به وب سایت گروه مهندسی اوژن اطلس سپهر خوش آمدید.

دی اکسید کلر

دی اکسید کلر (ClO2) یک گاز مصنوعی با رنگ سبز مایل به زرد و دارای بوی تحریک کننده کلر است. دی اکسید کلر یک ترکیب کلر بی طرف است. دی اکسید کلر با کلر ابتدایی بسیار متفاوت است، هم از نظر ساختار شیمیایی و هم در رفتار خود. دی اکسید کلر یک مولکول کوچک، فرار و بسیار قوی است.

امروزه بیشتر از دی اکسید کلر برای سفید کردن کاغذ استفاده می شود. فیبر شفاف تر و قوی تری نسبت به کلر تولید می کند. دی اکسید کلر این مزیت را دارد که باعث افزایش فرآورده های جانبی مضر نسبت به کلر می شود. از گاز دی اکسید کلر برای استریل تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی، سطوح، اتاقها و ابزارها استفاده می شود.

دی اکسید کلر عمدتا به عنوان سفید کننده استفاده می شود. به عنوان یک ماده ضد عفونی کننده به دلیل ویژگی های منحصر به فرد، حتی در غلظت های کم نیز موثر است.

کاشف کلرید پراکساید

دی اکسید کلر در سال ۱۸۱۴ توسط سر همفری دیوی کشف شد. او این گاز را با ریختن اسید سولفوریک (H۲SO۴) روی کلرات پتاسیم (KClO۳) تولید کرد. اسید سولفوریک جایگزین اسید هیپوکلرو ( (HOCl) شد. در چند سال گذشته از این واکنش برای تولید مقادیر زیادی ClO۲  نیز استفاده شده است. به جای کلرات پتاسیم از کلرات سدیم (NaClO3) استفاده شد.

۲NaClO۳ + ۴HCl ==> 2ClO۲ + Cl۲ + ۲NaCl + 2H۲O

خصوصیات دی اکسید کلر

دی اکسید کلر (ClO۲) یک گاز مصنوعی با رنگ سبز مایل به زرد و دارای بوی تحریک کننده کلر است. این گاز یک ترکیب کلر بی طرف است و با کلر اولیه بسیار متفاوت است، هم از نظر ساختار شیمیایی و هم در رفتار خود. کلرین دی اکساید یک مولکول کوچک، فرار و بسیار قوی است. در محلول های رقیق و آبکی، ClO۲  یک رادیکال آزاد است. در غلظت های بالا با کاهش عوامل واکنش نشان می دهد. کلرید پراکساید یک گاز ناپایدار است که در گاز کلر، گاز اکسیژن و گرما جدا می شود. هنگامی که دی اکسید کلر در اثر نور خورشید اکسیده می شود، از بین می رود. محصولات نهایی واکنشهای ClO۲ عبارتند از کلرید (Cl) ، کلریت (ClO) و کلرات (ClO۳).

در دمای ۵۹- درجه سانتیگراد، ClO۲ جامد به یک مایع قرمز مایل به قرمز تبدیل می شود. در دمای ۱۱ درجه سانتیگراد کلرین دی اکساید به گاز تبدیل می شود. دی اکسید کلر ۲،۴ برابر از هوا متراکم تر است. به عنوان یک کلرین دی اکساید مایع از چگالی بیشتر از آب برخوردار است.

 

دی اکسید کلر چگونه تولید می شود؟

دی اکسید کلر تحت فشار انفجاری و حمل و نقل آن دشوار است و معمولاً به عنوان محلول آبی یا گاز تولید می شود. این ماده در محلولهای اسیدی کلرید سدیم (NaClO۲) یا کلرات سدیم (NaClO۳) تولید می شود. برای تأسیسات کلرید سدیم، گاز کلر، کلرید هیدروژن سدیم (NaHClO۲) و اسید سولفوریک یا هیدروژن برای تولید ClO۲ در محل استفاده می شود.

برای تولید گاز کلرین دی اکساید، اسید هیدروکلریک (HCl) یا کلر با کلرید سدیم همراه است.

واکنش های اصلی عبارتند از:

۲NaClO۲ + Cl۲ ==> 2ClO۲ + ۲NaCl

(هیپوکلریت اسیدی شده همچنین می تواند به عنوان منبع جایگزین کلر مورد استفاده قرار گیرد.)

۵NaClO۲ + ۴HCl ==> 4 ClO۲ + ۵NaCl + 2H۲O

(یکی از مضرات خطرناک بودن آن است.)

یک گزینه دیگر:

۲NaClO۲ + Na۲S۲O۸ ==> 2ClO۲ + ۲Na۲SO۴

دی اکسید کلر همچنین با واکنش هیپوکلریت سدیم با اسید هیدروکلریک می تواند تولید شود:

HCl + NaOCl + 2NaClO۲ ==> 2ClO۲ + ۲NaCl + NaOH

مقدار دی اکسید کلر تولید شده بین ۰ تا ۵۰ گرم در لیتر متغیر است.

کاربردهای دی اکسید کلر

دی اکسید کلر کاربردهای زیادی دارد. در صنعت الکترونیک برای تمیز کردن تابلوهای مدار، در صنعت نفت برای تصفیه سولفیدها و سفید کردن منسوجات و شمع ها استفاده می شود. در جنگ جهانی دوم، کلر کمیاب شد و از این ماده به عنوان سفید کننده استفاده شد.

امروزه بیشتر از ClO۲ برای سفید کردن کاغذ استفاده می شود. فیبر شفاف تر و قوی تری نسبت به کلر تولید می کند. این ماده این مزیت را دارد که باعث افزایش فرآورده های جانبی مضر نسبت به کلر می شود. از این گاز  برای استریل تجهیزات پزشکی و آزمایشگاهی، سطوح، اتاقها و ابزارها استفاده می شود.

دی اکسید کلر می تواند به عنوان اکسید کننده یا ضد عفونی کننده استفاده شود. این یک اکسید کننده بسیار قوی است و به طور موثری میکروارگانیسم های بیماری زا مانند قارچ ها، باکتری ها و ویروس ها را از بین می برد. همچنین باعث جلوگیری و حذف فیلم زیستی می شود. به عنوان ضد عفونی کننده و سموم دفع آفات از آن به طور عمده به صورت مایع استفاده می شود. کلرید پراکساید همچنین می تواند در برابر آنتراکس استفاده شود، زیرا در برابر باکتری های تشکیل دهنده اسپور مؤثر است.

 

کلرین دی اکساید به عنوان اکسید کننده

دی اکسید کلر انتخاب بسیار خوبی به عنوان یک اکسید کننده می باشد. این ماده این توانایی را به دلیل مکانیسم های تبادل یک الکترون منحصر به فرد دارد. ای ترکیب شیمیایی به مراکز غنی از مولکولهای آلی حمله می کند. یک الکترون منتقل شده و ClO۲  به کلرید کاهش می یابد.

دی اکسید کلر به عنوان یک اکسید کننده نسبت به کلر انتخابی است. در حالی که غلظت های یکسان را دوز می کنید، غلظت باقیمانده کلرید دی اکسید با آلودگی های سنگین نسبت به غلظت باقیمانده کلر بسیار بیشتر است.

با مقایسه قدرت اکسیداسیون و ظرفیت اکسیداسیون مواد ضد عفونی کننده های مختلف، می توان نتیجه گرفت که ClO۲  در غلظت های پایین موثر است. دی اکسید کلر به اندازه ازن یا کلر واکنش پذیر نیست و فقط با مواد سولفوریک، آمین ها و برخی دیگر از مواد آلی واکنش پذیر واکنش نشان می دهد. در مقایسه با کلر و ازن، برای به دست آوردن یک ماده ضدعفونی کننده باقیمانده فعال، ClO۲ کمتر نیاز است. همچنین در صورت وجود مقدار زیادی ماده آلی می توان از آن استفاده کرد.

قدرت اکسیداسیون چگونگی واکنش یک اکسید کننده با ماده اکسید کننده را توضیح می دهد. ازن بالاترین استحکام اکسیداسیون را دارد و با هر ماده ای که اکسیده می شود، واکنش نشان می دهد. دی اکسید کلر ضعیف است، پتانسیل کمتری نسبت به اسید هیپوکلرو یا اسید هیپو برم دارد.

پتانسیل های اکسیداسیون اکسیدان های مختلف.
پتانسیل های اکسیداسیون اکسیدان های مختلف

 

ظرفیت اکسیداسیون نشان می دهد که چگونه بسیاری از الکترون ها در یک واکنش اکسیداسیون یا کاهش انتقال می یابند. اتم کلر موجود در دی اکسید کلر دارای عدد اکسیداسیون ۴+ است. به همین دلیل، کلرید پراکساید ۵ الکترون را وقتی که به کلرید کاهش می یابد، می پذیرد. وقتی به وزن مولکولی نگاه می کنیم، کلرید دی اکسید حاوی ۲۶۳٪ “کلر موجود” است. این بیش از ۲،۵ برابر ظرفیت اکسیداسیون کلر است.

مقایسه های زیر نشان می دهد که هنگام واکنش کلرید پراکساید چه اتفاقی می افتد. اول، کلرین دی اکساید یک الکترون را می گیرد و به کلریت کاهش می یابد:

ClO۲ + e- ® ClO۲

یون کلریت اکسیده و تبدیل به یون کلرید می شود:

ClO۲ + ۴H + + 4e- ® Cl+ ۲H۲O

این مقایسه ها نشان می دهد که دی اکسید کلر به کلرید کاهش می یابد و در طی این واکنش ۵ الکترون را می پذیرد. تا زمان تشکیل کلرید پایدار، اتم کلر باقی می ماند. این توضیح می دهد که چرا هیچ ماده کلر تشکیل نمی شود. وقتی کلر واکنش نشان می دهد، فقط الکترونها را نمی پذیرند. همچنین در واکنشهای جایگزینی و جایگزینی نیز شرکت می کند. در طی این واکنش ها، یک یا چند اتم کلر به ماده خارجی اضافه می شود.

در دسترس بودن کلر در وزن مول ضدعفونی کننده ها
در دسترس بودن کلر در وزن مول ضدعفونی کننده ها

آیا کلرین دی اکساید در آب قابل حل است؟

یکی از مهمترین خصوصیات دی اکسید کلر، محلول بودن آن در آب به ویژه در آب سرد است. این ماده هنگام ورود به آب هیدرولیز نمی شود. این یک گاز حل شده در محلول است. کلرید پراکساید تقریباً ۱۰ برابر بیشتر از کلر در آب محلول است و می توان آنرا با هوادهی یا دی اکسید کربن از بین برد.

چگونه می توان کلرید پراکساید را ذخیره کرد؟

بهترین راه برای ذخیره دیاکسید کلر به عنوان مایع در دمای ۴ درجه سانتیگراد است. در این حالت نسبتاً پایدار است. این محلول را نمی توان بصورت طولانی ذخیره نمود، زیرا به آرامی در کلر و اکسیژن جدا می شود. بندرت به عنوان گاز ذخیره می شود، زیرا تحت فشار انفجاری است. هنگامی که غلظت بیش از ۱۰٪ دی اکسید کلر در هوا باشد، خطر انفجار وجود دارد. در یک محلول آبی، کلرین دی اکساید پایدار و محلول است. محلولهای آبی حاوی تقریباً ۱٪ دی اکسید کلر(۱۰ گرم در لیتر) با اطمینان از اینکه در اثر تداخل نور و گرما محافظت می شوند می توانند با خیال راحت ذخیره شوند. این ترکیب شیمایی به دلیل انفجار و بی ثباتی آن به ندرت حمل می شود. معمولاً در سایت تولید می شود.

 

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دی اکسید کلر”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *