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.

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

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:[1]

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.[2]

Referências
  1. Derby, R. I.; Hutchinson, W. S. "Chlorine(IV) Oxide" Inorganic Syntheses, 1953, IV, 152-158.
  2. White, G. C. "Handbook of Chlorination and Alternative Disinfectants", 4th Edition (Wiley, 1999). (em inglês)
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