Dióxido de cloro

Dióxido de cloro Alerta sobre risco à saúde
Identificadores
Número CAS	10049-04-4
Número EINECS	233-162-8
Propriedades
Fórmula molecular	ClO2
Massa molar	67.45 g/mol
Ponto de fusão	−59°C
Ponto de ebulição	10°C
Solubilidade em otros solventes	Hidrólise
Termoquímica
Entalpia padrão de formação ΔfHo298	+104.60 kJ/mol
Entropia molar padrão So298	257.22 J K−1 mol−1
Riscos associados
Classificação UE	Oxidante (O) Muito tóxico (T+) Perigoso para o ambiente (N)
NFPA 704	0 3 4 OX
Frases R	R6, R8, R24, R36, R50
Frases S	S1/2, S23, S26, S28, S36/37/39, S38 , S45, S61
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades	n, εr, etc.
Dados termodinâmicos	Phase behaviour Solid, liquid, gas
Dados espectrais	UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a materiais sob condições normais de temperatura e pressão Referências e avisos gerais sobre esta caixa. Alerta sobre risco à saúde.

Dióxido de cloro

Dióxido de cloro é um composto químico com a fórmula ClO₂. Este gás verde-amarelado cristaliza como cristais laranjas a −59 °C. Como um dos vários óxidos de cloro, é um potente e usual agente oxidante usado em tratamento de água e alvejamentos diversos.

Usos

Dióxido de cloro é usado primariamente (>95%) para branqueamento de polpa de madeira, onde 95 % da produção mundial é utilizada, mas é também usado no alvejamento de farinha e para a desinfecção de água e outros, aplicação na qual uma muito menor quantidade de dióxido de cloro é usada.

Produção

Em laboratório, o ClO₂ é preparado por oxidação de clorito de sódio:

2NaClO₂ + Cl₂ → 2ClO₂ + 2 NaCl

Em escala industrial é produzido com alta eficiência por redução do clorato de sódio em um ácido forte com um agente redutor disponível tais como o ácido clorídrico e dióxido de enxofre. A reação do clorato de sódio com o ácido clorídrico ocorre em um reator via os seguintes passos:

HClO₃ + HCl → HClO₂ + HOCl

HClO₃ + HClO₂ → 2ClO₂ + Cl₂ + 2H₂O

HOCl + HCl → Cl₂ + H₂O

Desde 1999 uma crescente proporção do dióxido de cloro fabricado globalmente para tratamento de água e outras menores aplicações tem sido feitas usando o método com clorato, peróxido de hidrogênio e ácido sulfúrico, o qual pode produzir um produto de cloro livre em alta eficiência.

Tradicionalmente, o dióxido de cloro para aplicações em desinfecção tem sido feito por um dos três métodos usando o método com clorito de sódio ou clorito de sódio-hipoclorito de sódio:

Método clorito

2NaClO₂ + 2HCl + NaOCl → 2ClO₂ + 3NaCl + H₂O

Método clorito-hipoclorito

5NaClO₂ + 4HCl → 5NaCl + 4ClO₂

Todos os três processos químicos envolvendo clorito de sódio podem produzir dióxido de cloro com alta conversão de clorito, porém o método clorito-HCl sofre da necessidade de 25% mais clorito para produzir a quantidade equivalente de dióxido de cloro.

Geradores catalítico de dióxido de cloro produzem rendimentos extremamente altos de conversão (>98.5%). Nestes sistemas, a solução é passada através de uma coluna de troca iônica. O processo de troca iônica rende ácido cloroso, o qual é então passado através de uma coluna de catalisador propiciando a conversando a dióxido de cloro. A vantagem deste sistema é que baixas concentrações de dióxido de cloro podem ser produzidas diretamente ao ponto de aplicação.

Dióxido de cloro também pode ser produzido por eletrólise de uma solução de clorito:

2NaClO₂ + 2H₂O   →   2ClO₂ + 2NaOH + H₂

Dióxido de cloro em gás de alta pureza (7.7% em ar ou nitrogênio) pode ser produzido pelo método Gás-Sólido, no qual reage-se gás cloro diluído com clorito de sódio sólido.

2NaClO₂ + Cl₂   →   2ClO₂ + 2NaCl

Estes processos e algumas leves variações têm sido estudadas e revistos.