CHLORDIOXID (CLO2): STRUKTUR, VERWENDUNG, GEWINNUNG, RISIKEN, EIGENSCHAFTEN - CHEMIE - 2025

Das Chlordioxid ist ein anorganisches Verbindungselement, das aus Chlor (Cl) und Sauerstoff (O) gebildet wird. Seine chemische Formel lautet ClO ₂ . Es ist ein grünlich-gelbes bis rötliches Gas. Es kommt natürlicherweise nicht in der Umwelt vor.

Es ist äußerst reaktiv, daher ist es üblich, dass es dort hergestellt wird, wo es verwendet werden soll. Eine seiner wichtigsten Anwendungen ist die Verwendung als Mikrobizid, Antiseptikum und Desodorierungsmittel, da es Bakterien, Viren und Pilze sehr leicht und in sehr geringen Konzentrationen beseitigt.

Einige in Supermärkten verkaufte Lebensmittel wurden möglicherweise mit Chlordioxid ClO ₂ desinfiziert . Autor: ElasticComputeFarm. Quelle: Pixabay.

Ermöglicht die Desinfektion von Lebensmitteln wie Gemüse, Obst, Fleisch, Geflügel und Meeresfrüchten. Es wird zur Desinfektion von Oberflächen, Böden, Badezimmern, Lüftungssystemen, Schwimmbädern, Laborgeräten, zahnärztlichen Geräten usw. verwendet.

Aus diesem Grund wird es in der Lebensmittelverarbeitung, in Krankenhäusern und Kliniken, in Industrie und Unternehmen eingesetzt. Es wird zur Reinigung von Trinkwasser und kommunalem Abwasser verwendet.

Es ist sehr effektiv als Oxidationsmittel, weshalb es unter anderem zum Bleichen von Papierzellstoff, Ölen, Mehl, Leder und Textilfasern verwendet wird.

Wenn es in Form eines Gases vorliegt, ist es sehr gefährlich, da es hochexplosiv ist und hauptsächlich in wässrigen Lösungen verwendet wird. Beim Einatmen ist es giftig.

Struktur

Chlordioxid entsteht durch die Vereinigung eines Chloratoms (Cl) mit zwei Sauerstoffatomen (O). Die Bindungen von Chlor mit jedem Sauerstoff sind kovalent und doppelt. Das Chlor in dieser Verbindung hat eine Wertigkeit von +4.

Lewis-Struktur von Chlordioxid ClO ₂ . Yikrazuul. Quelle: Wikimedia Commons.

Es hat eine symmetrische und abgewinkelte Struktur, da es freie Elektronen hat. Das heißt, sie bilden keine Bindung mit einem anderen Atom.

Struktur von ClO ₂ in drei Dimensionen. Grün = Chlor; rot = Sauerstoff. Ben Mills und Jynto. Quelle: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Chlordioxid

- Chloroxid (iv)

Eigenschaften

Körperlicher Status

Grünlich-gelbes bis rotgelbes Gas.

Molekulargewicht

67,45 g / mol.

Schmelzpunkt

-59 ° C.

Siedepunkt

11 ° C.

Dichte

Flüssigkeit bei 0 ° C = 1.642 g / cm ³

Gas = 2,33 (relative Dichte zu Luft, Luft = 1).

Löslichkeit

Wasserlöslich: 2000 cm ³ ClO ₂ -Gas in 100 cm ³ kaltem Wasser oder 0,8 g / 100 ml Wasser bei 20 ° C. Löslich in alkalischer Lösung und in Schwefelsäurelösung H ₂ SO ₄ .

Chemische Eigenschaften

ClO ₂ ist extrem reaktiv und kann heftig explodieren. Es ist ein sehr wirksames Oxidationsmittel.

ClO ₂ zersetzt sich heftig, wenn es mit organischen Materialien in Kontakt kommt. Befindet es sich in Luft mit einer Konzentration von mehr als 10%, kann es aufgrund von Sonneneinstrahlung oder Hitze explodieren.

Es kann auch in Gegenwart von Quecksilber (Hg) oder Kohlenmonoxid (CO) detonieren.

Unter Einwirkung von ultraviolettem (UV) Licht oder Ozon wird ClO ₂ zu Chlorhexoxid Cl ₂ O ₆ , einer sehr instabilen Verbindung.

Eigenschaften Ihrer wässrigen Lösungen

Seine wässrigen Lösungen sind gelb oder rotgelb. Sie sind stabil, wenn sie kühl, gut versiegelt und vor Sonnenlicht geschützt gehalten werden. In Gegenwart von Licht zersetzen sich diese Lösungen langsam zu Salzsäure HCl und Chlorsäure HClO ₃ .

Wässrige Lösung von ClO _2, wobei beobachtet wird, dass ein gelbes Gas, das ClO _{2 ist, freigesetzt wird} . Autor: Materialwissenschaftler. Quelle: Wikimedia Commons.

In alkalischen Lösungen zersetzt sich ClO ₂ in Chloritionen ClO ^2- und Chlorat ClO ^3- . In sauren Lösungen wird Chlorsäure HClO _{2 gebildet} und diese wird dann zu Salzsäure HCl und Chlorsäure HClO ₃ zersetzt .

Andere Eigenschaften

Die konzentrierten Dämpfe von ClO ₂ sind potenziell explosiv, so dass es nicht möglich war, es allein oder gemischt mit anderen Gasen zu komprimieren. Aus diesem Grund wird es bevorzugt, es an der Stelle vorzubereiten, an der es verwendet werden soll.

Wenn es in seiner hydratisierten Form, wie es manchmal übertragen wird, sehr niedrige Temperaturen hat, ist es ein blockförmiger Feststoff, der der Farbe von Eis und Orange ähnelt.

Es hat einen chlorähnlichen Geruch. Es ist giftig beim Einatmen.

Erhalten

Es kann auf verschiedene Arten erhalten werden. Zum Beispiel werden in einigen Fällen ClO ₂ -Lösungen hergestellt, indem ein Gemisch aus Chlorgas (Cl ₂ ) und Luft (oder Chlorgas und Stickstoff N ₂ ) durch eine Säule geleitet wird, die Granulate aus Natriumchlorit (NaClO _{2 enthält)} ).

2 NaClO ₂ + Cl ₂ → 2 NaCl + 2 ClO ₂

Das erzeugte Produkt enthält neben anderen Chlorverbindungen ungefähr 90% ClO ₂ .

Es wird auch aus Kaliumchlorat (KClO ₃ ) und Schwefelsäure (H ₂ SO ₄ ) in Gegenwart von Oxalsäure als Reduktionsmittel erhalten. In diesem Fall entsteht auch Kohlendioxid (CO ₂ ), das zur Verdünnung des ClO _{2 dient} .

Es kann am Einsatzort ausgehend von Natriumchlorat (NaClO ₃ ), Schwefelsäure (H ₂ SO ₄ ) und Methanol (CH ₃ OH) hergestellt werden.

In der Industrie wird es mittels Natriumchlorat (NaClO ₃ ) und Schwefeldioxid (SO ₂ ) in Gegenwart von Schwefelsäure erhalten.

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

Wird als Desinfektionsmittel verwendet

Es kann als starkes antimikrobielles Mittel verwendet werden. Es wurde festgestellt, dass es gegen verschiedene Mikroorganismen wie Escherichia coli und Staphylococcus aureus hochwirksam ist.

Bei letzteren reicht eine Konzentration von nur 5 ppm ClO ₂ aus , um 100% davon zu eliminieren. Es ist bakterizid, antiseptisch und desodorierend. Es ist über einen weiten pH-Bereich wirksam.

Im Essen

Es wird als antimikrobielles Mittel in Wasser zur Begasung von Obst und Gemüse, zur Verarbeitung von Geflügel, rotem Fleisch, Fleisch- und Organstücken sowie von Meeresprodukten wie Schalentieren verwendet.

Rotes Fleisch aus Supermärkten wurde möglicherweise mit Chlordioxid behandelt, um es zu desinfizieren. Verfasser: Karamo. Quelle: Pixabay.

Chlordioxidlösungen sollten in einer Konzentration verwendet werden, die 3 ppm (parts per million) des restlichen ClO ₂ nicht überschreitet , damit es keine Auswirkungen auf Lebensmittel hat.

Nach der Behandlung mit ClO _{2 müssen} alle Lebensmittel gründlich mit Trinkwasser gespült oder zum Blanchieren, Kochen oder Einmachen verwendet werden.

Bei Meeresprodukten sollte die ClO ₂ -Lösung in Wasser und Eis verwendet werden, die zum Spülen, Waschen, Auftauen, Transportieren oder Lagern verwendet werden. Rohe Schalentiere sollten dann vor dem Verzehr gründlich mit Trinkwasser gewaschen werden.

Kaltes Wasser und Eis, in dem Meeresfrüchte aufbewahrt werden, enthalten geringe Mengen an ClO ₂ . Autor: PublicDomainPictures. Quelle: Pixabay.

Auf Papier und Pappe, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen

ClO ₂ -Lösungen werden verwendet, um schleimverursachende Mikroorganismen (wie Algen, Bakterien und Pilze) im Prozesswasser zu entfernen, das bei der Herstellung von Papier und Pappe verwendet wird und mit Lebensmitteln in Kontakt kommt.

Im Trinkwasser

Es wird verwendet, um Wasser zu reinigen und es trinkbar zu machen (trinkbar). Es wird zur Vorbehandlung von Wasser verwendet, das später zum Trinken in Flaschen abgefüllt wird, oder von Wasser, das als Zutat bei der Herstellung von Getränken oder alkoholfreien Getränken verwendet wird.

Einige verarbeitete Limonaden können mit ClO ₂ behandeltes Wasser enthalten . Susan Slater. Quelle: Wikimedia Commons.

In der Zahnmedizin

Es wird in Instrumenten verwendet, die vom Zahnarzt oder Zahnarzt verwendet werden, um sie zu desinfizieren und pathogene Organismen in ihnen zu zerstören.

In medizinischen Anwendungen

Wässrige Lösungen von ClO ₂ wurden zur Behandlung der oralen Candidiasis (Infektion im Mund) verwendet. Candidiasis ist eine Infektion durch den Pilz Candida albicans.

Auftreten des Pilzes Candida albicans in einer Laborkultur. CDC / Dr. William Kaplan. Quelle: Wikimedia Commons.

Chlordioxid tötet Mundpilz ab und verbessert das Erscheinungsbild von Mundgewebe ohne Nebenwirkungen erheblich.

Einige medizinische Forscher weisen darauf hin, dass ClO ₂ -Lösungen, die auf chirurgische Wunden aufgetragen werden, die Adhäsionsbildung verringern oder unterdrücken können, ohne die Adhäsionsheilung zu beeinträchtigen, mit dem zusätzlichen Vorteil seiner antiseptischen Eigenschaften.

Andere Verwendungen

Aufgrund seiner oxidierenden und mikrobiziden Eigenschaften wird ClO ₂ verwendet, um:

- Die Zellulose des Holzes bei der Herstellung von Zellstoff und Papier aufhellen und für einen stabilen Glanz sorgen.

- Bleichen von Fetten und Ölen, Leder, Bleichen von Mehl und Textilien.

- Landwirtschaftliche Anwendungen wie Desinfektion von harten Oberflächen, Geräten, Wassersystemen und Pilzgewächshäusern.

- Anwendungen in Branchen, Geschäften und Krankenhäusern wie Desinfektion harter Oberflächen (Wände, Böden, Badezimmer), Lüftungssysteme, Laborgeräte.

- Desinfizieren Sie Böden und Badezimmer von Häusern, Klimaanlagen und Wasserzirkulationssystemen für Schwimmbäder.

- Kommunale und industrielle Abwasserbehandlung.

- Reinigung der Kontamination von Ölfeldern.

- Herstellung von Chloridsalzen (Cl ^- ).

Risiken

- ClO ₂ konzentrierte Dämpfe sind potenziell explosiv.

- Es ist giftig beim Einatmen und Verschlucken. Es reizt Augen, Nase und Rachen, kann Lungenödeme und chronische Bronchitis verursachen.

- Laut den konsultierten Quellen verursacht ClO ₂ keine Mutationen in der DNA oder Krebs beim Menschen.

Verweise

1. US National Library of Medicine. (2019). Chlordioxid. Von pubchem.ncbi.nlm.nih.gov wiederhergestellt.
2. Dean, JA (Herausgeber). (1973). Langes Handbuch der Chemie (Elfte Ausgabe). McGraw-Hill Book Company.
3. Ullmanns Enzyklopädie der Industriechemie. (1990). Fünfte Ausgabe. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Cotton, F. Albert und Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fortgeschrittene Anorganische Chemie. Vierte Edition. John Wiley & Sons.
5. Bajpai, P. (2012). Chlordioxid-Bleichen. Einfluss der Chlordioxidbleiche auf die Zellstoffqualität. In umweltfreundlichen Ansätzen für das Bleichen von Zellstoff (2. Auflage). Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
6. Moran, S. (2018). Wasserchemie. Chlordioxid. In einem angewandten Leitfaden zur Auslegung von Wasser- und Abwasserbehandlungsanlagen. Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
7. McKeen, L. (2012). Einführung in die Bestrahlung von Lebensmitteln und die medizinische Sterilisation. Gasförmiges Chlordioxid. In der Wirkung der Sterilisation auf Kunststoffe und Elastomere (dritte Ausgabe). Von sciencedirect.com wiederhergestellt.