二氧化氯的性质和其相关反应.pdf

二氧化氯的性质及其相关反应 候宏卫，贺启环 (南京理工大学环境科学与工程系，南京210094) 摘 要：二氧化氯作为一种强氧化剂，由于其在消毒杀菌、除臭除味、脱色、保鲜及水处理等方面 的功能，受到国内外专家广泛关注。本文综述了二氧化氯的物理、化学性质，强氧化性质和 制备，生产二氧化氯的工艺反应以及二氧化氧在水中的无机反应，有机反应，广谱消毒反应。 关键词：二氧化氯；性质；反应 1、引言 二氧化氯(ClO。)在水处理中应用始自1944年在纽约的尼亚加拉瀑布水处理厂。1988年秋。 由于加拿大西部海域被含氯有机物废液污染，政府颁布了法规，进一步限制西部纸浆厂含氯有机物 废液的排放量，要求排放量减少一半以上。这种情况波及美国和西欧国家。因此在许多领域内，用 ClO：取代氯气的趋势，在80年代占主导地位。 作为一种优良水处理剂，CIOz的优点日渐明显：(1)不会与水中腐植酸类物质反应生成致癌的 中综合性能最好的，其安全性被世界卫生组织列为AI级，是一种公认的氯系消毒剂最理想的更换产 品． 1 2、C0：的物理性质 ClO：，67．46，是在自然界中完全以单体游离基形式存在的少数化合物之一．熔点一59℃，沸点11 ℃，临界点153℃．在冷却并超过一40℃下，液体CIO：为深红色，ClO：的蒸气在外观和味道上酷似氯气。 缩或贮存ClO。一切尝试，无论是单独或其他气体结合，在商业上均未成功。水中溶解热(℃) 6．6Kcal／mol，ClO：在水中溶解度％与1／t成线性关系。 CIOz在水中溶解度 t℃ O 15 35 1／t 1／15 1／35 溶解度％ 70+0．7 45 26．5+0．8 CIOz气体易溶于水，溶解于水中形成黄绿色的溶液。二氧化氯溶液浓度lOg／1以下时，基本没有 爆炸危险。 3、Cl 0：的化学性质 CIOz，为奇电子分子，没有明显的二聚倾向，电子对呈平面三角形排布，分子内生成一个离域 ±0．01。 u u 108cml C102的红外光谱： 1945cm～：u2445cm‘131 64 CIOz在CCl。的紫外吸收：人max375nm及355nm，在263nm处还有一个弱吸收 CIO：以AB：的等控结构存在 CIOz分子的电子结构呈不饱和状态，但在水中，却不以二聚或多状态存在，这对ClO：在水中的 迅速扩散是有利的。 CIOz对光较敏感。在水中溶解的CIOz，在436 上升为1．Omol／E，其机理如下： 2C102+h13§2CIO一+20— CIO’+H20e，H2C102 H2C102+CIO’C》HCl03+HCl 2C102+hu+H20§HCl03+HCI+20一 二氧化氯在低温下光解生成易爆炸的暗棕色物质C1：0s，很危险．因此，实际中，CIO。应避光保存， 一般情况下，现制备，现使用． 在理论上，CIOz应为砸氯酸和氯酸的酸酐，即 2C102+H：0《今HCl03+HCl02 二氧化氯在酸性溶液中稳定的多，开始还原到HCIO。，近而分解为HCl和HCIO。：在碱性溶液中迅 速生成ClO；和CIOi混合物。 但在实际水处理条件下(PH=6．8)CIOz都在水中有较大的安定性(48h以上)。 10。7 20C：[HCIO：][HCIO。]／[CIO：]2=1．2X 当Phi9，ClO：明显歧化 2C102+20H一营clo；+clo； 4、CIO：的强氧化性