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Química – ¿En qué se descompone la solución acuosa de HClO2 en un ambiente abierto?

Solución:

Según Wikipedia sobre ácido cloroso para citar:

La sustancia pura es inestable, desproporcionada en ácido hipocloroso (estado de oxidación de Cl +1) y ácido clorhídrico (estado de oxidación de Cl +5):

$ ce {2 HClO2 → HClO + HClO3} $

Además, aquí hay algunos comentarios interesantes sobre la descomposición del ácido cloroso en “Cinética y mecanismo de la descomposición del ácido cloroso” de J. Phys. Chem. A 2003, 107, páginas 6966-6973, para citar:

De los muchos modelos mecanicistas probados, el que mejor encajó incluyó los siguientes intermedios reactivos: HOCl, Cl2O2, Cl2O3, • ClO, • OH. La relación estequiométrica de ClO2 producido a Cl (III) consumido varía con el pH y [Cl-]. La reacción de Cl2O3 con Cl (III) produce clorato exclusivamente. La reacción de Cl2O3 con Cl- favorece al ClO2 sobre el clorato, pero no excluye por completo al clorato, porque se produce por hidrólisis del Cl2O2. La invocación de Cl2O3 explica la variación en la relación estequiométrica, así como el máximo observado en la tasa inicial de formación de ClO2 en función del pH. La cinética de la descomposición del ácido cloroso no se puede ajustar cuantitativamente a través de las últimas etapas de la reacción sin postular una descomposición de primer orden. La escisión de ácido cloroso para dar hidroxilo de vida corta y monóxido de cloro (II) es una ruta plausible para este proceso. […]

Varios grupos de investigadores[5-7] han descubierto que en ausencia de ion cloruro, la estequiometría de la descomposición del ácido cloroso viene dada por la reacción A:

$ ce {4 HClO2 -> 2 ClO2 + ClO3- + Cl- + 2 H + + H2O} $ (A)

La estequiometría de la descomposición del ácido cloroso en presencia de ion cloruro viene dada por la reacción B:

$ ce {5 HClO2 -> 4 ClO2 + Cl- + H + + 2 H2O} $ (B)

Además, para citar:

Estudios anteriores,[9,18] de acuerdo con nuestros resultados actuales, también hemos encontrado la formación de más clorato de lo previsto a partir de la reacción A. Reacción C

$ ce {3 HClO2 -> 2 ClO3- + Cl- + 3 H +} $ (C)

también juega un papel en la determinación de la estequiometría en niveles más altos $ ce {HClO2} $ concentraciones “.

Entonces, varios productos intermedios y dependiendo de la presencia de cloruro posiblemente $ ce {ClO2} $, que es un gas tóxico y explosivo problemático, junto con la fuerza del $ ce {HClO2} $, que puede introducir clorato a concentraciones más altas de ácido cloroso.

No es un camino particularmente bueno hacia un ácido como también está preguntando. Como desinfectante, la creación transitoria del poderoso HOCl desinfectante y los radicales asociados, en realidad puede hacerlo más débil, aunque más estable (considerando los productos finales) que el ácido hipocloroso, en mi opinión.

[EDIT] Para responder a una pregunta de comentario, sobre si el ClO2 es seguro, aquí hay una declaración de los CDC, Declaración de salud pública para el dióxido de cloro y el clorito, para citar:

Si está expuesto al dióxido de cloro o al clorito, muchos factores determinarán si sufrirá daños. Estos factores incluyen la dosis (cuánto), la duración (cuánto tiempo) y cómo entra en contacto con ellos. También debe considerar cualquier otro químico al que esté expuesto y su edad, sexo, dieta, rasgos familiares, estilo de vida y estado de salud.

Curiosamente, el ClO2, que es un radical libre estable, ha encontrado una aplicación comercial como agente de eliminación de olores, probablemente debido a su interacción con los orgánicos para crear cloruros orgánicos volátiles (sospecho que la presencia de luz sería catalítica). En mi opinión, estos COV son mucho más peligrosos para la salud a largo plazo (como carcinógenos).

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