv)

Proprietà

Stato fisico

Gas da giallo verdastro a giallo rossastro.

Peso molecolare

67,45 g / mol.

Punto di fusione

-59 ºC.

Punto di ebollizione

11 ºC.

Densità

Liquido a 0 ° C = 1.642 g / cm3

Gas = 2,33 (densità relativa all'aria, aria = 1).

Solubilità

Solubile in acqua: 2000 cm3 del ClODue gas in 100 cm3 di acqua fredda o 0,8 g / 100 mL di acqua a 20 ° C. Solubile in soluzione alcalina e in soluzione di acido solforico HDueSW4.

Proprietà chimiche

Il ClODue è estremamente reattivo e può esplodere violentemente. È un agente ossidante molto efficace.

Il ClODue si decompone violentemente se viene a contatto con materiali organici. Se è in aria ad una concentrazione superiore al 10%, può esplodere per effetto della luce solare o del calore.

Può anche esplodere in presenza di mercurio (Hg) o monossido di carbonio (CO).

Sotto l'azione della luce ultravioletta (UV) o dell'ozono, ClODue diventa esossido di cloro ClDueO6, composto molto instabile.

Proprietà delle vostre soluzioni acquose

Le sue soluzioni acquose sono gialle o gialle rossastre. Sono stabili se conservati al fresco, ben sigillati e protetti dai raggi solari. In presenza di luce queste soluzioni si decompongono lentamente dando acido cloridrico HCl e acido clorico HClO.3.

Soluzione acquosa di ClODue dove si osserva che viene rilasciato un gas giallo, che è ClODue. Autore: Materialscientist. Fonte: Wikimedia Commons.

In soluzioni alcaline, ClODue si decompone in ioni clorito ClODue- e Clorato ClO3-. L'acido cloridrico HClO si forma in soluzioni acideDue e quindi questo si decompone in acido cloridrico HCl e acido clorico HClO3.

Altre proprietà

I vapori concentrati di ClODue sono potenzialmente esplosivi, quindi non è stato possibile comprimerli da soli o miscelati con altri gas. Per questo motivo è preferibile prepararlo sul sito in cui verrà utilizzato..

Quando è a temperature molto basse nella sua forma idratata, che è il modo in cui a volte viene trasferito, è un solido a forma di blocco simile al ghiaccio e di colore arancione..

Ha un odore simile al cloro. È tossico per inalazione.

Ottenere

Può essere ottenuto in diversi modi. Ad esempio, in alcuni casi soluzioni ClODue si preparano passando una miscela di cloro gassoso (ClDue) e aria (o gas cloro e azoto NDue) attraverso una colonna contenente granuli di clorito di sodio (NaClODue).

2 NaClODue + ClDue → 2 NaCl + 2 ClODue

Il prodotto generato contiene circa il 90% di ClODue, tra gli altri composti del cloro.

Si ottiene anche dal clorato di potassio (KClO3) e acido solforico (HDueSW4) in presenza di acido ossalico come agente riducente. In questo caso, l'anidride carbonica (CODue) utilizzato per diluire il ClODue.

Può essere preparato nel luogo di utilizzo a partire da clorato di sodio (NaClO3), acido solforico (HDueSW4) e metanolo (CH3OH).

Nell'industria si ottiene per clorato di sodio (NaClO3) e anidride solforosa (SODue) in presenza di acido solforico.

2 NaClO3 + SWDue + HDueSW4 → 2 ClODue + 2 NaHSO4

Utilizza come disinfettante

Può essere usato come un potente agente antimicrobico. È stato trovato per essere altamente efficace contro vari microrganismi, come il Escherichia coli e il Staphylococcus aureus.

Con quest'ultimo è sufficiente una concentrazione di soli 5 ppm di ClODue per eliminarne il 100%. È battericida, antisettico e deodorante. È efficace su un ampio intervallo di pH.

Nel cibo

È usato come agente antimicrobico in acqua per fumigare frutta e verdura, nella lavorazione di pollame, carne rossa, pezzi di carne e organi e prodotti marini come i molluschi..

La carne rossa dei supermercati potrebbe essere stata trattata con biossido di cloro per disinfettarla. Autore: Karamo. Fonte: Pixabay.

Le soluzioni di biossido di cloro devono essere utilizzate a una concentrazione non superiore a 3 ppm (parti per milione) di ClODue residuo, in modo che non abbia effetto sul cibo.

Dopo il trattamento con ClODue tutti gli alimenti devono essere accuratamente risciacquati con acqua potabile o destinati alla sbollentatura, alla cottura o all'inscatolamento.

Nel caso dei prodotti marini, la soluzione ClODue Deve essere utilizzato in acqua e ghiaccio utilizzati per il risciacquo, il lavaggio, lo scongelamento, il trasporto o la conservazione. I crostacei crudi devono quindi essere accuratamente lavati con acqua potabile prima del consumo..

L'acqua fredda e il ghiaccio con cui vengono conservati i frutti di mare contengono piccole quantità di ClODue. Autore: PublicDomainPictures. Fonte: Pixabay.

Su carta e cartone che verranno a contatto con gli alimenti

Soluzioni ClODue sono utilizzati per eliminare i microrganismi che causano la melma (come alghe, batteri e funghi) nell'acqua di processo utilizzata nella produzione di carta e cartone che verranno a contatto con gli alimenti.

Nell'acqua potabile

È usato per purificare l'acqua e renderla potabile (sicura da bere). Viene utilizzato nel pretrattamento dell'acqua che verrà successivamente imbottigliata per bere o dell'acqua che verrà utilizzata come ingrediente nella produzione di bevande o bibite analcoliche..

Alcune bevande analcoliche trasformate possono contenere acqua trattata con ClODue. Susan Slater [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

In odontoiatria

Viene utilizzato negli strumenti utilizzati dal dentista o dal dentista per disinfettarli e distruggere gli organismi patogeni in essi contenuti.

Nelle applicazioni mediche

Soluzioni acquose di ClODue sono stati usati per trattare le infezioni da lieviti orali (infezioni nella bocca). La candidosi è un'infezione causata dal fungo candida albicans.

Aspetto del fungo Candida albicans in una coltura di laboratorio. CDC / Dr. William Kaplan [Dominio pubblico]. Fonte: Wikimedia Commons.

Il biossido di cloro uccide i funghi della bocca e migliora significativamente l'aspetto dei tessuti orali senza effetti collaterali.

Alcuni ricercatori medici indicano che le soluzioni ClODue applicato a ferite da interventi chirurgici può ridurre o sopprimere la formazione di aderenze senza comprometterne la guarigione, con l'ulteriore vantaggio delle sue proprietà antisettiche.

Altri usi

A causa delle sue proprietà ossidanti e microbicide, ClODue è usato per:

- Sbianca la polpa dal legno nella produzione di pasta di legno e carta, fornendo una lucentezza stabile.

- Grassi e oli sbiancanti, cuoio, farina sbiancante e tessuti.

- Applicazioni agricole come la disinfezione di superfici dure, attrezzature, sistemi idrici e serre di funghi.

- Applicazioni in industrie, negozi e ospedali come la disinfezione di superfici dure (pareti, pavimenti, bagni), sistemi di ventilazione, apparecchiature di laboratorio.

- Disinfettare pavimenti e bagni di abitazioni, impianti di condizionamento, sistemi di circolazione dell'acqua delle piscine.

- Trattamento acque reflue urbane e industriali.

- Pulizia dell'inquinamento del giacimento di petrolio.

- Produzione di sali di cloruro (cl-).

Rischi

- I vapori concentrati di ClODue sono potenzialmente esplosivi.

- È tossico per inalazione e ingestione. È irritante per gli occhi, il naso e la gola, può causare edema polmonare e bronchite cronica.

- Secondo le fonti consultate, il ClODue non causa mutazioni del DNA né provoca il cancro negli esseri umani.

Riferimenti

  1. NOI. Biblioteca nazionale di medicina. (2019). Biossido di cloro. Recupero da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Dean, J.A. (editore). (1973). Manuale di chimica di Lange (undicesima edizione). McGraw-Hill Book Company.
  3. Enciclopedia della chimica industriale di Ullmann. (1990). Quinta edizione. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
  4. Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimica inorganica avanzata. Quarta edizione. John Wiley & Sons.
  5. Bajpai, P. (2012). Sbiancamento al biossido di cloro. Effetto dello sbiancamento con biossido di cloro sulla qualità della polpa. In Environmentally Benign Approaches for Pulp Bleaching (Second Edition). Recupero da sciencedirect.com.
  6. Moran, S. (2018). Chimica dell'acqua. Biossido di cloro. In An Applied Guide to Water and Effluent Treatment Plant Design. Recupero da sciencedirect.com.
  7. McKeen, L. (2012). Introduzione all'irradiazione alimentare e alla sterilizzazione medica. Biossido di cloro gassoso. In The Effect of Sterilization on Plastics and Elastomers (Terza Edizione). Recupero da sciencedirect.com.

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