ClO2 được phát hiện khi nào?

Clo dioxit được phát hiện năm 1814 bởi ngài Humphrey Davy. Ông đã sản xuất khí này bằng cách rót a xít sulphuric lên kali clorat. Sau đó Ông thay thế  axít sulphuric bằng Axít hypochlorous (HOCL). Trong nhưng năm gần đây, để sản xuất lượng clo dioxit lớn.

Người ta sử dụng phản ứng: 2NaClO₃  +  4HCl  =  2ClO₂  + Cl₂  +  2NaCl  +  2H₂O

Đặc tính của khí clo dioxit

ClO₂ dễ bay hơi và rất mạnh. Khi tan trong nước, dung dịch nước ngậm clo doixit là một gốc tự do. Ở nồng độ cao, nó phản ứng rất mạnh với chất khử. Clo dioxit là chất không bền vững, nó phân ly thành Cl₂ + O₂ và nhiệt. Khi tiếp xúc với ánh nắng, nó sẽ chuyển thành các chất clo ride (Cl^–), Clo rite (ClO^–) và clo rát (ClO₃^–) Tại nhiệt độ -59 0C, Clo doixít trở thành dung dịch mầu đỏ, ở 11 0C, nó chuyển sang dạng khí. Clo dioxit đặc hơn không khí 2.4 lần, dung dịch có tỷ trọng nặng hơn nước.

Khả năng hòa tan trong nước

Clo doxit tan rất tốt trong nước, đặc biệt là nước lạnh, khi vào nước,nó không phân phân ly mà vẫn duy trì ở thể khí ( dung dịch nước ngậm khí). Khả năng tan trong nước của clo dioxit lớn hơn clo 10 lần. Clo dioxit có thể loại bỏ ra khỏi nước bằng phương pháp thoáng khí

Ứng dụng của clo dioxit

Clo dioxit có rất nhiều ứng dụng, điển hình như: Rửa bo mạch trong ngành công nghiệp điện tử, xử lý sulfide, chất tẩy trong ngành dệt và sản xuất nến. Ngày nay clo dioxide dùng rộng rãi để tẩy trắng giấy, nó tạo ra thớ giấy sạch và chắc hơn so với clo. Ngoài ra clo dioxit có ưu điểm là tại ra ít sản phẩm phụ độc hại hơi so với clo.

Dùng để khử trùng các thiết bị y tế, thiết bị thí nghiệm. Nó có thể ứng dụng như là chất oxi hóa và chất khử trùng và đặc biệt hiệu quả để tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh như nấm, khi khuẩn và vi rút. Nó cũng có thể ngăn chặn và loại bỏ màng sinh học. Clo dioxit hiệu quả trong việc chống lại bệnh than bởi vì nó có thể chống lại được bào tử vi khuẩn.

Clo dioxit sử dụng như chất oxi hóa.

Phản ứng với sắt, mangan gây kết tủa

1 mg Fe tiêu thụ 1.2 mg ClO₂

Fe²⁺ + ClO₂ + 3 H₂O     ”     Fe(OH)₃$ + ClO₂^– + 3 H⁺

1 mg Mn tiêu thụ 2.5 mg ClO₂

Mn²⁺ + ClO₂ + 2 H₂O    ”     MnO₂$ + ClO₂^– + 4 H⁺

Nitrite bị oxi hóa thành Nitrate, Sulphide thành Sulphate + Sulphur

1 mg Nitrite tiêu thụ 2.9 mg ClO₂

NO₂^– + 2 ClO₂ + H₂O    ”     NO₃^–  + 2 ClO₂^– + 2 H⁺

1 mg Sulphide tiêu thụ 2.1 mg ClO₂

2 S^– + 2 ClO₂                ”     SO₄^{2 –} + S$ + 2 Cl^–

Chlorine dioxide có thể oxi hóa các hợp chất cò mùi mức thấp như Pyrazines and Phenols

Clo dioxit có oxi hóa giống như cách clo

Trái ngược với clo, clo dioxit không phản ứng với các chất nitơ amoni, khó phản ứng với các amin đơn. Oxi hóa nitrite thành nitrate. Không phản ứng bằng bẻ gãy các liên kết carbon. Không khoáng hóa các chất hữu cơ. Tại pH trung tính hoặc pH cao, Axit sunphiric (H2SO4) khử clo dioxit thành clorit ion (CLO₂^–). Dưới tình trạng tính kiềm, clo dioxit phá vỡ thành clorit và clorat.

2ClO₂  + 2OH  = H2O + ClO₃^–+ ClO₂^–

Phản ứng đó được xúc tác bởi ion hydro, chu kỳ bán rã của dung dịch nước ngâm clo dioxit giảm khi pH tăng. Ở pH thấp, clo dioxit bị khử thành ion clo rai (CL^–).

Các sản phẩm phụ sinh ra

Clo dioxit nguyên chất ứng dụng trong khử trùng sinh ra ít sản phẩm phụ hơn oxi hóa giống như clo. Trái ngược với ozone, clo dioxit nguyên chất không chuyển ion bromite (Br^–) thành ion bromate (BrO₃^–), ngoại trừ có tác động của ánh sáng. Thêm vào đó, clo dioxit không sinh ra một lượng lớn các chất như aldehydes, ketons, keton acids hoặc các sản phẩm phụ trong khử trùng.

Ứng dụng clo dioxit trong khử trùng

Ứng dụng chính của clo dioxit trong xử lý nước cấp là khử trùng, Ngày nay nó còn được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác như: khử trùng cho ước thải, xử lý nước công nghiệp ( sản xuất bia, nước giải khát), khử trùng nước làm mát, xử lý khí công nghiệp, ngành ngọc trai, sản xuất thức ăn, oxi hóa chất thải công nghiệp, khí tiệt trùng thiết bị y tế.