คลอรีนไดออกไซด์เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่ประกอบด้วยธาตุคลอรีน (Cl) และออกซิเจน (O) สูตรเคมีคือ ClO2 เป็นก๊าซสีเหลืองอมเขียว ไม่พบตามธรรมชาติในสิ่งแวดล้อม ในกระบวนการทำปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมคลอไรต์และกรดไฮโดรคลอริก (กรดเกลือ) จะเกิดคลอรีนไดออกไซด์ เกลือแกง และน้ำ
5 NaClO2 + 4 HCl → 4ClO2 + 5 NaCl + 2 H2O
นอกจากนี้ยังมีวิธีการผลิตในรูปแบบอื่น แต่ไม่เกี่ยวข้องในที่นี้
สิ่งสำคัญคือต้องแยกแยะความแตกต่างระหว่างคุณสมบัติของคลอรีนไดออกไซด์ในรูปก๊าซและในรูปสารละลายในน้ำ
คุณสมบัติในฐานะก๊าซ
- สถานะทางกายภาพ: แก๊ส สีเหลืองเขียวถึงเหลืองแดง
- น้ำหนักโมเลกุล: 67.45 กรัม/โมล
- จุดหลอมเหลว: -59 ºC
- จุดเดือด: 11 ºC
- ศักยภาพการลดออกซิเดชัน (ORP): 0.94 โวลต์
- ความหนาแน่น: 1.642 กรัม/ซม³ ที่อุณหภูมิ: 0 °C, แก๊ส = 2.33 (ความหนาแน่นสัมพัทธ์กับอากาศ, อากาศ=1)
- ความดันไอ: 140 กิโลปาสคาล ที่ 20 °C
- อุณหภูมิวิกฤต: 192 °C
- คลอรีนไดออกไซด์มีน้ำหนักโมเลกุล 67.46 และสถานะออกซิเดชันมาตรฐาน +4 สำหรับอะตอม Cl
- มีจุดเดือด 11 ºC จุดหลอมเหลว -59 ºC ความหนาแน่น 1.64 กรัม/มิลลิลิตร (ของเหลว) ที่ 0 ºC ความสามารถในการละลายในน้ำ 3.0 กรัม/ลิตร ที่ 25 ºC และค่า pKa เท่ากับ 3.0 ละลายน้ำได้ดีมากและไม่เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส
- มีกลิ่นคล้ายคลอรีนและเป็นพิษหากสูดดมในปริมาณมากเป็นเวลานาน
- ละลายน้ำได้ดีมากและไม่เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส
- ไอระเหย ClO2 เข้มข้นอาจระเบิดได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีอยู่ในอากาศที่ความเข้มข้นมากกว่า 10% ไม่ควรอัดไอระเหยนี้ ไม่ว่าจะอยู่เดี่ยวๆ หรือผสมกับก๊าซอื่นๆ เนื่องจากมีความเสี่ยงต่อการระเบิดจากการอัดหรือผลกระทบจากรังสียูวีจากแสงอาทิตย์
- ClO2 ในรูปก๊าซจะสลายตัวทันทีเมื่อสัมผัสกับสารอินทรีย์ นอกจากนี้ยังสามารถทำปฏิกิริยาได้ในสภาวะที่มีปรอท (Hg) หรือคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO)
- ภายใต้การกระทำของแสงอัลตราไวโอเลต (UV) หรือโอโซน ClO2 จะเปลี่ยนเป็นคลอรีนเฮกโซออกไซด์ (Cl2O6) ซึ่งเป็นสารประกอบที่ไม่เสถียรอย่างมาก
ลิงก์: https://gestis-database.dguv.de/data?name=001640
คุณสมบัติของสารละลายในน้ำ
- จัดอยู่ในประเภทสารเติมแต่งอาหาร E-926
- ความสามารถในการละลายในน้ำ: ความเข้มข้น: 3 กรัม/ลิตร – ความดันย่อย: 4.6 กิโลปาสคาล – อุณหภูมิ: 25 องศาเซลเซียส
- สถานะทางกายภาพ: ก๊าซละลายในน้ำ สีเหลือง (CDS)
- สารละลายคลอรีนไดออกไซด์ในน้ำมีสีเหลืองอมเขียว และระดับสีเหลืองบ่งบอกถึงความเข้มข้น
- ในสารละลายในน้ำ คลอรีนไดออกไซด์ละลายได้ดีมากและไม่เกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสกับไฮโดรเจนในน้ำเพื่อสร้างโมเลกุลอื่น
- มีความเสถียรเมื่อบรรจุในขวดแก้วสีน้ำตาลที่ปิดสนิท
- CDS สามารถซึมผ่านพลาสติกได้เนื่องจากมีขนาดเล็กมากประมาณ 140 พิโคเมตร
- แนะนำให้เก็บสารละลาย CDS เข้มข้นไว้ในที่เย็น ปิดสนิท และป้องกันจากแสงแดด
- เมื่อสัมผัสกับแสง จะค่อยๆ สลายตัว เกิดเป็นกรดไฮโดรคลอริก (HCl) และกรดคลอริก (HClO3) ทำให้ค่า pH ของสารละลายลดลง
- ในสารละลายด่าง ClO2 จะสลายตัวเป็นไอออนคลอไรต์ (ClO2-) และในสารละลายด่างจัดที่มีค่า pH มากกว่า 10 จะสลายตัวเป็นคลอเรต (ClO3-)
- ในสารละลายกรด จะเกิดกรดคลอรัส (HClO2) ซึ่งจะสลายตัวต่อไปเป็นกรดไฮโดรคลอริก (HCl) และกรดคลอริก (HClO3)
- สเปกตรัมการดูดกลืนรังสีอัลตราไวโอเลตของสารละลาย ClO2 แสดงแถบกว้างที่มีจุดสูงสุดที่ 360 นาโนเมตร และค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงโมลาร์ประมาณ 1250 M-1 cm-1
- สิ่งสำคัญคือต้องแยกแยะความแตกต่างระหว่างสารละลายโซเดียมคลอไรต์ที่ผสมกับกรดและก๊าซที่ละลายอยู่เพียงอย่างเดียว เนื่องจากมีพฤติกรรมที่แตกต่างกัน สารละลายที่ผสมกับกรดจะเกิดปฏิกิริยาแกว่งอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ก๊าซที่ละลายในน้ำมีความเสถียรและเรียกว่า CDS สารละลายที่ผสมกับกรดมีศักยภาพรีดอกซ์ที่ +5 ในขณะที่ก๊าซที่ละลายในน้ำมีศักยภาพรีดอกซ์ที่ +4 และไม่ทำปฏิกิริยากับ HCl
- ใช้ในการทำให้น้ำบริสุทธิ์และปลอดภัยสำหรับการดื่ม เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการกำจัดไวรัส แบคทีเรีย และเชื้อรา
ลิงก์: https://gestis-database.dguv.de/data?name=531775
การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์:
- สารละลายคลอรีนไดออกไซด์ (ClO2) ถูกนำมาใช้ในการรักษาโรคเชื้อราในช่องปาก (candidiasis) ซึ่งเป็นการติดเชื้อที่เกิดจากเชื้อรา Candida albicans คลอรีนไดออกไซด์สามารถกำจัดเชื้อราออกจากช่องปากและช่วยให้เนื้อเยื่อในช่องปากดูดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดโดยไม่มีผลข้างเคียง
- สารละลาย ClO2 ที่ใช้กับแผลผ่าตัดสามารถลดหรือยับยั้งการเกิดพังผืดโดยไม่ส่งผลกระทบต่อกระบวนการสมานแผล และยังมีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้ออีกด้วย
- มีการใช้และได้รับการอนุมัติให้ใช้ในการฆ่าเชื้อถุงบริจาคโลหิตเพื่อป้องกันการปนเปื้อนของไวรัสในปี 1993 (Alcide)
- มีการใช้ประสบความสำเร็จในการต่อต้านไวรัสโคโรนา Sars-cov-2 ตามกฎหมายที่ได้รับการอนุมัติในโบลิเวียและประเทศอื่นๆ อีกหลายประเทศ
- เนื่องจากมีหลักฐานแสดงถึงประสิทธิภาพทางคลินิก จึงมีการวิจัยทางการแพทย์อย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ในด้านต่างๆ
- การดูดซึมจากสารละลาย ClO2 เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วภายใน 7-15 นาที สารเคมีที่ถูกดูดซึมเข้าไปนั้นน่าจะเป็นก๊าซที่ถูกดูดซึมผ่านผนังกระเพาะอาหารตามกฎข้อที่ 2 ของกฎการแพร่กระจายของก๊าซของฟิก (Fick law of gas diffusion) ก๊าซนี้ไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ในกระเพาะอาหาร
ที่มาข้อมูล – https://andreaskalcker.com/en/cds-chemistry/
