Ditlenek chloru

Ditlenek chloru

roztwór wodny ditlenku chloru
Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) konst. ditlenek chloru lub tlenek chloru(IV) podst. λ4-chloranodion addyt. dioksydochlor Inne nazwy i oznaczenia Stocka tlenek chloru(IV) inne dawniej: dwutlenek chloru
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	ClO2
Masa molowa	67,45 g/mol
Wygląd	pomarańczowozielony, żółtozielony lub żółtopomarańczowy gaz; po skropleniu czerwonobrązowa ciecz, po zestaleniu pomarańczowoczerwone kryształy
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 CCl4, H2SO4, kwas octowy Temperatura topnienia −59 °C Temperatura wrzenia 11 °C
Niebezpieczeństwa Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI Niebezpieczeństwo Zwroty H H270, H314, H330, H400, EUH006 Zwroty P brak wiarygodnych danych Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI Utleniający (O) Silnie toksyczny (T+) Groźny dla środowiska (N) Zwroty R R6, R8, R26, R34, R50 Zwroty S S1/2, S23, S26, S28, S36/37/39, S38, S45, S61 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 0 4 0 OX Numer RTECS FO3000000
Podobne związki
Podobne związki	Cl2O
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)

Ditlenek chloru, 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. Oba wiązania chlor-tlen są równocenne i mają charakter pośredni między wiązaniem pojedynczym a podwójnym, przy czym jest zdecydowanie bliższe temu ostatniemu.

Właściwości fizyczne

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

Właściwości chemiczne

Obok Cl₂O należy do dwóch tlenków chloru o względnie dużej trwałości. 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%. 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.

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:

3HClO₃ → 2ClO₂↑ + HClO₄ + H₂O

W warunkach przemysłowych dwutlenek chloru otrzymuje się przez redukcję chloranów w środowisku silnie kwasowym.

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. Także w przemyśle papierniczym do wybielania papieru. Może być wykorzystany do hamowania zakwitu glonów w zbiornikach wodnych.

Roczna produkcja światowa wynosi około miliona ton.