- estructura
- Nomenclatura
- propietats
- estat físic
- pes molecular
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- densitat
- solubilitat
- propietats químiques
- Propietats de les seves solucions aquoses
- altres propietats
- obtenció
- Usos com a desinfectant
- en aliments
- En paper i cartró que entraran en contacte amb aliments
- En aigua per beure
- en odontologia
- En aplicacions mèdiques
- altres usos
- Riscos
- referències
El diòxid de clor és un compost inorgànic format per l'element clor (Cl) i l'oxigen (O). La seva fórmula química és ClO 2. És un gas color de groc verdós a rogenc. No es troba de forma natural en l'ambient.
És extremadament reactiu, pel que és comú que es prepari en el lloc on es va a utilitzar. Un dels seus usos més importants és com microbicida, antisèptic i desodoritzant doncs elimina bacteris, virus i fongs amb molta facilitat i en concentracions molt baixes.
Alguns aliments que es venen en els supermercats poden haver estat desinfectats amb diòxid de clor ClO 2. Autor: ElasticComputeFarm. Font: Pixabay.
Permet desinfectar aliments com vegetals, fruites, carns, aus i mariscs. Serveix per higienitzar superfícies, pisos, banys, sistemes de ventilació, piscines, equips de laboratori, equips de dentistes, etc.
Per això és emprat en el processament d'aliments, en hospitals i clíniques, en indústries i comerços. S'empra per purificar l'aigua que serveix per beure i també les aigües residuals municipals.
És molt efectiu com a agent oxidant, per la qual cosa s'empra per blanquejar polpa de paper, olis, farina, cuirs, fibres tèxtils, entre d'altres.
Quan es troba en forma de gas és molt perillós, ja que és molt explosiu, i s'utilitza principalment en solucions aquoses. És tòxic si s'inhala.
estructura
El diòxid de clor està format per la unió d'un àtom de clor (Cl) amb dos àtoms d'oxigen (O). Els enllaços de el clor amb cada oxigen són covalents i dobles. El clor en aquest compost posseeix una valència de +4.
Estructura Lewis de el diòxid de clor ClO 2. Yikrazuul. Font: Wikimedia Commons.
Posseeix una estructura simètrica i en forma d'angle, ja que posseeix electrons lliures. És a dir, que no formen enllaç amb cap altre àtom.
Estructura de l'ClO 2 en tres dimensions. Verd = clor; vermell = oxigen. Ben Mills and Jynto. Font: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Diòxid de clor
- Òxid de clor (iv)
propietats
estat físic
Gas de color groc verdós a groc vermellós.
pes molecular
67,45 g / mol.
Punt de fusió
-59 ºC.
Punt d'ebullició
11 ºC.
densitat
Líquid a 0 ° C = 1,642 g / cm 3
Gas = 2,33 (densitat relativa a l'aire, aire = 1).
solubilitat
Soluble en aigua: 2000 cm 3 de l'ClO 2 gas a 100 cm 3 d'aigua freda o 0,8 g / 100 ml d'aigua a 20 ° C. Soluble en solució alcalina i en solució d'àcid sulfúric H 2 SO 4.
propietats químiques
El ClO 2 és extremadament reactiu i pot explotar de forma violenta. És un agent oxidant molt efectiu.
El ClO 2 es descompon violentament si entra en contacte amb materials orgànics. Si es troba en aire a una concentració major a el 10% pot explotar per efecte de la llum solar o la calor.
També pot detonar en presència de mercuri (Hg) o monòxid de carboni (CO).
Sota l'acció de la llum ultraviolada (UV) o de l'ozó el ClO 2 es converteix en hexóxido de clor Cl 2 O 6, compost molt inestable.
Propietats de les seves solucions aquoses
Les seves solucions aquoses són grogues o groc vermelloses. Són estables si es mantenen fredes, ben segellades i protegides de la llum de el sol. En presència de llum aquestes solucions es descomponen lentament per donar àcid clorhídric HCl i àcid clòric HClO 3.
Solució aquosa de ClO 2 on s'observa que es desprèn un gas de color groc que és el ClO 2. Autor: Materialscientist. Font: Wikimedia Commons.
En les solucions alcalines el ClO 2 es descompon en ions clorit ClO 2- i clorat ClO 3-. En les solucions àcides es forma àcid clorós HClO 2 i després aquest es descompon a àcid clorhídric HCl i àcid clòric HClO 3.
altres propietats
Els vapors concentrats de ClO 2 són potencialment explosius, per la qual cosa no s'ha pogut comprimir ni sol ni barrejat amb altres gasos. Per aquesta raó es prefereix preparar en el lloc on es va a utilitzar.
Quan es troba a molt baixes temperatures en la seva forma hidratada, que és la forma en què de vegades és traslladat, és un sòlid en forma de bloc semblant a el gel i de color taronja.
Posseeix olor similar a el clor. És tòxic per inhalació.
obtenció
Es pot obtenir de diverses formes. Per exemple, en alguns casos les solucions de ClO 2 es preparen fent passar una barreja de gas clor (Cl 2) i aire (o gas clor i nitrogen N 2) a través d'una columna que conté grànuls de clorit de sodi (NaClO 2).
2 NaClO 2 + Cl 2 → 2 NaCl + 2 ClO 2
El producte generat conté aproximadament un 90% de ClO 2, entre d'altres compostos de clor.
També s'obté a partir de clorat de potassi (KClO 3) i àcid sulfúric (H 2 SO 4) en presència d'àcid oxàlic com a reductor. En aquest cas es forma també diòxid de carboni (CO 2) que serveix per diluir el ClO 2.
Es pot preparar en el lloc d'ús partint de clorat de sodi (NaClO 3), àcid sulfúric (H 2 SO 4) i metanol (CH 3 OH).
En la indústria s'obté mitjançant clorat de sodi (NaClO 3) i diòxid de sofre (SO 2) en presència d'àcid sulfúric.
2 NaClO 3 + SO 2 + H 2 SO 4 → 2 ClO 2 + 2 NaHSO 4
Usos com a desinfectant
Pot emprar-se com un potent agent antimicrobià. S'ha trobat que és altament efectiu contra diversos microorganismes, com ara l'Escherichia coli i Staphylococcus aureus.
Amb aquest últim n'hi ha prou una concentració de només 5 ppm de ClO 2 per eliminar el 100% dels mateixos. És bactericida, antisèptic i desodoritzant. És efectiu sobre un ampli interval de pH.
en aliments
S'utilitza com a agent antimicrobià en aigua per fumigar fruites i vegetals, en el processament de carns d'aus, carns vermelles, Tant peces de carn com òrgans, i productes marins com el marisc.
Les carns vermelles dels supermercats poden haver estat tractades amb diòxid de clor per desinfectar-les. Autor: Karamo. Font: Pixabay.
Les solucions de diòxid de clor s'han d'utilitzar en una concentració que no excedeixi 3 ppm (parts per milió) de ClO 2 residual, de manera que no tingui un efecte sobre els aliments.
Després de l'tractament amb ClO 2 tots els aliments han de esbandir completament amb aigua potable, o s'han de destinar a escaldat, cocció o enllaunat.
En el cas de productes marins la solució de ClO 2 ha d'emprar en l'aigua i gel que s'usen en el esbandit, rentat, descongelament, transport o emmagatzematge. Els mariscs crus han de després rentar-se molt bé amb aigua potable abans de l'consum.
L'aigua freda i el gel amb què es conserven els fruits de la mar contenen petites quantitats de ClO 2. Autor: PublicDomainPictures. Font: Pixabay.
En paper i cartró que entraran en contacte amb aliments
Les solucions de ClO 2 s'utilitzen per eliminar microorganismes que causen llim (com algues, bacteris i fongs) en l'aigua de procés que s'empra en la manufactura de paper i cartró que entrarà en contacte amb aliments.
En aigua per beure
Serveix per purificar aigua i fer-la potable (segura per beure). S'utilitza en el pretractament d'aigua que després serà embotellada per beure o aigua que serà utilitzada com a ingredient en la manufactura de begudes o refrescos.
Alguns refrescs processats poden contenir aigua tractada amb ClO 2. Susan Slater. Font: Wikimedia Commons.
en odontologia
S'empra en els instruments utilitzats pel metge odontòleg o dentista per desinfectar i destruir organismes patògens en els mateixos.
En aplicacions mèdiques
Les solucions aquoses de ClO 2 s'han emprat per tractar candidiasi orals (infecció a la boca). La candidiasi és una infecció pel fong Candida albicans.
Aspecte de l'fong Candida albicans en un cultiu de laboratori. CDC / Dr. William Kaplan. Font: Wikimedia Commons.
El diòxid de clor elimina el fong de la boca i millora significativament l'aparença dels teixits bucals sense efectes secundaris.
Alguns investigadors mèdics indiquen que les solucions de ClO 2 aplicades a ferides d'operacions quirúrgiques poden disminuir o suprimir la formació d'adhesions sense afectar la curació de la mateixa, amb l'avantatge addicional de les seves propietats antisèptiques.
altres usos
Per les seves propietats oxidants i microbicides el ClO 2 s'utilitza per a:
- Blanquejar la cel·lulosa de la fusta en la manufactura de polpa i paper, proporcionant una lluentor estable.
- Decolorar greixos i olis, cuir, blanquejar farina i tèxtils.
- Aplicacions agrícoles com desinfectar superfícies dures, equips, sistemes d'aigua i hivernacles de bolets.
- Aplicacions en indústries, comerços i hospitals com desinfectar superfícies dures (parets, pisos, banys), sistemes de ventilació, equips de laboratori.
- Desinfectar pisos i banys de llars, sistemes d'aire condicionat, sistemes de circulació d'aigua de piscines.
- El tractament d'aigües residuals municipals i industrials.
- Neteja de contaminació de camps petroliers.
- Manufactura de sals de clorur (Cl -).
Riscos
- Els vapors concentrats de ClO 2 són potencialment explosius.
- És tòxic per inhalació i ingestió. És irritant dels ulls, nas i gola, pot causar edema pulmonar i bronquitis crònica.
- Segons les fonts consultades el ClO 2 no causa mutacions en l'ADN ni causa càncer en humans.
referències
- US National Library of Medicine. (2019). Chlorine dioxide. Recuperat de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Dean, JA (editor). (1973). Lange s Handbook of Chemistry (Eleventh Edition). McGraw-Hill Book Company.
- Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry. (1990). Fifth Edition. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
- Cotton, F. Albert and Wilkinson, Geoffrey. (1980). Advanced Inorganic Chemistry. Fourth Edition. John Wiley & Sons.
- Bajpai, P. (2012). Chlorine Dioxide Bleaching. Effect of Chlorine Dioxide Bleaching on Pulp Quality. In Environmentally Benign Approaches for Pulp Bleaching (Second Edition). Recuperat de sciencedirect.com.
- Moran, S. (2018). Water chemistry. Chlorine dioxide. In An Applied Guide to Water and Effluent Treatment Plant Design. Recuperat de sciencedirect.com.
- McKeen, L. (2012). Introduction to Food Irradiation and Medical Sterilization. Gaseous Chlorine Dioxide. In The Effect of Sterilization on Plastics and Elastomers (Third Edition). Recuperat de sciencedirect.com.