כלור דו-חמצני

**כלור דו-חמצני** הוא תרכובת כימית שנוסחתה המולקולרית ClO2 ' בתנאי חדר החומר הוא גז צהבהב המתמצק ב 59°C- כגבישים כתומים. כלור דו-חמצני, כתחמוצות אחרות של כלור משמש כחומר מחמצן לצורך חיטוי מים וכמלבין. בניגוד לכלור מסיסות כלור דו-חמצני במים גבוהה והוא אינו עובר הידרוליזה.
שמאל|250px|כלור דו-חמצני כגז ובתמיסה
## מבנה
ממוזער|330x330px|שתי הצורות הרזונטיביות של כלור דו-חמצני. בצד אחד קשר כפול חמצן-כלור ובצד השני קשר בודד וקשר במכיל 3 אלקטרונים: 2 באורביטל קושר ואחד באורביטל האנטי קושר.
למולקולת ClO2 מספר אי זוגי של אלקטרוני ערכיות ולכן היא פאראמגנטית. מבנה המולקולה עורר עניין משום שאין דיאגרמת לואיס אפשרית המקיימת את כלל האוקטט. בשנת 1933 הוצע מבנה המכיל קשר המכיל שלושה אלקטרונים. לינוס פאולינג פיתח את הרעיון והציע 2 צורות רזונטיביות המכילות קשר כפול בצד אחד של המולקולה, וקשר בודד שנוסף לו קשר בעל 3 אלקטרונים בצד בשני, קשר כזה יהיה חלש יותר מקשר רגיל בודד רגיל כיוון שהאלקטרון הנוסף מאכלס אורביטל אנטי-קושר.
## ייצור
במעבדה מכינים כלור דו-חמצני באמצעות חמצון של נתרן כלוריט NaClO2
*2NaClO_2 +Cl_2 \Rightarrow 2ClO_2 +2NaCl

או בתגובה של אשלגן כלורט עם חומצה אוקסלית
2KClO_3 +2H_2C_2O_4 \Rightarrow K_2C_2O_4 + 2ClO_2 +2CO_2 +2H_2O

בתעשיית הנייר מייצרים כלור דו-חמצני להלבנה בחיזור של נתרן כלורט NaClO3 בתמיסת חומצה חזקה באמצעות מחזר דוגמת מתנול, מי חמצן חומצת מלח או גופרית דו-חמצנית. בטכנולוגיות מודרניות משתמשים במתנול או במי חמצן כך שלא נוצר כלור גזי. התגובה הכללית: כלורט
ClO_3^- + 2\ H^+ + e^- \rightarrow ClO_2 + H_2O 

בשנות ה-50 פותח תהליך Mathieson לייצור כלור דו-חמצני בקנה מידה גדול
2NaClO_3 + SO_2 + H_2SO_4 \longrightarrow 2 ClO_2 + 2NaHSO_4 

בתהליך המועדף כיום משתמשים במתנול כמחזר ובחומצה גפרתית כך שלא נוצר כלור ותוצר הלוואי הוא נתרן גפרתי שיש לו שימוש בייצור הנייר
4NaClO_3 + CH_3OH + 2H_2SO_4\longrightarrow 4ClO_2 + 3 H_2O + HCOOH + 2Na_2SO_4

לצורך חיטוי מים מייצרים כלור דו-חמצני בתגובה של נתרן כלוריט ונתרן תת-כלורי
NaOCl_2 + 2HCl +NaOCl \longrightarrow 2 ClO_2 + 3NaCl +H_2O 

או בתגובה של נתרן כלוריט עם HCl
NaOCl_2 + 4HCl + \longrightarrow 4ClO_2 + 5NaCl +2H_2O 

## שימושים
### הלבנה
כלור דו-חמצני משמש לייצור נייר נטול עץ כלומר לפירוק הליגנין בעיסת העץ כך שנותרים רק סיבי תאית, לצורך זה משתמשים בכלור דו-חמצני בלבד או בשילוב עם כלור (Cl2) היתרון לעומת כלור הוא בהקטנת כמות תוצרי הלוואי האורגנו-כלורים של תהליך ההלבנה. כיום, כ-95% מהנייר מיוצר תוך שימוש בכלור דו-חמצני. משתמשים בחומר גם להלבנת קמח, מספר E של כלור דו-חמצני E926.

### חיטוי מים
השימוש בכלור דו-חמצני לטיהור מים החל בניו יורק בשנת 1944 לסילוק פנול, השימוש בהיקף רחב בחומר לחיטוי מי שתייה החל בשנת 1956 בבלגיה. טיפול בכלור דו-חמצני הורס תרכובות שעשויות לייצור תרכובות טריהלומתאן (מולקולות מהצורה CHX3 כאשר X=הלוגן) החשודות כמסרטנות דוגמת כלורופורם בחשיפה לכלור. כלור דו-חמצני יעיל יותר מכלור כאשר ה pH של המים גבוה מ7 ובנוכחות אמוניה או אמינים. בנוסף כלורדו-חמצני קורוזיבי פחות מכלור ואינו משפיע על חומציות המים. בעיה בחיטוי באמצעות כלור דו-חמצני הוא המצאות תוצר החיזור של החומר -יון הכלוריט (ClO2-) שעשוי לגרום מטהמוגלובינמיה בתינוקות. לכן משתמשים לחיטוי מי שתייה רק ב-1 מ"ג לליטר שלכלור דו-חמצני ומוסיפים כלוראמין לפעולה שארתית (טיפול בזיהומים אפשריים לאחר נקודת הטיפול) חברת מקורות משתמשת בכלור דו-חמצני לחטוי מי המוביל הארצי משנת 1982.

## קישורים חיצוניים

## הערות שוליים

קטגוריה:ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
קטגוריה:תרכובות אי-אורגניות
קטגוריה:כלור: תרכובות
קטגוריה:תחמוצות