二氧化氯是黄绿色的气体,是氯的最稳定的氧化物,也是唯一大量生产的卤氧化物[1]。二氧化氯在其液态时稳定,但若和一些特定物质接触,也有爆炸的可能。 它在约−59°c 时凝结成亮橙色的晶体。作为氯的氧化物之一,它是一种极其强而有效的氧化剂,被用于水处理和漂白[2],近年也广泛用于消毒。
制备:
氯酸钠在强酸的溶液和适合的还原剂(例如过氧化氢、二氧化硫,或盐酸)下进行还原反应,产生二氧化氯:
2clo3− 2cl− 4h → 2clo2 cl2 2h2o然而,这个化学反应对于消毒上的应用价值不大。生产消毒用的二氧化氯,大多数是用亚氯酸盐—氯法:
2naclo2 cl2 → 2nacl 2clo2或是亚氯酸盐-盐酸法:
5naclo2 4hcl → 5nacl 4clo2 2h2o后者的特点是它的化学制成品无氯气以及产量高(用现代的生产机器,一般含量高于95%)。
最近,科学家又研究出了一种新的制备方法,在酸性溶液中用草酸(h2c2o4)还原氯酸盐,化学反应方程式为:
h2c2o4 2naclo3 h2so4 → na2so4 2co2↑ 2clo2↑ 2h2o2kclo3 h2c2o4 → k2co3 co2↑ 2clo2↑ h2o此法的最大特点是由于反应过程中生成的二氧化碳的稀释作用,大大提高了生产及储存、运输的安全性。当二氧化氯的分压超过6.6kpa时会发生爆炸。
化学性质:
二氧化氯和氢氧化钠反应,得到亚氯酸钠和氯酸钠。
用途:
二氧化氯的主要用途在自来水的消毒,和面粉与木质纸浆的漂白。
由于它能氧化及分解蛋白质,能很有效地对抗病毒、细菌和包括梨形鞭毛虫(学名:giardia lamblia)与隐孢子虫(cryptosporidium)等原生动物所引起的囊肿与卵囊。
从1956年比利时的布鲁塞尔把自来水消毒剂由氯气改成二氧化氯后,二氧化氯开始被广泛地使用。
2005年8月,在袭击纽奥良的飓风卡特里娜过后,二氧化氯就被用来清除被洪水淹没后房屋上的危险霉菌。而中华民国政府也于2006年3月6日预告二氧化氯为自来水消毒剂。[1]
近年也有应用于空调系统及空气清新机的滤网,以为较多人使用的空间进行空气消毒杀菌。
香港科技大学研究团队研发出以有机微胶囊包裹二氧化氯的技术(germagic),透过微胶囊慢慢释放二氧化氯分子,可长效杀灭及抑制细菌病毒生长[3]。
谣言:
该化合物已被欺诈性地用于治疗多种疾病,包括儿童自闭症[4]。一些人也声称可饮用二氧化氯溶液以预防及治疗covid-19[5][6][7]。虽然二氧化氯能杀死covid-19[8],但需在水溶液下才能杀灭,也不能服用及接触皮肤。一些[哪个/哪些?]声称能杀灭covid-19的配戴式产品含有二氧化氯,但其效能存疑[9]。[需要可靠医学来源]
参考资料: