Диоксид хлора

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Диоксид хлора
Chlorine-dioxide.png
Диоксид хлора
Общие
Систематическое
наименование

Оксид хлора(IV)

Хим. формула

ClO2

Физические свойства
Состояние

газ

Молярная масса

67,45 г/моль

Плотность

1,6±0,1 г/см³[1]

Энергия ионизации

10,36±0,01 эВ[1]

Термические свойства
Т. плав.

−59 °C

Т. кип.

9,7 °C

Энтальпия образования

+104,60 кДж/моль

Давление пара

1±1 атм[1]

Классификация
Рег. номер CAS

10049-04-4

PubChem
Рег. номер EINECS

233-162-8

SMILES
InChI
Кодекс Алиментариус

E926

RTECS

FO3000000

ChEBI

29415

ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Диоксид хлора — неорганическое химическое соединение хлора и кислорода, формула: ClO2.

Физические свойства диоксида хлора[править | править вики-текст]

В нормальных условиях ClO2 — газ красновато-жёлтого цвета, с характерным запахом. При температурах ниже 10 °C ClO2 представляет собой жидкость красно-коричневого цвета. Малоустойчив, взрывается на свету, при контактах с восстановителями и при нагревании. Хорошо растворим в воде. Теплота испарения диоксида хлора 6,3 ± 0,1 ккал/моль, критическая температура 192 °C, критическое давление 85 атм. Плотность ClO2 уменьшается от 1,973 г/см³ при −60 °C до 1,653 г/см³ при 5 °C. Диоксид хлора растворим в воде, уксусной и серной кислотах, в четырёххлористом углероде, ацетонитриле, а также в ряде других органических растворителей. Растворимость диоксида хлора возрастает с ростом полярности растворителя. Потенциал ионизации диоксида хлора равен 10,33 ± 0,02 эВ, сродство к электрону 2,378 ± 0,006 эВ. Потенциал окисления-восстановления в водном растворе — E(ClO2/ClO2) = 0,94 В.

Оксид хлора(IV) имеет нечётное количество электронов (33) и является стабильным радикалом, не проявляющим при нормальных условиях тенденции к димеризации. В газовой фазе ЭПР спектр ClO2 не наблюдается, что объясняется большим числом вращательных уровней его молекулы. ЭПР-спектр раствора оксида хлора(IV) представляет собой широкий синглет, но при некоторых условиях (например, низких температурах) спектральная линия усложняется, превращаясь в широкий квартет вследствие сверхтонкого расщепления на ядрах хлора 35Cl и 37Cl, для которых константы сверхтонкой структуры равны 1,70 ± 0,03 и 1,37 ± 0,03 мT соответственно.

Получение[править | править вики-текст]

В лаборатории диоксид хлора получают по реакции хлората калия с щавелевой кислотой:

Из-за взрывоопасности диоксид хлора невозможно хранить в виде жидкости. Однако адсорбирование на поверхности силикагеля позволяет хранить диоксид хлора при пониженной температуре достаточно долго, а также избавиться от примесей хлора, силикагелем не поглощающегося.

Промышленный метод получения ClO2 основан на реакции восстановления хлората натрия диоксидом серы:

Свойства[править | править вики-текст]

Спектр диоксида хлора в видимой и ультрафиолетовой области

Кислотный оксид. При растворении в воде образуются хлористая и хлорноватая кислоты (реакция диспропорционирования). Разбавленные растворы устойчивы в темноте, на свету медленно разлагаются:

Образующаяся хлористая кислота очень неустойчива и разлагается:

ClO2 реагирует со многими органическими соединениями и выступает окислителем средней силы. Большинство реакций с участием ClO2 протекают по механизму одноэлектронного окисления с образованием органических катион-радикалов и хлорит-иона на первой стадии реакции, но возможно протекание и других реакций, в частности, реакции отрыва атома водорода.

Применение[править | править вики-текст]

Используется в основном для отбеливания, например, целлюлозы, бумаги, муки и т. п., дезинфекции и стерилизации различных материалов.

Физиологическое действие[править | править вики-текст]

Диоксид хлора вызывает раздражение слизистых оболочек, вызывает кашель. ПДК в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м3, ЛД50 = 140 мг/кг (крысы, перорально).

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Зефиров Н.С. и др. т.5 Три-Ятр // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.