Dióxido de cloro (ClO2): estrutura, usos, obtenção, riscos, propriedades - Ciência - 2023

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o dióxido de cloro É um composto inorgânico formado pelos elementos cloro (Cl) e oxigênio (O). Sua fórmula química é ClO₂. É um gás amarelo-esverdeado a avermelhado. Não é encontrado naturalmente no meio ambiente.

É extremamente reativo, por isso é comum que seja preparado no local de uso. Uma das suas utilizações mais importantes é como microbicida, anti-séptico e desodorizante, pois elimina bactérias, vírus e fungos com muita facilidade e em concentrações muito baixas.

Permite desinfetar alimentos como vegetais, frutas, carnes, aves e frutos do mar. É utilizado para higienizar superfícies, pisos, banheiros, sistemas de ventilação, piscinas, equipamentos de laboratório, equipamentos odontológicos, etc.

Por isso, é utilizado no processamento de alimentos, em hospitais e clínicas, em indústrias e empresas. É usado para purificar água potável e esgoto municipal.

É muito eficaz como agente oxidante, por isso é utilizado para branquear polpas de papel, óleos, farinhas, couro, fibras têxteis, entre outros.

Quando na forma de gás, é muito perigoso, pois é altamente explosivo, sendo utilizado principalmente em soluções aquosas. É tóxico se inalado.

Estrutura

O dióxido de cloro é formado pela união de um átomo de cloro (Cl) com dois átomos de oxigênio (O). As ligações do cloro com cada oxigênio são covalentes e duplas. O cloro neste composto tem uma valência de +4.

Possui estrutura simétrica e angulada, pois possui elétrons livres. Ou seja, eles não formam uma ligação com nenhum outro átomo.

Nomenclatura

- Dióxido de cloro

- Óxido de cloro (iv)

Propriedades

Estado físico

Gás amarelo-esverdeado a amarelo-avermelhado.

Peso molecular

67,45 g / mol.

Ponto de fusão

-59 ° C

Ponto de ebulição

11 ° C

Densidade

Líquido a 0 ° C = 1.642 g / cm³

Gás = 2,33 (densidade relativa ao ar, ar = 1).

Solubilidade

Solúvel em água: 2000 cm³ ClO₂ gás em 100 cm³ de água fria ou 0,8 g / 100 mL de água a 20 ° C. Solúvel em solução alcalina e em solução de ácido sulfúrico H₂SW₄.

Propriedades quimicas

The ClO₂ é extremamente reativo e pode explodir violentamente. É um agente oxidante muito eficaz.

The ClO₂ ele se decompõe violentamente se entrar em contato com materiais orgânicos. Se estiver no ar em uma concentração superior a 10%, pode explodir devido ao efeito da luz solar ou do calor.

Também pode detonar na presença de mercúrio (Hg) ou monóxido de carbono (CO).

Sob a ação da luz ultravioleta (UV) ou ozônio, ClO₂ torna-se hexóxido de cloro Cl₂OU₆, composto muito instável.

Propriedades de suas soluções aquosas

Suas soluções aquosas são amarelas ou amarelas avermelhadas. São estáveis se mantidos em local fresco, bem vedados e protegidos da luz solar. Na presença de luz, essas soluções decompõem-se lentamente para dar ácido clorídrico HCl e ácido clorídrico HClO.₃.

Em soluções alcalinas, ClO₂ decompõe-se em íons clorito ClO^2- e clorato ClO^3-. O ácido cloroso HClO é formado em soluções ácidas₂ e então este se decompõe em ácido clorídrico HCl e ácido clorídrico HClO₃.

Outras propriedades

Os vapores concentrados de ClO₂ Eles são potencialmente explosivos, por isso não foi possível comprimi-los sozinhos ou misturados com outros gases. Por esse motivo, é preferível prepará-lo no local onde será utilizado.

Quando está a temperaturas muito baixas na sua forma hidratada, que é a forma como às vezes é transferido, é um sólido em forma de bloco semelhante ao gelo e de cor laranja.

Possui um odor semelhante ao cloro. É tóxico por inalação.

Obtendo

Pode ser obtido de várias maneiras. Por exemplo, em alguns casos, soluções ClO₂ são preparados passando uma mistura de gás cloro (Cl₂) e ar (ou gás cloro e nitrogênio N₂) através de uma coluna contendo grânulos de clorito de sódio (NaClO₂).

2 NaClO₂ + Cl₂ → 2 NaCl + 2 ClO₂

O produto gerado contém aproximadamente 90% de ClO₂, entre outros compostos de cloro.

Também é obtido a partir de clorato de potássio (KClO₃) e ácido sulfúrico (H₂SW₄) na presença de ácido oxálico como agente redutor. Neste caso, dióxido de carbono (CO₂) usado para diluir o ClO₂.

Pode ser preparado no local de uso a partir de clorato de sódio (NaClO₃), ácido sulfúrico (H₂SW₄) e metanol (CH₃OH).

Na indústria é obtido por clorato de sódio (NaClO₃) e dióxido de enxofre (SO₂) na presença de ácido sulfúrico.

2 NaClO₃ + SO₂ + H₂SW₄ → 2 ClO₂ + 2 NaHSO₄

Usado como desinfetante

Ele pode ser usado como um poderoso agente antimicrobiano. Verificou-se que é altamente eficaz contra vários microrganismos, como o Escherichia coli e ele Staphylococcus aureus.

Com o último, uma concentração de apenas 5 ppm de ClO é suficiente.₂ para eliminar 100% deles. É bactericida, anti-séptico e desodorizante. É eficaz em uma ampla faixa de pH.

Na comida

É utilizado como antimicrobiano em água para fumigar frutas e vegetais, no processamento de aves, carnes vermelhas, tanto pedaços de carne como de órgãos, e produtos marinhos como mariscos.

As soluções de dióxido de cloro devem ser usadas em uma concentração não superior a 3 ppm (partes por milhão) de ClO₂ residual, de modo que não tem efeito sobre os alimentos.

Após o tratamento com ClO₂ todos os alimentos devem ser bem enxaguados com água potável ou devem ser escaldados, cozidos ou enlatados.

No caso de produtos marinhos, a solução ClO₂ Deve ser usado em água e gelo usados no enxágue, lavagem, descongelamento, transporte ou armazenamento. Os mariscos crus devem ser bem lavados com água potável antes do consumo.

Em papel e papelão que entrará em contato com alimentos

Soluções ClO₂ Eles são usados para eliminar microorganismos causadores de limo (como algas, bactérias e fungos) na água de processo usada na fabricação de papel e papelão que entrarão em contato com alimentos.

Na água potável

É usado para purificar a água e torná-la potável (segura para beber). É utilizado no pré-tratamento de água que posteriormente será engarrafada para beber ou de água que será utilizada como ingrediente na fabricação de bebidas ou refrigerantes.

Na odontologia

É usado nos instrumentos usados pelo dentista ou dentista para desinfetá-los e destruir os organismos patogênicos que neles se encontram.

Em aplicações médicas

Soluções aquosas de ClO₂ têm sido usados para tratar candidíase oral (infecção na boca). Candidíase é uma infecção causada pelo fungo Candida albicans.

O dióxido de cloro mata o fungo da boca e melhora significativamente a aparência dos tecidos orais sem efeitos colaterais.

Alguns pesquisadores médicos indicam que as soluções ClO₂ aplicados em feridas de operações cirúrgicas, podem reduzir ou suprimir a formação de aderências sem afetar sua cicatrização, com a vantagem adicional de suas propriedades anti-sépticas.

Outros usos

Devido às suas propriedades oxidantes e microbicidas, o ClO₂ se utiliza para:

- Branquear a celulose da madeira na fabricação de celulose e papel, proporcionando um brilho estável.

- Branqueamento de gorduras e óleos, couro, branqueamento de farinha e têxteis.

- Aplicações agrícolas, como desinfecção de superfícies duras, equipamentos, sistemas de água e estufas de cogumelos.

- Aplicações em indústrias, lojas e hospitais, como desinfecção de superfícies duras (paredes, pisos, banheiros), sistemas de ventilação, equipamentos de laboratório.

- Desinfetar pisos e banheiros de residências, sistemas de ar condicionado, sistemas de circulação de água de piscinas.

- Tratamento de águas residuais municipais e industriais.

- Limpeza de contaminação de campos de petróleo.

- Fabricação de sais de cloreto (Cl^–).

Riscos

- Os vapores concentrados de ClO₂ eles são potencialmente explosivos.

- É tóxico por inalação e ingestão. É irritante para os olhos, nariz e garganta, podendo causar edema pulmonar e bronquite crônica.

- Segundo fontes consultadas, o ClO₂ não causa mutações no DNA nem causa câncer em humanos.

Referências

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