Klor dioksit gazı nedir?

Klor dioksit 1814 yılında Sir Humphrey Davy tarafından keşfedildi.

Klor dioksit (ClO2), klor benzeri, rahatsız edici bir kokuya sahip sentetik, yeşil-sarımsı bir gazdır. Klor dioksit, nötr bir klor bileşiğidir. Klor dioksit hem kimyasal yapısında hem de davranışında klordan çok farklıdır. Klor dioksit küçük, uçucu ve çok güçlü bir moleküldür. Seyreltilmiş sulu çözeltilerde klor dioksit serbest bir radikaldir. Yüksek konsantrasyonlarda indirgeyici maddelerle güçlü reaksiyona girer. Klor dioksit, klor gazı (Cl2), oksijen gazı (O2) ve ısıya ayrışan kararsız bir gazdır. Klor dioksit güneş ışığı ile foto-oksitlendiğinde, parçalanır.

Klor dioksitin özellikleri nelerdir?

Klor dioksit reaksiyonlarının son ürünleri klorür (Cl-), klorit (ClO-) ve klorattır (ClO3-). –59°C’ de katı klor dioksit kırmızımsı bir sıvıya dönüşür. 11°C’ de klor dioksit gaza dönüşür. Klor dioksit havadan 2,4 kat daha yoğundur. Sıvı klor dioksit olarak sudan daha fazla yoğunluğa sahiptir.

Klor dioksitin en önemli özelliklerinden biri, özellikle soğuk suda yüksek çözünürlüğüdür. Klor dioksit suya girdiğinde hidrolize olmaz; çözelti içinde çözünmüş bir gaz olarak kalır. Klor dioksit, suda klordan yaklaşık 10 kat daha fazla çözünür. Klor dioksit, havalandırma yoluyla çok rahat uzaklaştırılabilir.

 

Klor dioksit nasıl depolanır?

Klor dioksiti depolamanın en iyi yolu, 4⁰C’ de sıvı haldedir. Bu durumda oldukça kararlıdır. Klor dioksit, klor ve oksijene yavaşça ayrıştığı için çok uzun süre depolanamaz. Basınç altında patlayıcı olduğu için nadiren gaz olarak depolanır. Havadaki konsantrasyonlar % 10 klor dioksitten yüksek olduğunda, patlama tehlikesi vardır. Sulu bir çözeltide, klor dioksit kararlı ve çözünür kalır. Yaklaşık %1 ClO ₂ (10 g/L) içeren sulu çözeltiler, ışık ve ısı girişiminden korunmaları şartıyla güvenle saklanabilir.

Klor dioksit, patlayıcılığı ve istikrarsızlığı nedeniyle nadiren taşınır. Genellikle yerinde üretilir.

Klor dioksit nasıl üretilir?

Klor dioksit genellikle sulu bir çözelti veya gaz olarak üretilir. Asidik sodyum klorit (NaClO ₂) veya sodyum klorat (NaClO ₃) çözeltilerinde üretilir. Büyük tesisler için sahada klor dioksit üretimi için sodyum klorit, klor gazı (Cl ₂), sodyum hidrojen klorit (NaHClO ₂) ve sülfürik veya hidrik asit kullanılır.

Klor dioksit gazı üretmek için, hidroklorik asit (HCl) veya klor, sodyum klorit ile bir araya getirilir.

Klor dioksitin uygulamaları nelerdir?

Klor dioksitin birçok uygulaması vardır. Elektronik endüstrisinde devre kartlarını temizlemek, petrol endüstrisinde sülfitleri işlemek ve tekstil ve mumları ağartmak için kullanılır. II.Dünya Savaşı’ nda klor kıtlaştı ve ağartıcı olarak klor dioksit kullanıldı.

Günümüzde klor dioksit en çok kağıdı ağartmak için kullanılmaktadır. Klordan daha net ve daha güçlü bir lif üretir. Klor dioksit, klordan daha az zararlı yan ürün üretme avantajına sahiptir.

Klor dioksit gazı tıbbi ve laboratuvar ekipmanlarını, yüzeyleri, odaları ve aletleri sterilize etmek için kullanılır.

Klor dioksitin oksitleyici özelliği nasıldır?

Klor dioksit çok güçlü bir oksitleyicidir ve mantar, bakteri ve virüs gibi patojenik mikroorganizmaları etkin bir şekilde öldürür. Aynı zamanda biyofilmi önler ve kaldırır. Dezenfektan ve böcek ilacı olarak esas olarak sıvı formda kullanılır. Klor dioksit de şarbona karşı kullanılabilir, çünkü spor oluşturan bakterilere karşı etkilidir.

Farklı dezenfektanların oksidasyon mukavemeti ve oksidasyon kapasitesi karşılaştırılarak, klor dioksitin düşük konsantrasyonlarda etkili olduğu sonucuna varılabilir. Klor dioksit, ozon veya klor kadar reaktif değildir ve sadece sülfürik maddeler, aminler ve diğer bazı reaktif organik maddelerle reaksiyona girer. Klor ve ozon ile karşılaştırıldığında, aktif bir artık dezenfektan elde etmek için daha az klor dioksit gerekir. Ayrıca büyük miktarda organik madde bulunduğunda da kullanılabilir.

 

Klor dioksitin dezenfeksiyon uygulamaları nelerdir?

İçme suyu arıtımı, klor dioksit ile dezenfeksiyonun ana uygulamasıdır. Yeterli biyosidal yetenekleri sayesinde klor dioksit günümüzde diğer endüstri dallarında da kullanılmaktadır. Örnek olarak, kanalizasyon suyu dezenfeksiyonu, endüstriyel proses suyu arıtımı, soğutma kulesi suyu dezenfeksiyonu, endüstriyel hava işleme, midye kontrolü, gıda maddeleri üretimi ve arıtımı, endüstriyel atık oksidasyonu ve tıbbi ekipmanın gaz sterilizasyonu verilebilir.

Klor dioksit nasıl dezenfekte eder?

Klor dioksit oksidasyon yoluyla dezenfekte eder. Moleküler serbest radikal olan tek biyosittir. 19 elektrona sahiptir ve bir elektron yayan veya alan maddeler tercih edilir. Klor dioksit yalnızca elektron veren maddelerle reaksiyona girer. Klor, tersine, reaksiyona girdiği maddeye bir klor atomu ekler veya bir klor atomunun yerini alır.

Klor dioksit ile dezenfeksiyon nasıl işler?

Bakteriyel hücrelerdeki organik yapıdaki maddeler klor dioksit ile reaksiyona girerek birkaç hücresel işlemin kesintiye uğramasına neden olur. Klor dioksit, hücredeki amino asitler ve RNA ile doğrudan reaksiyona girer. Klor dioksitin hücre yapısına mı yoksa hücre içindeki asitlere mi saldırdığı açık değildir. Protein üretimi engellenir. Klor dioksit, hücre zarını, zar proteinlerini ve yağlarını değiştirerek ve solumayı önleyerek etkiler. Bakteriler yok edildiğinde, hücre duvarına klor dioksit girer. Virüsler farklı bir şekilde ortadan kaldırılır; klor dioksit, proteinlerin hidrolizinden amino asitlere kadar olan suda çözünür bir madde olan pepton ile reaksiyona girer. Klor dioksit, protein oluşumunu önleyerek virüsleri öldürür. Klor dioksit, virüslere karşı klor veya ozona göre daha etkilidir.

Klor dioksit protozoan parazitlere karşı kullanılabilir mi?

Klor dioksit, içme suyunda bulunan ve ‘giardiasis’ ve ‘cryptosporidiosis’ adı verilen hastalıklara neden olan Giardia Lambia ve Cryptosporidium parazitlerine karşı etkili olan bir dizi dezenfektandan biridir. Bunlar gibi protozoan parazitlere karşı en iyi koruma, ozon ve klor dioksit kombinasyonu ile dezenfeksiyondur.

Mikroorganizmalar klor dioksite dirençli hale gelebilir mi?

Bir dezenfektan olarak klor dioksit, mikroorganizmaların hücre duvarı ile doğrudan reaksiyona girme avantajına sahiptir. Bu reaksiyon, reaksiyon süresine veya konsantrasyona bağlı değildir. Oksitleyici olmayan dezenfektanların aksine, klor dioksit mikroorganizmaları inaktif olduklarında bile öldürür. Bu nedenle, mikroorganizmaları etkili bir şekilde öldürmek için gereken klor dioksit konsantrasyonu, oksitleyici olmayan dezenfektan konsantrasyonlarından daha düşüktür. Mikroorganizmalar klor dioksite karşı herhangi bir direnç oluşturamaz.

İçme suyunu dezenfekte etmek için klor dioksit kullanılabilir mi?

1950′ lerde, özellikle yüksek pH değerlerinde klor dioksitin biyosidal kapasitesi biliniyordu. İçme suyu arıtımı için birincil olarak inorganik bileşenleri, örneğin manganez ve demiri çıkarmak, tatları ve kokuları gidermek ve klorla ilgili dezenfeksiyon yan ürünlerini azaltmak için kullanıldı.

İçme suyu arıtımı için klor dioksit hem dezenfektan hem de oksitleyici ajan olarak kullanılabilir. Hem ön oksidasyon hem de oksidasyon sonrası adımlar için kullanılabilir.

Yüzey suyu arıtmanın ön oksidasyon aşamasında klor dioksit eklenerek, ilerleyen aşamalarda yosun ve bakteri üremesinin önüne geçilebilir. Klor dioksit, yüzen parçacıkları okside eder ve pıhtılaşma sürecine ve bulanıklığın sudan uzaklaştırılmasına yardımcı olur.

Klor dioksit, bakteri ve virüsler için güçlü bir dezenfektandır. Yan ürün olan klorit (ClO ₂ ^–) zayıf bir bakterisidal ajandır. Suda klor dioksit en az 48 saat biyosit olarak aktiftir, aktivitesi muhtemelen klorunkinden daha fazladır.

Klor dioksit, içme suyu dağıtım şebekesinde bakteri üremesini engeller. Dağıtım ağında biyofilm oluşumuna karşı da aktiftir. Biyofilmi yenmek genellikle zordur. Patojen mikroorganizmalar üzerinde koruyucu bir tabaka oluşturur. Dezenfektanların çoğu bu korunan patojenlere ulaşamaz. Bununla birlikte, klor dioksit, biyofilmleri kaldırır ve patojenik mikroorganizmaları öldürür. Klor dioksit ayrıca sistemde uzun süre aktif kaldığı için biyofilm oluşumunu da engeller.

Yüzme havuzlarını dezenfekte etmek için klor dioksit kullanılabilir mi?
Yüzme havuzu dezenfeksiyonu için klor (Cl ₂) ve klor dioksit (ClO ₂) kombinasyonu uygulanabilir. Suya klor dioksit eklenir. Klor halihazırda suda hipokloröz asit (HOCl) ve hipoklorit iyonları (OCl ^–) olarak mevcuttur. Klor dioksit, fenoller gibi maddeleri parçalar. Klor dioksitin avantajları, suyu dezenfekte etmek için düşük konsantrasyonlarda kullanılabilmesi, organik maddeyle neredeyse hiç reaksiyona girmemesi ve çok az dezenfeksiyon yan ürünlerinin oluşmasıdır.

Soğutma kulelerini dezenfekte etmek için klor dioksit kullanılabilir mi?
Soğutma kulelerinden akan suyu dezenfekte etmek için klor dioksit kullanılır. Ayrıca biyofilmleri kaldırır ve soğutma kulelerinde biyofilm oluşumunu engeller. Biyofilmin kaldırılması, ekipman ve boruların hasar görmesini ve aşınmasını önler ve pompalama verimliliğinin artmasına neden olur. Klor dioksit, Lejyonella bakterilerinin yok edilmesinde de etkilidir. Lejyonella bakterilerinin büyümesi için soğutma kulelerindeki koşullar idealdir. Klor dioksit, 5 ile 10 arasındaki bir pH’ da etkili olması ve pH’ ı ayarlamak için hiçbir asit gerekmemesi avantajına sahiptir.

 

Feyza YALÇIN

Kimyager

 

 

KAYNAKLAR

https://www.lenntech.com.tr/