- Structure
- Nomenclature
- Propriétés
- État physique
- Poids moléculaire
- Point de fusion
- Point d'ébullition
- Densité
- Solubilité
- Propriétés chimiques
- Propriétés de vos solutions aqueuses
- Autres propriétés
- Obtention
- Utilisé comme désinfectant
- Dans la nourriture
- Sur papier et carton qui entreront en contact avec les aliments
- Dans l'eau potable
- En dentisterie
- Dans les applications médicales
- Autres utilisations
- Des risques
- Références
Le dioxyde de chlore est un élément composé inorganique formé de chlore (Cl) et d'oxygène (O). Sa formule chimique est ClO 2. C'est un gaz jaune verdâtre à rougeâtre. Il ne se trouve pas naturellement dans l'environnement.
Il est extrêmement réactif, il est donc courant qu'il soit préparé là où il doit être utilisé. L'une de ses utilisations les plus importantes est comme microbicide, antiseptique et désodorisant car il élimine les bactéries, virus et champignons très facilement et à de très faibles concentrations.
Certains aliments vendus dans les supermarchés peuvent avoir été désinfectés avec du dioxyde de chlore ClO 2. Auteur: ElasticComputeFarm. Source: Pixabay.
Vous permet de désinfecter les aliments tels que les légumes, les fruits, la viande, la volaille et les fruits de mer. Il est utilisé pour désinfecter les surfaces, les sols, les salles de bains, les systèmes de ventilation, les piscines, les équipements de laboratoire, les équipements dentaires, etc.
Pour cette raison, il est utilisé dans la transformation des aliments, dans les hôpitaux et les cliniques, dans les industries et les entreprises. Il est utilisé pour purifier l'eau potable et les eaux usées municipales.
Il est très efficace comme agent oxydant, c'est pourquoi il est utilisé pour blanchir la pâte à papier, les huiles, la farine, le cuir, les fibres textiles, entre autres.
Lorsqu'il se présente sous forme de gaz, il est très dangereux, car très explosif, et est principalement utilisé dans des solutions aqueuses. Il est toxique s'il est inhalé.
Structure
Le dioxyde de chlore est formé par l'union d'un atome de chlore (Cl) avec deux atomes d'oxygène (O). Les liaisons du chlore avec chaque oxygène sont covalentes et doubles. Le chlore dans ce composé a une valence de +4.
Structure de Lewis du dioxyde de chlore ClO 2. Yikrazuul. Source: Wikimedia Commons.
Il a une structure symétrique et inclinée, car il a des électrons libres. Autrement dit, ils ne forment une liaison avec aucun autre atome.
Structure de ClO 2 en trois dimensions. Vert = chlore; rouge = oxygène. Ben Mills et Jynto. Source: Wikimedia Commons.
Nomenclature
- Dioxyde de chlore
- Oxyde de chlore (iv)
Propriétés
État physique
Gaz jaune verdâtre à jaune rougeâtre.
Poids moléculaire
67,45 g / mol.
Point de fusion
-59 ° C
Point d'ébullition
11 ° C
Densité
Liquide à 0 ° C = 1642 g / cm 3
Gaz = 2,33 (densité relative à l'air, air = 1).
Solubilité
Soluble dans l'eau: 2000 cm 3 de gaz ClO 2 dans 100 cm 3 d'eau froide ou 0,8 g / 100 mL d'eau à 20 ° C. Soluble en solution alcaline et en solution d'acide sulfurique H 2 SO 4.
Propriétés chimiques
Le ClO 2 est extrêmement réactif et peut exploser violemment. C'est un oxydant très efficace.
Le ClO 2 se décompose violemment s'il entre en contact avec des matières organiques. S'il se trouve dans l'air à une concentration supérieure à 10%, il peut exploser sous l'effet de la lumière du soleil ou de la chaleur.
Il peut également exploser en présence de mercure (Hg) ou de monoxyde de carbone (CO).
Sous l'action de la lumière ultraviolette (UV) ou de l'ozone, le ClO 2 se transforme en hexoxyde de chlore Cl 2 O 6, un composé très instable.
Propriétés de vos solutions aqueuses
Ses solutions aqueuses sont jaunes ou jaune rougeâtre. Ils sont stables s'ils sont conservés au frais, bien scellés et protégés de la lumière du soleil. En présence de lumière, ces solutions se décomposent lentement pour donner de l'acide chlorhydrique HCl et de l'acide chlorique HClO 3.
Solution aqueuse de ClO 2 où l'on observe qu'un gaz jaune qui est ClO 2 est libéré. Auteur: Materialscientist. Source: Wikimedia Commons.
Dans les solutions alcalines, ClO 2 se décompose en ions chlorite ClO 2- et chlorate ClO 3-. Dans les solutions acides, l'acide chloreux HClO 2 se forme, puis celui-ci est décomposé en acide chlorhydrique HCl et acide chlorique HClO 3.
Autres propriétés
Les vapeurs concentrées de ClO 2 sont potentiellement explosives, il n'a donc pas été possible de le comprimer seul ou en mélange avec d'autres gaz. Pour cette raison, il est préférable de le préparer sur le site où il doit être utilisé.
Lorsqu'il est à très basse température sous sa forme hydratée, ce qui est la façon dont il est parfois transféré, il s'agit d'un solide en forme de bloc semblable à la glace et de couleur orange.
Il a une odeur similaire au chlore. Il est toxique par inhalation.
Obtention
Il peut être obtenu de plusieurs manières. Par exemple, dans certains cas, des solutions de ClO 2 sont préparées en faisant passer un mélange de chlore gazeux (Cl 2) et d'air (ou de chlore gazeux et d'azote N 2) à travers une colonne contenant des granules de chlorite de sodium (NaClO 2).
2 NaClO 2 + Cl 2 → 2 NaCl + 2 ClO 2
Le produit généré contient environ 90% de ClO 2, entre autres composés chlorés.
Il est également obtenu à partir de chlorate de potassium (KClO 3) et d'acide sulfurique (H 2 SO 4) en présence d'acide oxalique comme réducteur. Dans ce cas, du dioxyde de carbone (CO 2) se forme également, qui sert à diluer le ClO 2.
Il peut être préparé sur le site d'utilisation à partir de chlorate de sodium (NaClO 3), d'acide sulfurique (H 2 SO 4) et de méthanol (CH 3 OH).
Dans l'industrie, il est obtenu au moyen de chlorate de sodium (NaClO 3) et de dioxyde de soufre (SO 2) en présence d'acide sulfurique.
2 NaClO 3 + SO 2 + H 2 SO 4 → 2 ClO 2 + 2 NaHSO 4
Utilisé comme désinfectant
Il peut être utilisé comme puissant agent antimicrobien. Il s'est avéré très efficace contre divers micro-organismes, tels que Escherichia coli et Staphylococcus aureus.
Avec ce dernier, une concentration de seulement 5 ppm de ClO 2 suffit à en éliminer 100%. Il est bactéricide, antiseptique et désodorisant. Il est efficace sur une large gamme de pH.
Dans la nourriture
Il est utilisé comme agent antimicrobien dans l'eau pour fumiger les fruits et légumes, dans le traitement de la volaille, de la viande rouge, des morceaux de viande et des organes, et des produits marins tels que les crustacés.
La viande rouge des supermarchés peut avoir été traitée avec du dioxyde de chlore pour la désinfecter. Auteur: Karamo. Source: Pixabay.
Les solutions de dioxyde de chlore doivent être utilisées à une concentration ne dépassant pas 3 ppm (parties par million) de ClO 2 résiduel afin qu'il n'ait pas d'effet sur les aliments.
Après le traitement au ClO 2, tous les aliments doivent être soigneusement rincés à l'eau potable ou doivent être utilisés pour le blanchiment, la cuisson ou la mise en conserve.
Dans le cas des produits marins, la solution de ClO 2 doit être utilisée dans l'eau et la glace utilisées pour le rinçage, le lavage, la décongélation, le transport ou le stockage. Les mollusques crus doivent ensuite être soigneusement lavés à l'eau potable avant d'être consommés.
L'eau froide et la glace dans lesquelles les fruits de mer sont conservés contiennent de petites quantités de ClO 2. Auteur: PublicDomainPictures. Source: Pixabay.
Sur papier et carton qui entreront en contact avec les aliments
Les solutions de ClO 2 sont utilisées pour éliminer les micro-organismes responsables de la boue (tels que les algues, les bactéries et les champignons) dans l'eau de procédé utilisée dans la fabrication du papier et du carton qui entreront en contact avec les aliments.
Dans l'eau potable
Il est utilisé pour purifier l'eau et la rendre potable (potable). Il est utilisé dans le prétraitement de l'eau qui sera plus tard mise en bouteille pour la boisson ou de l'eau qui sera utilisée comme ingrédient dans la fabrication de boissons ou de boissons gazeuses.
Certains sodas transformés peuvent contenir de l'eau traitée au ClO 2. Susan Slater. Source: Wikimedia Commons.
En dentisterie
Il est utilisé dans les instruments utilisés par le dentiste ou le dentiste pour les désinfecter et détruire les organismes pathogènes qu'ils contiennent.
Dans les applications médicales
Des solutions aqueuses de ClO 2 ont été utilisées pour traiter la candidose buccale (infection de la bouche). La candidose est une infection par le champignon Candida albicans.
Apparition du champignon Candida albicans dans une culture de laboratoire. CDC / Dr. William Kaplan. Source: Wikimedia Commons.
Le dioxyde de chlore tue les champignons de la bouche et améliore considérablement l'apparence des tissus buccaux sans effets secondaires.
Certains chercheurs médicaux indiquent que les solutions de ClO 2 appliquées sur les plaies chirurgicales peuvent réduire ou supprimer la formation d'adhérences sans affecter la cicatrisation par adhérence, avec l'avantage supplémentaire de ses propriétés antiseptiques.
Autres utilisations
En raison de ses propriétés oxydantes et microbicides, le ClO 2 est utilisé pour:
- Blanchir la cellulose du bois dans la fabrication de la pâte et du papier, procurant un brillant stable.
- Graisses et huiles de blanchiment, cuir, farine de blanchiment et textiles.
- Applications agricoles telles que la désinfection des surfaces dures, des équipements, des systèmes d'eau et des serres à champignons.
- Applications dans les industries, commerces et hôpitaux telles que la désinfection des surfaces dures (murs, sols, salles de bain), les systèmes de ventilation, les équipements de laboratoire.
- Désinfecter les sols et les salles de bain des maisons, les systèmes de climatisation, les systèmes de circulation d'eau des piscines.
- Traitement des eaux usées municipales et industrielles.
- Nettoyage de contamination des champs pétrolifères.
- Fabrication de sels de chlorure (Cl -).
Des risques
- Les vapeurs concentrées de ClO 2 sont potentiellement explosives.
- Il est toxique par inhalation et ingestion. Il est irritant pour les yeux, le nez et la gorge, il peut provoquer un œdème pulmonaire et une bronchite chronique.
- Selon les sources consultées, le ClO 2 ne provoque pas de mutations de l'ADN ni de cancer chez l'homme.
Références
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- Dean, JA (éditeur). (1973). Manuel de chimie de Lange (onzième édition). Compagnie du livre McGraw-Hill.
- Encyclopédie Ullmann de chimie industrielle. (1990). Cinquième édition. VCH Verlagsgesellschaft mbH.
- Cotton, F. Albert et Wilkinson, Geoffrey. (1980). Chimie inorganique avancée. Quatrième édition. John Wiley et fils.
- Bajpai, P. (2012). Blanchiment au dioxyde de chlore. Effet du blanchiment au dioxyde de chlore sur la qualité de la pâte. In Environmentally Benign Approaches for Pulp Bleaching (Second Edition). Récupéré de sciencedirect.com.
- Moran, S. (2018). Chimie de l'eau. Dioxyde de chlore. In An Applied Guide to Water and Effluent Treatment Plant Design. Récupéré de sciencedirect.com.
- McKeen, L. (2012). Introduction à l'irradiation des aliments et à la stérilisation médicale. Dioxyde de chlore gazeux. Dans L'effet de la stérilisation sur les plastiques et les élastomères (troisième édition). Récupéré de sciencedirect.com.