Estrutura do dióxido de cloro (ClO2), usos, obtenção, riscos, propriedades

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Charles McCarthy
Estrutura do dióxido de cloro (ClO2), usos, obtenção, riscos, propriedades

O dióxido de cloro É um composto inorgânico formado pelos elementos cloro (Cl) e oxigênio (O). Sua fórmula química é ClOdois. 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 porque elimina bactérias, vírus e fungos com muita facilidade e em concentrações muito baixas..

Alguns alimentos vendidos em supermercados podem ter sido desinfetados com dióxido de cloro ClOdois. Autor: ElasticComputeFarm. Fonte: Pixabay.

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 lojas. 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.

Índice do artigo

  • 1 Estrutura
  • 2 Nomenclatura
  • 3 propriedades
    • 3.1 Estado físico
    • 3.2 Peso molecular
    • 3.3 Ponto de fusão
    • 3.4 Ponto de ebulição
    • 3,5 Densidade
    • 3.6 Solubilidade
    • 3.7 Propriedades químicas
    • 3.8 Propriedades de suas soluções aquosas
    • 3.9 Outras propriedades
  • 4 Obtendo
  • 5 usos como desinfetante
    • 5.1 Na alimentação
    • 5.2 Em papel e papelão que entrarão em contato com alimentos
    • 5.3 Na água potável
    • 5.4 Em odontologia
    • 5.5 Em aplicações médicas
  • 6 outros usos
  • 7 riscos
  • 8 referências

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.

Estrutura de Lewis do dióxido de cloro ClOdois. Yikrazuul [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

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

Estrutura ClOdois em três dimensões. Verde = cloro; vermelho = oxigênio. Ben Mills e Jynto [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

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 ºC.

Ponto de ebulição

11 ºC.

Densidade

Líquido a 0 ° C = 1.642 g / cm3

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

Solubilidade

Solúvel em água: 2000 cm3 do ClOdois 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 HdoisSW4.

Propriedades quimicas

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

The ClOdois 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, ClOdois torna-se hexóxido de cloro CldoisOU6, composto muito instável.

Propriedades de suas soluções aquosas

Suas soluções aquosas são amarelas ou amarelas avermelhadas. Eles 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.

Solução aquosa de ClOdois onde é observado que um gás amarelo é liberado, que é ClOdois. Autor: Materialscientist. Fonte: Wikimedia Commons.

Em soluções alcalinas, ClOdois decompõe-se em íons clorito ClOdois- e clorato ClO3-. O ácido cloroso HClO é formado em soluções ácidasdois e então este se decompõe em ácido clorídrico HCl e ácido clorídrico HClO3.

Outras propriedades

Os vapores concentrados de ClOdois eles são potencialmente explosivos, por isso não foi possível comprimi-los sozinhos ou misturados com outros gases. Por isso, 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 do cloro. É tóxico por inalação.

Obtendo

Ele pode ser obtido de várias maneiras. Por exemplo, em alguns casos, soluções ClOdois são preparados passando uma mistura de gás cloro (Cldois) e ar (ou gás cloro e nitrogênio Ndois) através de uma coluna contendo grânulos de clorito de sódio (NaClOdois).

2 NaClOdois + Cldois → 2 NaCl + 2 ClOdois

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

Também é obtido a partir de clorato de potássio (KClO3) e ácido sulfúrico (HdoisSW4) na presença de ácido oxálico como agente redutor. Neste caso, dióxido de carbono (COdois) usado para diluir o ClOdois.

Pode ser preparado no local de uso a partir de clorato de sódio (NaClO3), ácido sulfúrico (HdoisSW4) e metanol (CH3OH).

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

2 NaClO3 + SWdois + HdoisSW4 → 2 ClOdois + 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 suficientedois 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..

A carne vermelha de supermercados pode ter sido tratada com dióxido de cloro para desinfetá-la. Autor: Karamo. Fonte: Pixabay.

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

Após o tratamento com ClOdois todos os alimentos devem ser bem enxaguados com água potável ou destinados a escaldar, cozinhar ou enlatar.

No caso de produtos marinhos, a solução ClOdois 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..

Água fria e gelo com os quais os frutos do mar são mantidos contêm pequenas quantidades de CIOdois. Autor: PublicDomainPictures. Fonte: Pixabay.

Em papel e papelão que entrará em contato com alimentos

Soluções ClOdois 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 da água que posteriormente será engarrafada para beber ou da água que será utilizada como ingrediente na fabricação de bebidas ou refrigerantes..

Alguns refrigerantes processados ​​podem conter água tratada com CIOdois. Susan Slater [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Fonte: Wikimedia Commons.

Na odontologia

É usado nos instrumentos usados ​​pelo dentista ou dentista para desinfetá-los e destruir organismos patogênicos neles.

Em aplicações médicas

Soluções aquosas de ClOdois têm sido usados ​​para tratar infecções orais por fungos (infecção na boca). A candidíase é uma infecção causada pelo fungo Candida albicans.

Aspecto do fungo Candida albicans em cultura de laboratório. CDC / Dr. William Kaplan [domínio público]. Fonte: Wikimedia Commons.

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 ClOdois aplicado a feridas de operações cirúrgicas pode 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 ClOdois se utiliza para:

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

- Gorduras e óleos branqueadores, couro, farinha branqueadora 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 da poluição do campo petrolífero.

- Fabricação de sais de cloreto (Cl-).

Riscos

- Os vapores concentrados de ClOdois são potencialmente explosivos.

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

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

Referências

  1. NÓS. Biblioteca Nacional de Medicina. (2019). Dióxido de cloro. Recuperado de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Dean, J.A. (editor). (1973). Lange's Handbook of Chemistry (décima primeira edição). McGraw-Hill Book Company.
  3. Enciclopédia de Química Industrial de Ullmann. (1990). Quinta edição. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
  4. Cotton, F. Albert e Wilkinson, Geoffrey. (1980). Química Inorgânica Avançada. Quarta edição. John Wiley & Sons.
  5. Bajpai, P. (2012). Branqueamento com Dióxido de Cloro. Efeito do Branqueamento com Dióxido de Cloro na Qualidade da Pasta. Em Abordagens ambientalmente benignas para o branqueamento de celulose (segunda edição). Recuperado de sciencedirect.com.
  6. Moran, S. (2018). Química da água. Dióxido de cloro. Em Um Guia Aplicado ao Projeto de Estação de Tratamento de Água e Efluentes. Recuperado de sciencedirect.com.
  7. McKeen, L. (2012). Introdução à Irradiação de Alimentos e Esterilização Médica. Dióxido de cloro gasoso. Em The Effect of Sterilization on Plastics and Elastomers (Terceira edição). Recuperado de sciencedirect.com.

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