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认识氯系消毒剂-二氧化氯,二氧化氯消毒剂有哪些特点?

文章出处:www.kangjianbj.com 人气:发表时间:2018-12-28
氯主要用作漂白剂。作为消毒剂,由于其独特的品质,即使在低浓度下也是有效的。
 
什么时候发现了二氧化氯?
Humphrey Davy爵士于1814年发现了二氧化氯。他通过倾倒硫酸(H产生的气体 2 SO 3上)钾氯酸盐(的KClO 3)。他用次氯酸(HOCl)代替硫酸。在过去几年中,该反应也被用于生产大量二氧化氯。使用氯酸钠(NaClO 3)代替氯酸钾。
2NaClO 3 + 4HCl 2ClO 2 + Cl 2 + 2NaCl + 2H 2 O.
 
二氧化氯有什么特点?
二氧化氯(ClO 2)是一种合成的绿黄色气体,具有类似氯的刺激性气味。二氧化氯是一种中性氯化合物。二氧化氯与元素氯的不同之处在于其化学结构和行为。二氧化氯是一种小的,挥发性的,非常强的分子。在稀释的水溶液中,二氧化氯是一种自由基。在高浓度下,它与还原剂强烈反应。二氧化氯是一种不稳定的气体,它分解成氯气(Cl 2),氧气(O 2)和热量。当二氧化氯被太阳光光氧化时,它会分解。二氧化氯反应的最终产物是氯化物(Cl -),亚氯酸盐(ClO -)和氯酸盐(ClO 3 -)。
 
在-59℃,固体二氧化氯变成微红色液体。在11°C时,二氧化氯变成气体。
二氧化氯比空气密度高2.4倍。液态二氧化氯的密度大于水。
 
二氧化氯可以溶解在水中吗?
二氧化氯最重要的特性之一是其高水溶性,特别是在冷水中。二氧化氯进入水中时不会水解; 它仍然是溶液中的溶解气体。二氧化氯在水中的溶解度比氯高约10倍。可以通过曝气或二氧化碳除去二氧化氯。

二氧化氯在水中的溶解度
表1:二氧化氯在水中的溶解度
 
 
如何储存二氧化氯?
储存二氧化氯的最佳方法是在4oC时液体。在这种状态下它相当稳定。二氧化氯不能存放太久,因为它会慢慢分解成氯和氧。它很少作为气体储存,因为它在压力下是爆炸性的。当空气中的二氧化氯浓度高于10%时,存在爆炸危险。在水溶液中,二氧化氯保持稳定和可溶。含有约1%ClO 2(10 g / L)的水溶液可以安全地储存,同时保护它们免受光和热的干扰。二氧化氯很少被运输,因为它具有爆炸性和不稳定性。它通常在现场制造。
 
二氧化氯是如何产生的?
二氧化氯在压力下是爆炸性的。它很难运输,通常在现场制造。二氧化氯通常以水溶液或气体形式产生。它在亚氯酸钠(NaClO 2)或氯酸钠(NaClO 3)的酸性溶液中生成。对于大型装置,亚氯酸钠,氯气(Cl 2),亚氯酸氢钠(NaHClO 2)和硫酸或氢酸用于现场生产二氧化氯。
为了产生二氧化氯气体,将盐酸(HCl)或氯与亚氯酸钠结合在一起的主反应为:
 
2NaClO 2 +氯2 ?2ClO 2 + 2NaCl
(酸化次氯酸盐也可用于作为氯的替代来源。)
 
和:
5的NaClO 2 + 4HCl?4 CLO 2 + 5NaCl + 2H 2 ?
(一这种方法的缺点是它是相当危险的。)
 
另一种选择是:
2 NaClO 2 + Na 2 S2O 8 2ClO 2 + 2Na 2 SO 4
 
二氧化氯也可以通过次氯酸钠与盐酸的反应生成:
HCl + NaOCl + 2NaClO 2 ?2ClO2 + 2NaCl + NaOH
 
产生的二氧化氯的量在0和50g / L之间变化。
 
二氧化氯的用途是什么?
二氧化氯有许多应用。它在电子工业中用于清洁电路板,在石油工业中用于处理硫化物和漂白纺织品和蜡烛。在第二次世界大战中,氯变得稀少,二氧化氯被用作漂白剂。
如今,二氧化氯最常用于漂白纸张。它产生比氯更清晰和更强的纤维。二氧化氯的优点是它产生的有害副产物比氯少。
二氧化氯气体用于对医疗和实验室设备,表面,房间和工具进行消毒。
二氧化氯可用作氧化剂或消毒剂。它是一种非常强的氧化剂,可有效杀灭病原微生物,如真菌,细菌和病毒。它还可以防止和去除生物膜。作为消毒剂和杀虫剂,它主要以液体形式使用。二氧化氯也可以用于对抗炭疽,因为它对形成孢子的细菌有效。
 
二氧化氯作为氧化剂
作为氧化剂,二氧化氯具有很强的选择性。由于独特的单电子交换机制,它具有这种能力。二氧化氯攻击富含电子的有机分子中心。转移一个电子,二氧化氯还原为亚氯酸盐(ClO 2 -)。
 
二氧化氯作为氧化剂比氯更具选择性
 
 
通过比较不同消毒剂的氧化强度和氧化能力,可以得出结论,二氧化氯在低浓度下是有效的。二氧化氯不像臭氧或氯那样具有反应性,它只与硫酸物质,胺和一些其他反应性有机物质发生反应。与氯和臭氧相比,需要更少的二氧化氯来获得活性残留消毒剂。当存在大量有机物质时也可以使用它。
 
氧化强度描述了氧化剂与可氧化物质的反应强度。臭氧具有最高的氧化强度,可与每种可被氧化的物质发生反应。二氧化氯较弱,其潜力低于次氯酸或次溴酸。
氧化能力显示在氧化或还原反应中转移了多少电子。二氧化氯中的氯原子的氧化数为+4。因此,二氧化氯在还原为氯化物时会接受5个电子。当我们观察分子量时,二氧化氯含有263%的“有效氯”; 这是氯的氧化能力的2.5倍以上。

各种氧化剂的氧化电位
 
 
以下比较显示了二氧化氯反应时会发生什么。首先,二氧化氯吸收电子并还原为亚氯酸盐:
ClO 2 + e- ClO 2 -
 
亚氯酸根离子被氧化并变成氯离子:
ClO 2 - + 4H + + 4e - Cl - + 2H 2 O
 
这些比较表明二氧化氯被还原成氯化物,并且在此反应过程中它接受5个电子。氯原子保留,直到形成稳定的氯化物。这解释了为什么没有形成氯化物质。当氯反应时,它不仅接受电子; 它还参与添加和替代反应。在这些反应过程中,将一个或多个氯原子加入到外来物质中。
 
每摩尔重量的氯的可用性
 
 
二氧化氯的氧化方式与氯一样吗?
与氯相反,二氧化氯不与氨氮(NH 3)反应,几乎不与碱性胺反应。它确实将亚硝酸盐(NO 2)氧化成硝酸盐(NO 3)。它没有通过打破碳连接做出反应。没有发生有机物质的矿化。在中性pH或高pH值下,硫酸(H 2 SO 3)将二氧化氯还原为亚氯酸根离子(ClO 2 -)。在碱性环境下,二氧化氯被分解为亚氯酸盐和氯酸盐(ClO 3 -):
2ClO 2 + 2OH- = H 2 O + ClO 3 - + ClO 2 -
 
该反应由氢(H +)离子催化。二氧化氯水溶液的半衰期在pH值增加时降低。在低pH值下,二氧化氯被还原为氯离子(Cl -)。
 
二氧化氯会产生副产品吗?
施加到水中的纯二氧化氯气体产生的消毒副产物比氯等氧化剂少。与臭氧(O 3)相反,纯二氧化氯不会产生溴离子(Br -)离子成溴酸根离子(BrO 3 -),除非它经历光解作用。此外,二氧化氯不会产生大量的醛,酮,酮酸或其他源自有机物质臭氧化的消毒副产物。


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