消毒剂二氧化氯

二氧化氯
二氧化氯主要用作漂白剂。作为一种消毒剂，由于其独特的特性，即使浓度很低，它也很有效。

图1:汉弗莱·戴爵士在1814年发现二氧化氯。

二氧化氯是什么时候发现了吗?
1814年，汉弗莱·戴维爵士发现了二氧化氯。他通过倒硫酸(H₂所以₄)钾氯酸盐(KClO_3.)．然后他用次氯酸(HOCl)代替了硫酸。在过去的几年里，这种反应也被用来生产大量的二氧化氯。钠氯酸盐(NaClO_3.)代替了氯酸钾。
2 naclo_3.+ 4HCl®2ClO₂+氯₂+ 2NaCl + 2H₂O

二氧化氯有什么特点?
二氧化氯(克罗₂)是一种合成的黄绿色气体，带有类似氯的刺激性气味。二氧化氯是中性的氯化合物。二氧化氯在化学结构和行为上都与初等氯非常不同。二氧化氯是一种小而易挥发的强分子。在稀释的水溶液中，二氧化氯是一种自由基。在高浓度时，它与还原剂发生强烈反应。二氧化氯是一种不稳定的气体，能分解成氯气(Cl₂),氧气气体(O₂)和热。当二氧化氯被阳光光氧化时，它就会分解。二氧化氯反应的最终产物是氯(Cl^-)、绿泥石(ClO^-)和氯酸盐(ClO_3.^-)．

在-59°C时，固体二氧化氯变成红色液体。在11°C时，二氧化氯变成气体。
二氧化氯的密度是空气的2.4倍。作为液体，二氧化氯的密度比水大。

二氧化氯能溶于水吗?
二氧化氯最重要的特性之一是它的高水溶性，特别是在冷水中。二氧化氯进入水中不水解;它在溶液中仍是一种溶解气体。二氧化氯溶于水的能力大约是氯的10倍。二氧化氯可以通过曝气或二氧化碳去除。

表1:二氧化氯在水中的溶解度

如何储存二氧化氯?
储存二氧化氯的最佳方法是在4℃的液态。在这个状态下，它是相当稳定的。二氧化氯不能储存太长时间，因为它会慢慢分解成氯而且氧气．它很少以气体的形式储存，因为它在压力下会爆炸。当空气中的二氧化氯浓度超过10%时，就有爆炸危险。在水溶液中，二氧化氯保持稳定和可溶。含有约1% ClO的水溶液₂(10 g/L)在不受光和热干扰的情况下可以安全储存。二氧化氯很少被运输，因为它的爆炸性和不稳定性。它通常是在现场制造的。

二氧化氯是如何产生的?
二氧化氯在压力下会爆炸。它很难运输，通常是在现场制造。二氧化氯通常以水溶液或气体的形式产生。它是在亚氯酸钠(NaClO)的酸性溶液中产生的₂)或氯酸钠(NaClO_3.)．对于大型装置，亚氯酸钠、氯气(Cl₂)，亚氯酸氢钠(NaHClO₂)和硫酸或氢气在现场生产二氧化氯。
为了生产二氧化氯气体，盐酸(HCl)或氯与亚氯酸钠混合在一起。

最主要的反应是:

2 naclo₂+氯₂®2克罗₂+ 2氯化钠
(酸化的次氯酸盐也可以作为氯的替代来源。)

和:
5 NaClO₂+ 4HCl®4 ClO₂+ 5NaCl + 2H₂O
(这种方法的一个缺点是它相当危险。)

另一种方法是:
2 NaClO₂+钠₂S2O₈®2克罗₂+ 2 na2so₄

次氯酸钠与盐酸反应也可产生二氧化氯:
盐酸+ NaOCl + 2NaClO₂®2克罗₂+ 2NaCl + NaOH

产生的二氧化氯量在0到50克/升之间。

二氧化氯有哪些应用?2021欧洲杯单场彩票007胜胜
二氧化氯有许多用途。2021欧洲杯单场彩票007胜胜它被用于电子工业清洁电路板，在石油工业处理硫化物，漂白纺织品和蜡烛。在第二次世界大战中，氯变得稀缺，二氧化氯被用作漂白剂。
现在二氧化氯最常用于漂白纸张。它产生的纤维比氯更清晰、更结实。二氧化氯的优点是产生的有害副产品比氯少。
二氧化氯气体用于消毒医疗和实验室设备、表面、房间和工具。
二氧化氯可用作氧化剂或消毒剂。它是一种非常强的氧化剂，可以有效地杀死病原微生物，如真菌、细菌和病毒。它还可以防止和去除生物膜。作为消毒剂和杀虫剂，它主要以液体形式使用。二氧化氯也可以用来对付炭疽热，因为它能有效地对付产生孢子的细菌。

二氧化氯作为氧化剂
作为氧化剂，二氧化氯具有很强的选择性。它有这种能力是由于独特的单电子交换机制。二氧化氯攻击有机分子富含电子的中心。一个电子被转移，二氧化氯被还原为亚氯酸盐(ClO₂^-)．

图2:二氧化氯作为氧化剂比氯更有选择性。在剂量相同的情况下，重污染环境中二氧化氯的残留浓度远高于氯的残留浓度。

通过比较不同消毒剂的氧化强度和氧化能力，可以得出结论，二氧化氯在低浓度下是有效的。二氧化氯的反应性不如臭氧或者氯，它只与硫物质，胺和其他一些活性有机物质发生反应。与氯和臭氧相比，获得活性残余消毒剂所需的二氧化氯更少。当有大量有机物存在时，也可以使用它。

氧化强度描述氧化剂与可氧化物质反应的强度。臭氧具有最高的氧化强度，能与任何能被氧化的物质发生反应。二氧化氯很弱，它的电位比次氯酸或次溴酸低。
氧化容量表示在氧化或还原反应中有多少电子被转移。二氧化氯中的氯原子的氧化值是+4。因此，当二氧化氯还原为氯时，它接受5个电子。当我们看分子量时，二氧化氯含有263%的“有效氯”;这是氯氧化能力的2.5倍多。

表2:各种氧化剂的氧化电位。

下面的比较显示了二氧化氯发生反应时的情况。首先，二氧化氯占有一个电子，还原成绿泥石:
克罗₂+ e-®ClO₂^-

亚氯酸盐离子被氧化变成氯离子:
克罗₂^-+ 4 h⁺+ 4e-®Cl^-+ 2 h₂O

这些比较表明二氧化氯被还原为氯，并且在这个反应中它接受了5个电子。氯原子一直存在，直到形成稳定的氯。这解释了为什么没有氯化物质形成。当氯发生反应时，它不仅接受电子;它也参与加成和取代反应。在这些反应中，一个或多个氯原子被添加到外来物质中。

表3:每摩尔重量氯的有效性

二氧化氯和氯的氧化方式一样吗?
与氯相反，二氧化氯不与氨氮(NH_3.)，几乎不与碱胺反应。它会氧化亚硝酸盐(N0₂)转化为硝酸盐(NO_3.)．它并不会发生断裂反应碳连接。没有有机物的矿化发生。在中性pH值或高pH值时，硫酸(H₂所以₄)将二氧化氯还原为亚氯酸盐离子(ClO₂^-)．在碱性环境下，二氧化氯被分解为亚氯酸盐和氯酸盐_3.^-):
2克罗₂+ 2哦^-= H₂O +克罗_3.^-+克罗₂^-

这个反应是由氢(H⁺)离子。二氧化氯水溶液的半衰期随pH值的增加而减小。在低pH值时，二氧化氯被还原为氯离子(Cl^-)．

二氧化氯会产生副产品吗?
纯净的二氧化氯气体用于水产生的消毒副产物比氧化剂(如氯)要少。与臭氧(O_3.)，纯二氧化氯不会产生溴(Br^-)变成溴酸盐离子(BrO_3.^-)，除非它发生光解作用。此外，二氧化氯不会产生大量的醛、酮、酮酸或其他源自有机物质臭氧化的消毒副产物。

二氧化氯的消毒用途是什么?2021欧洲杯单场彩票007胜胜

饮用水处理的主要应用是二氧化氯消毒。由于二氧化氯具有足够的生物杀灭能力，今天它也被用于工业的其他分支。例如污水消毒、工业过程水处理、冷却塔水消毒、工业空气处理、贻贝控制、食品生产和处理、工业废物氧化和医疗设备气体灭菌。

二氧化氯如何消毒?
二氧化氯通过氧化消毒。它是唯一一种分子自由基的杀菌剂。它有19个电子，对释放或占有电子的物质有偏好。二氧化氯只与释放电子的物质发生反应。相反，氯是将一个氯原子加到与之反应的物质上，或将其取代。

二氧化氯消毒是如何起作用的?
细菌细胞中的有机物质与二氧化氯发生反应，导致几个细胞过程中断。二氧化氯直接与氨基酸和细胞中的RNA发生反应。目前还不清楚二氧化氯是攻击细胞结构还是细胞内的酸。蛋白质的产生被阻止了。二氧化氯通过改变细胞膜蛋白质和脂肪以及防止吸入来影响细胞膜。
当细菌被清除后，细胞壁被二氧化氯穿透。病毒以不同的方式被消灭;二氧化氯与蛋白胨发生反应，蛋白胨是一种水溶性物质，由蛋白质水解生成氨基酸。二氧化氯通过阻止蛋白质的形成来杀死病毒。二氧化氯比氯或臭氧．

二氧化氯可以用来对付原生动物寄生虫吗?
二氧化氯是一种对贾第鞭毛虫和隐孢子虫寄生虫有效的消毒剂，这些寄生虫存在于饮用水中，会引发“贾第虫病”和“隐孢子虫病”。对抗这些原生动物寄生虫的最佳保护措施是用臭氧和二氧化氯的组合消毒。

微生物能对二氧化氯产生抗药性吗?
二氧化氯作为消毒剂的优点是直接与微生物的细胞壁发生反应。这个反应不依赖于反应时间或浓度。与非氧化消毒剂相比，二氧化氯即使在微生物不活跃时也能杀死它们。因此，有效杀灭微生物所需的二氧化氯浓度低于非氧化消毒剂的浓度。微生物无法对二氧化氯产生任何抵抗力。

二氧化氯可以用于生物膜吗?
二氧化氯在溶液中保持气态。二氧化氯分子很强大，有能力穿过整个系统。二氧化氯可以穿透细菌的黏液层，因为二氧化氯很容易溶解，即使是在碳氢化合物和乳剂中。二氧化氯氧化保持生物膜在一起。在这个反应过程中，二氧化氯被还原为亚氯酸盐离子。它们被分成几片生物膜，保持稳定。当生物膜开始再次生长时，酸性环境就形成了，亚氯酸盐离子转化为二氧化氯。二氧化氯去除剩余的生物膜。

二氧化氯的消毒副产物是什么?
二氧化氯与细菌和其他物质的反应过程分两步进行。在这一过程中，消毒副产物会留在水中。在第一阶段，二氧化氯分子接受一个电子，形成亚氯酸盐(ClO_3.)．在第二阶段，二氧化氯接受4个电子，形成氯(Cl^-)．在水中有一些氯酸盐_3.)，它是由二氧化氯产生而形成的。氯酸盐和亚氯酸盐都是氧化剂。二氧化氯、氯酸盐和亚氯酸盐解离成钠氯化(氯化钠)。

二氧化氯可以用来给饮用水消毒吗?
在20世纪50年代，二氧化氯的生物杀灭能力，特别是在高pH值时，已为人所知。例如，在饮用水处理中，它主要用于去除无机成分锰而且铁，以去除味道和气味，并减少与氯有关的消毒副产物。

对于饮用水处理，二氧化氯既可用作消毒剂，也可用作氧化剂。可用于预氧化和后氧化步骤。通过在地表水处理的预氧化阶段添加二氧化氯，可以在后续阶段防止藻类和细菌的生长。二氧化氯氧化漂浮的粒子，有助于凝固处理和去除水中的浑浊。

二氧化氯是对细菌和病毒的强力消毒剂。副产物绿泥石(ClO₂^-)，是一种弱杀菌剂。在水中，二氧化氯作为一种杀菌剂的活性至少可达48小时，其活性可能超过氯。
二氧化氯可以防止饮用水分配网络中细菌的生长。它还能有效地防止分销网络中生物膜的形成。生物膜通常很难被击败。它在病原微生物上形成一层保护层。大多数消毒剂无法接触到这些受保护的病原体。然而，二氧化氯可以去除生物膜，杀死致病微生物。二氧化氯也阻止生物膜的形成，因为它在系统中保持了很长时间的活性。

二氧化氯的剂量应该是多少?
对于有机物的预氧化和还原，需要在15到30分钟的接触时间内加入0、5和2毫克/升的二氧化氯。水质决定了所需的接触时间。对于后消毒，使用浓度在0.2至0.4毫克/升之间。亚氯酸盐的残留副产物浓度很低，对人体健康没有风险。

二氧化氯可以用来给游泳池消毒吗?
泳池消毒用氯(Cl₂)和二氧化氯(ClO₂)。向水中加入二氧化氯。氯已经以次氯酸(HOCl)和次氯酸离子(OCl)的形式存在于水中^-)．二氧化氯可以分解物质，比如苯酚。二氧化氯的优点是它可以在低浓度下消毒水，它几乎不与有机物发生反应，很少形成消毒副产物。

二氧化氯的剂量应该是多少?
需要先确定消毒剂的用量。可通过向水中添加消毒剂并在确定的接触时间后测量剩余的量来确定这一数量。二氧化氯的用量取决于接触时间、pH值、温度和水中的污染量。

二氧化氯可以用来给冷却塔消毒吗?
二氧化氯被用来消毒流经冷却塔的水。它还可以去除生物膜，防止冷却塔中生物膜的形成。生物膜的去除防止了设备和管道的损坏和腐蚀，提高了泵送效率。二氧化氯也能有效去除军团菌细菌。冷却塔内的环境是军团菌生长的理想环境。二氧化氯的优点是它在pH值在5到10之间有效，而且不需要酸来调整pH值。

使用二氧化氯有什么好处?

优势
在过去几年中，人们对使用二氧化氯作为氯的替代品或氯的补充物来消毒水的兴趣有所增加。二氧化氯是一种非常有效的细菌消毒剂，在消毒含有病毒的水时，它甚至比氯更有效。二氧化氯重新引起了人们的关注，因为它能有效地灭活耐氯病原体贾第鞭毛虫和隐孢子虫。二氧化氯可以去除和阻止生物膜。
用二氧化氯消毒不会产生异味。它会破坏导致气味和味觉问题的酚类物质。二氧化氯在去除铁和锰方面比氯更有效，特别是当这些物质存在于复杂的物质中时。

二氧化氯会形成氯化消毒副产物吗?
使用二氧化氯代替氯可以防止有害的卤化消毒副产物的形成，例如三卤甲烷和卤化酸性酸。二氧化氯不与氨氮、胺或其他可氧化有机物发生反应。二氧化氯可以去除形成三卤甲烷的物质，并改善凝血。它不会把溴氧化成溴。当含有溴的水用氯或臭氧处理时，溴被氧化成溴和次溴酸。之后，这些物质与有机物质发生反应，形成溴化消毒副产物，例如溴仿。

足够消毒所需的二氧化氯浓度高吗?
使用二氧化氯降低了水中微生物污染对健康的危害，同时降低了化学污染和副产品的风险。二氧化氯是一种比氯更有效的消毒剂，杀死微生物所需的浓度要低得多。所需的接触时间也很低。

pH值是否影响二氧化氯的效率?
与氯相反，二氧化氯在pH值介于5到10之间时有效。pH值越高，效率越高，但氯的活性形态受pH值影响较大，一般情况下二氧化氯不水解。这就是为什么氧化电位高，消毒能力不受ph的影响。水的温度和碱度都不影响效率。在消毒所需的浓度下，二氧化氯没有腐蚀性。二氧化氯比氯更容易溶于水。在过去的几年中，已经发展出更好更安全的二氧化氯生产方法。

图3:pH值对氯效率的影响大于二氧化氯

二氧化氯可以和其他消毒剂混合使用吗?
二氧化氯可以用来减少氯与水中有机物反应形成的三卤甲烷和卤化酸性酸的数量。在水氯化之前，要加入二氧化氯。水中铵的含量减少了。之后加入的氯会将亚氯酸盐氧化成二氧化氯或氯酸盐。臭氧也可以用来氧化亚氯酸盐离子为氯酸盐离子。
通过使用氯胺，可以在配电网中发生硝化作用。为了调节这个，加入二氧化氯。
用二氧化氯控制副产物可以与充分的消毒相结合，特别是减少含溴的三卤甲烷和由含溴的水与天然有机物反应产生的卤化酸性酸。二氧化氯本身与溴结合不会形成次溴酸或溴酸盐，而氯和臭氧会。二氧化氯具有良好的抗微生物性能，而不发生臭氧的非特异性氧化。

使用二氧化氯有什么缺点?

二氧化氯会爆炸吗?
用亚氯酸钠和氯气生产二氧化氯时，必须对氯气的运输和使用采取安全措施。需要充足的通风和防毒面具。二氧化氯气体是爆炸性的。
二氧化氯是一种非常不稳定的物质;当它与阳光接触时，它就会分解。
在二氧化氯生产过程中，会产生大量的氯。这是一个缺点。游离氯与有机物反应形成卤化消毒副产物。

二氧化氯会形成副产品吗?
二氧化氯及其消毒副产物亚氯酸盐和氯酸盐会给透析患者带来问题。

二氧化氯有效吗?
二氧化氯通常能有效地灭活病原微生物。它对轮状病毒和大肠杆菌的失活效果较差。

使用二氧化氯的成本是什么?
二氧化氯比氯贵5到10倍。二氧化氯通常在现场制造。二氧化氯的成本取决于用于生产二氧化氯的化学制品的价格。二氧化氯比臭氧等其他消毒方法更便宜。

二氧化氯对健康有什么影响?

二氧化氯气体
当使用二氧化氯作为消毒剂时，必须记住二氧化氯气体可以从含有二氧化氯的水溶液中逸出。特别是在密封的空间中消毒时，这可能是危险的。当二氧化氯在空气中的浓度达到10%或更多时，二氧化氯就会发生爆炸。
皮肤急性暴露于二氧化氯分解产生的氯中，会引起刺激和烧伤。眼睛暴露在二氧化氯中会引起刺激、流泪和视力模糊。二氧化氯气体可以被皮肤吸收，破坏组织和血细胞。吸入二氧化氯气体会导致咳嗽、喉咙痛、严重头痛、肺水肿和支气管痉挛。这些症状可能在接触后很久才开始显现，并可能持续很长时间。长期接触二氧化氯会引起支气管炎。二氧化氯的卫生标准是0.1 ppm。

发展和繁殖
二氧化氯被认为对生殖和发育有影响。然而，支持这一论点的证据太少。这需要进一步的研究。

Mutagenity
艾姆斯试验是用来测定物质的诱变性的。艾姆斯测试使用的是转基因沙门氏菌。除非细菌与改变遗传物质的诱变物质接触，否则不会形成菌落。测试表明5- 15mg /L ClO的存在₂增加水的诱变性。由于二氧化氯和二氧化氯副产物属于杀菌剂，其诱变性难以证明。生物杀菌剂通常杀死用于测定诱变性的指示生物。

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