이산화 염소 (CLO2) : 구조, 용도, 획득, 위험, 속성 - 화학 - 2025

이산화 염소는 염소 (CL)과 산소 (O)에 의해 형성되는 무기 화합물의 원소이다. 화학 공식은 ClO ₂ 입니다. 녹황색에서 붉은 색의 가스입니다. 환경에서 자연적으로 발견되지 않습니다.

반응성이 극도로 높기 때문에 사용되는 곳에 준비하는 것이 일반적입니다. 가장 중요한 용도 중 하나는 살균제, 방부제 및 탈취제로 매우 쉽게 박테리아, 바이러스 및 곰팡이를 매우 낮은 농도로 제거하기 때문입니다.

슈퍼마켓에서 판매되는 일부 식품은 이산화 염소 ClO ₂ 로 소독되었을 수 있습니다 . 저자 : ElasticComputeFarm. 출처 : Pixabay.

야채, 과일, 육류, 가금류 및 해산물과 같은 식품을 소독 할 수 있습니다. 표면, 바닥, 욕실, 환기 시스템, 수영장, 실험실 장비, 치과 장비 등을 살균하는 데 사용됩니다.

이러한 이유로 식품 가공, 병원 및 클리닉, 산업 및 기업에서 사용됩니다. 음용수 및 도시 폐수를 정화하는 데 사용됩니다.

산화제로서 매우 효과적이기 때문에 종이 펄프, 오일, 밀가루, 가죽, 섬유 섬유 등을 표백하는 데 사용됩니다.

가스 형태 인 경우 폭발성이 높고 주로 수용액에 사용되므로 매우 위험합니다. 흡입하면 독성이 있습니다.

구조

이산화 염소는 염소 원자 (Cl)와 두 개의 산소 원자 (O)가 결합하여 형성됩니다. 염소와 각 산소의 결합은 공유적이고 이중입니다. 이 화합물의 염소의 원자가는 +4입니다.

이산화 염소 ClO ₂ 의 루이스 구조 . Yikrazuul. 출처 : Wikimedia Commons.

그것은 자유 전자를 가지고 있기 때문에 대칭적이고 각진 구조를 가지고 있습니다. 즉, 그들은 다른 원자와 결합을 형성하지 않습니다.

3 차원에서 ClO _2의 구조 . 녹색 = 염소; 빨간색 = 산소. Ben Mills와 Jynto. 출처 : Wikimedia Commons.

명명법

-이산화 염소

-염소 산화물 (iv)

속성

몸 상태

녹황색에서 적황색 가스.

분자 무게

67.45g / 몰.

녹는 점

-59 ° C

비점

11 ° C

밀도

0 ° C의 액체 = 1,642g / cm ³

기체 = 2.33 (공기 대비 밀도, 공기 = 1).

용해도

물에 용해 : 100cm ³ 의 냉수 에 2000cm ³ 의 ClO ₂ 가스 또는 20 ° C에서 물의 0.8g / 100mL. 알칼리성 용액 및 황산 용액 H ₂ SO _4에 가용 .

화학적 특성

ClO ₂ 는 극도로 반응성이 높고 격렬하게 폭발 할 수 있습니다. 매우 효과적인 산화제입니다.

ClO ₂ 는 유기 물질과 접촉하면 격렬하게 분해됩니다. 10 % 이상의 농도로 공기 중에 있으면 햇빛이나 열로 인해 폭발 할 수 있습니다.

또한 수은 (Hg) 또는 일산화탄소 (CO)가있는 경우에도 폭발 할 수 있습니다.

자외선 (UV) 빛이나 오존의 작용으로 ClO ₂ 는 매우 불안정한 화합물 인 헥소 옥사이드 염소 Cl ₂ O ₆ 로 변 합니다.

수용액의 특성

그 수용액은 노란색 또는 적황색입니다. 시원하고 잘 밀봉하고 햇빛으로부터 보호하면 안정적입니다. 빛이있는 곳에서이 용액은 천천히 분해되어 염산 HCl 및 염소산 HClO _{3를 생성} 합니다.

ClO ₂ 라는 노란색 가스 _{가 방출} 되는 것이 관찰되는 ClO ₂ 수용액 . 저자 : 재료 과학자. 출처 : Wikimedia Commons.

알칼리 용액에서 ClO ₂ 는 아 염소산염 이온 ClO ^2- 와 염소산염 ClO ^3- 로 분해됩니다 . 산성 용액에서 아 염소산 HClO _{2가 형성} 되고 이것은 염산 HCl 및 염소산 HClO _3로 분해됩니다 .

기타 속성

ClO ₂ 농축 증기 는 잠재적으로 폭발 가능성이 있으므로 단독으로 압축하거나 다른 가스와 혼합하여 압축하는 것이 불가능했습니다. 이러한 이유로 사용할 사이트에서 준비하는 것이 좋습니다.

수화 형태로 매우 낮은 온도에있을 때 (때로는 전달되는 방식) 얼음과 오렌지색과 유사한 블록 모양의 고체입니다.

염소와 비슷한 냄새가납니다. 흡입하면 독성이 있습니다.

구하기

여러 가지 방법으로 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 일부 경우에 ClO ₂ 용액 은 염소 가스 (Cl ₂ )와 공기 (또는 염소 가스 및 질소 N ₂ )의 혼합물을 아 염소산 나트륨 (NaClO ₂ ).

2 NaClO ₂ + Cl ₂ → 2 NaCl + 2 ClO ₂

생성 된 제품은 다른 염소 화합물 중에서 약 90 % ClO _2를 포함 합니다.

또한 환원제로서 옥살산의 존재하에 염소산 칼륨 (KClO ₃ ) 및 황산 (H ₂ SO ₄ ) 으로부터 얻어집니다 . 이 경우 이산화탄소 (CO ₂ )도 생성되어 ClO ₂ 를 희석시키는 역할을합니다 .

염화나트륨 (NaClO ₃ ), 황산 (H ₂ SO ₄ ) 및 메탄올 (CH ₃ OH) 에서 시작하여 사용 장소에서 제조 할 수 있습니다 .

산업에서는 황산이있는 상태에서 염소산 나트륨 (NaClO ₃ )과 이산화황 (SO ₂ )을 사용하여 얻습니다 .

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

소독제로 사용

강력한 항균제로 사용할 수 있습니다. Escherichia coli, Staphylococcus aureus와 같은 다양한 미생물에 대해 매우 효과적인 것으로 밝혀졌습니다.

후자의 경우 5ppm의 ClO ₂ 농도만으로도 100 % 제거 할 수 있습니다. 살균, 살균 및 탈취입니다. 넓은 pH 범위에서 효과적입니다.

음식에서

가금류, 붉은 육류, 육류와 내장, 조개류와 같은 수산물 가공에서 과일과 채소를 훈증시키기 위해 물에서 항균제로 사용됩니다.

슈퍼마켓의 붉은 고기는 소독을 위해 이산화 염소로 처리되었을 수 있습니다. 저자 : Karamo. 출처 : Pixabay.

이산화 염소 용액은 식품에 영향을 미치지 않도록 잔류 ClO ₂ 3ppm (백만 분율)을 초과하지 않는 농도로 사용해야합니다 .

ClO _2로 처리 한 후 모든 음식은 식수로 완전히 헹구거나 데치거나 요리 또는 통조림에 사용해야합니다.

수산물의 경우 ClO ₂ 용액 은 헹굼, 세척, 해동, 운반 또는 보관에 사용되는 물과 얼음에 사용되어야합니다. 그런 다음 날 조개는 먹기 전에 식수로 철저히 씻어야합니다.

해산물이 보관되는 냉수와 얼음에는 소량의 ClO _2가 포함되어 있습니다 . 저자 : PublicDomainPictures. 출처 : Pixabay.

음식과 접촉 할 종이와 판지

ClO ₂ 용액 은 식품과 접촉하게 될 종이 및 판지 제조에 사용되는 공정 용수에서 점액 유발 미생물 (예 : 조류, 박테리아 및 곰팡이)을 제거하는 데 사용됩니다.

식수에

물을 정화하고 마실 수 있도록 만드는 데 사용됩니다 (마실 수 있음). 그것은 나중에 음료수를 위해 병에 넣을 물 또는 음료 또는 청량 음료 제조의 성분으로 사용될 물의 전처리에 사용됩니다.

일부 가공 된 소다는 ClO _2로 처리 된 물을 포함 할 수 있습니다 . 수잔 슬레이터. 출처 : Wikimedia Commons.

치과에서

치과의 사나 치과 의사가 사용하는 도구에서 소독하고 병원성 유기체를 파괴하는 데 사용됩니다.

의료 분야에서

ClO ₂ 수용액 은 구강 칸디다증 (구강 감염)을 치료하는 데 사용되었습니다. 칸디다증은 곰팡이 칸디다 알비 칸스에 의한 감염입니다.

실험실 배양에서 진균 Candida albicans의 출현. CDC / 박사. 윌리엄 카플란. 출처 : Wikimedia Commons.

이산화 염소는 구강 곰팡이를 죽이고 부작용없이 구강 조직의 외관을 크게 개선합니다.

일부 의학 연구자들은 수술 상처에 적용된 ClO ₂ 용액이 접착 치유에 영향을주지 않고 접착 형성을 감소 시키거나 억제 할 수 있으며, 살균 특성의 추가적인 이점도 있다고 지적합니다 .

기타 용도

산화 및 살균 특성으로 인해 ClO ₂ 는 다음과 같은 용도로 사용됩니다.

-펄프 및 제지 제조시 목재의 셀룰로오스를 희게하여 안정된 광택을 제공합니다.

-표백 지방 및 오일, 가죽, 표백 밀가루 및 직물.

-딱딱한 표면, 장비, 물 시스템 및 버섯 온실 소독과 같은 농업 분야.

-단단한 표면 (벽, 바닥, 욕실), 환기 시스템, 실험실 장비 소독과 같은 산업, 상점 및 병원의 응용 분야.

-가정의 바닥과 욕실, 에어컨 시스템, 수영장 물 순환 시스템을 소독합니다.

-도시 및 산업 폐수 처리.

-유전 오염 청소.

- 클로라이드 염 (CL 제조 ^- ).

위험

-ClO ₂ 농축 증기 는 잠재적으로 폭발 할 수 있습니다.

-흡입 및 섭취에 의해 독성이 있습니다. 눈, 코, 목을 자극하고 폐부종과 만성 기관지염을 유발할 수 있습니다.

-협의 된 출처에 따르면 ClO ₂ 는 DNA에 돌연변이를 일으키거나 인간에게 암을 유발하지 않습니다.

참고 문헌

1. 미국 국립 의학 도서관. (2019). 이산화 염소. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov에서 복구되었습니다.
2. Dean, JA (편집자). (1973). Lange의 화학 핸드북 (11 판). McGraw-Hill Book Company.
3. Ullmann의 공업 화학 백과 사전. (1990). 제 5 판. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
4. Cotton, F. Albert 및 Wilkinson, Geoffrey. (1980). 고급 무기 화학. 제 4 판. John Wiley & Sons.
5. Bajpai, P. (2012). 이산화 염소 표백. 이산화 염소 표백이 펄프 품질에 미치는 영향. 펄프 표백을위한 환경 친화적 접근 방식 (제 2 판). sciencedirect.com에서 복구되었습니다.
6. Moran, S. (2018). 물 화학. 이산화 염소. 물 및 폐수 처리장 설계에 대한 응용 가이드에서. sciencedirect.com에서 복구되었습니다.
7. McKeen, L. (2012). 식품 조사 및 의료 살균 소개. 기체 이산화 염소. 플라스틱 및 엘라스토머에 대한 살균 효과 (제 3 판). sciencedirect.com에서 복구되었습니다.