BIOSSIDO DI CLORO (CLO2): STRUTTURA, USI, OTTENIMENTO, RISCHI, PROPRIETÀ - CHIMICA - 2025

Il biossido di cloro è un elemento composto inorganico formato da cloro (Cl) e ossigeno (O). La sua formula chimica è ClO ₂ . È un gas dal giallo verdastro al rossastro. Non si trova naturalmente nell'ambiente.

È estremamente reattivo, quindi è normale che venga preparato dove deve essere utilizzato. Uno dei suoi usi più importanti è come microbicida, antisettico e deodorante poiché elimina batteri, virus e funghi molto facilmente e in concentrazioni molto basse.

Alcuni alimenti venduti nei supermercati potrebbero essere stati disinfettati con biossido di cloro ClO ₂ . Autore: ElasticComputeFarm. Fonte: Pixabay.

Consente di disinfettare cibi come verdura, frutta, carne, pollame e frutti di mare. Viene utilizzato per sanificare superfici, pavimenti, bagni, sistemi di ventilazione, piscine, apparecchiature di laboratorio, apparecchiature odontoiatriche, ecc.

Per questo motivo viene utilizzato nella lavorazione degli alimenti, negli ospedali e nelle cliniche, nelle industrie e nelle aziende. Viene utilizzato per purificare l'acqua potabile e le acque reflue urbane.

È molto efficace come agente ossidante, motivo per cui viene utilizzato per candeggiare pasta di carta, oli, farina, cuoio, fibre tessili, tra gli altri.

Quando è sotto forma di gas, è molto pericoloso, poiché è altamente esplosivo e viene utilizzato principalmente in soluzioni acquose. È tossico se inalato.

Struttura

Il biossido di cloro è formato dall'unione di un atomo di cloro (Cl) con due atomi di ossigeno (O). I legami del cloro con ciascun ossigeno sono covalenti e doppi. Il cloro in questo composto ha una valenza di +4.

Struttura di Lewis del biossido di cloro ClO ₂ . Yikrazuul. Fonte: Wikimedia Commons.

Ha una struttura simmetrica e ad angolo, poiché ha elettroni liberi. Cioè, non formano un legame con nessun altro atomo.

Struttura di ClO ₂ in tre dimensioni. Verde = cloro; rosso = ossigeno. Ben Mills e Jynto. Fonte: Wikimedia Commons.

Nomenclatura

- Biossido di cloro

- Ossido di cloro (iv)

Proprietà

Stato fisico

Gas da giallo verdastro a giallo rossastro.

Peso molecolare

67,45 g / mol.

Punto di fusione

-59 ° C.

Punto di ebollizione

11 ° C.

Densità

Liquido a 0 ° C = 1.642 g / cm ³

Gas = 2,33 (densità relativa all'aria, aria = 1).

solubilità

Solubile in acqua: 2000 cm ³ di gas ClO ₂ in 100 cm ³ di acqua fredda o 0,8 g / 100 mL di acqua a 20 ° C. Solubile in soluzione alcalina e in soluzione di acido solforico H ₂ SO ₄ .

Proprietà chimiche

ClO ₂ è estremamente reattivo e può esplodere violentemente. È un agente ossidante molto efficace.

ClO _{2 si} decompone violentemente se viene a contatto con materiali organici. Se è in aria ad una concentrazione superiore al 10%, può esplodere per effetto della luce solare o del calore.

Può anche esplodere in presenza di mercurio (Hg) o monossido di carbonio (CO).

Sotto l'azione della luce ultravioletta (UV) o dell'ozono, ClO ₂ si trasforma in esossido di cloro Cl ₂ O ₆ , un composto molto instabile.

Proprietà delle vostre soluzioni acquose

Le sue soluzioni acquose sono gialle o gialle rossastre. Sono stabili se conservati al fresco, ben sigillati e protetti dai raggi solari. In presenza di luce queste soluzioni si decompongono lentamente dando acido cloridrico HCl e acido clorico HClO ₃ .

Soluzione acquosa di ClO ₂ dove si osserva che _{viene rilasciato} un gas giallo che è ClO ₂ . Autore: Materialscientist. Fonte: Wikimedia Commons.

In soluzioni alcaline, ClO _{2 si} decompone in ioni clorito ClO ^2- e clorato ClO ^3- . In soluzioni acide, si forma acido cloridrico HClO ₂ e quindi questo viene decomposto in acido cloridrico HCl e acido clorico HClO ₃ .

Altre proprietà

I vapori concentrati di ClO ₂ sono potenzialmente esplosivi, quindi non è stato possibile comprimerli da soli o miscelati con altri gas. Per questo motivo si preferisce prepararlo sul sito dove verrà utilizzato.

Quando è a temperature molto basse nella sua forma idratata, che è il modo in cui a volte viene trasferito, è un solido a forma di blocco simile al ghiaccio e di colore arancione.

Ha un odore simile al cloro. È tossico per inalazione.

Ottenere

Può essere ottenuto in diversi modi. Ad esempio, in alcuni casi le soluzioni di ClO ₂ vengono preparate facendo passare una miscela di cloro gassoso (Cl ₂ ) e aria (o gas cloro e azoto N ₂ ) attraverso una colonna contenente granuli di clorito di sodio (NaClO ₂ ).

2 NaClO ₂ + Cl ₂ → 2 NaCl + 2 ClO ₂

Il prodotto generato contiene circa il 90% di ClO ₂ , tra gli altri composti del cloro.

Si ottiene anche da clorato di potassio (KClO ₃ ) e acido solforico (H ₂ SO ₄ ) in presenza di acido ossalico come agente riducente. In questo caso si forma anche anidride carbonica (CO ₂ ), che serve a diluire il ClO ₂ .

Può essere preparato nel luogo di utilizzo a partire da clorato di sodio (NaClO ₃ ), acido solforico (H ₂ SO ₄ ) e metanolo (CH ₃ OH).

Nell'industria si ottiene per mezzo di clorato di sodio (NaClO ₃ ) e anidride solforosa (SO ₂ ) in presenza di acido solforico.

2 NaClO ₃ + SO ₂ + H ₂ SO ₄ → 2 ClO ₂ + 2 NaHSO ₄

Utilizza come disinfettante

Può essere usato come un potente agente antimicrobico. È stato dimostrato che è altamente efficace contro vari microrganismi, come Escherichia coli e Staphylococcus aureus.

Con quest'ultimo, una concentrazione di soli 5 ppm di ClO _{2 è} sufficiente per eliminarne il 100%. È battericida, antisettico e deodorante. È efficace su un ampio intervallo di pH.

Nel cibo

È usato come agente antimicrobico in acqua per fumigare frutta e verdura, nella lavorazione di pollame, carne rossa, pezzi di carne e organi e prodotti marini come i crostacei.

La carne rossa dei supermercati potrebbe essere stata trattata con biossido di cloro per disinfettarla. Autore: Karamo. Fonte: Pixabay.

Le soluzioni di biossido di cloro devono essere utilizzate a una concentrazione non superiore a 3 ppm (parti per milione) di ClO ₂ residuo in modo che non abbia effetto sul cibo.

Dopo il trattamento con ClO ₂ tutto il cibo deve essere accuratamente risciacquato con acqua potabile, oppure deve essere utilizzato per sbollentare, cucinare o inscatolare.

Nel caso di prodotti marini, la soluzione ClO ₂ deve essere utilizzata in acqua e ghiaccio utilizzati per il risciacquo, il lavaggio, lo scongelamento, il trasporto o lo stoccaggio. I crostacei crudi devono quindi essere accuratamente lavati con acqua potabile prima del consumo.

L'acqua fredda e il ghiaccio in cui vengono conservati i frutti di mare contengono piccole quantità di ClO ₂ . Autore: PublicDomainPictures. Fonte: Pixabay.

Su carta e cartone che verranno a contatto con gli alimenti

Le soluzioni di ClO ₂ vengono utilizzate per eliminare i microrganismi che causano la melma (come alghe, batteri e funghi) nell'acqua di processo utilizzata nella produzione di carta e cartone che verranno a contatto con gli alimenti.

Nell'acqua potabile

È usato per purificare l'acqua e renderla potabile (sicura da bere). Viene utilizzato nel pretrattamento dell'acqua che verrà successivamente imbottigliata per bere o dell'acqua che verrà utilizzata come ingrediente nella produzione di bevande o bibite analcoliche.

Alcune bibite elaborate possono contenere acqua trattata con ClO ₂ . Susan Slater. Fonte: Wikimedia Commons.

In odontoiatria

Viene utilizzato negli strumenti utilizzati dal dentista o dal dentista per disinfettarli e distruggere gli organismi patogeni in essi contenuti.

Nelle applicazioni mediche

Soluzioni acquose di ClO ₂ sono state utilizzate per trattare la candidosi orale (infezione in bocca). La candidosi è un'infezione del fungo Candida albicans.

Aspetto del fungo Candida albicans in una coltura di laboratorio. CDC / Dr. William Kaplan. Fonte: Wikimedia Commons.

Il biossido di cloro uccide i funghi della bocca e migliora significativamente l'aspetto dei tessuti orali senza effetti collaterali.

Alcuni ricercatori medici indicano che le soluzioni di ClO ₂ applicate alle ferite chirurgiche possono ridurre o sopprimere la formazione di aderenze senza influire sulla guarigione dell'adesione, con l'ulteriore vantaggio delle sue proprietà antisettiche.

Altri usi

Grazie alle sue proprietà ossidanti e microbicide, ClO ₂ viene utilizzato per:

- Sbiancare la cellulosa del legno nella produzione di pasta di legno e carta, fornendo una lucentezza stabile.

- Grassi e oli sbiancanti, cuoio, farina sbiancante e tessuti.

- Applicazioni agricole come la disinfezione di superfici dure, attrezzature, sistemi idrici e serre di funghi.

- Applicazioni in industrie, negozi e ospedali come la disinfezione di superfici dure (pareti, pavimenti, bagni), sistemi di ventilazione, apparecchiature di laboratorio.

- Disinfettare pavimenti e bagni di abitazioni, impianti di condizionamento, sistemi di circolazione dell'acqua di piscine.

- Trattamento acque reflue urbane e industriali.

- Pulizia della contaminazione dei giacimenti petroliferi.

- Fabbricazione di sali di cloruro (Cl ^- ).

rischi

- I vapori concentrati di ClO ₂ sono potenzialmente esplosivi.

- È tossico per inalazione e ingestione. È irritante per gli occhi, il naso e la gola, può causare edema polmonare e bronchite cronica.

- Secondo le fonti consultate, il ClO ₂ non causa mutazioni nel DNA né provoca il cancro nell'uomo.

Riferimenti

1. Biblioteca nazionale di medicina degli Stati Uniti. (2019). Biossido di cloro. Recupero da pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
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