稳定性二氧化氯

二氧化氯在水厂的应用二氧化氯一、 性质：（一） 、物理性质：①、二氧化氯ClO2摩尔质量为67.453g/mol是在自然界中完全或几乎完全以单体游离原子团整体存在的少数化合物之一。ClO2熔点-59℃，沸点11℃。常温下是黄绿色或橘红色气体，ClO2蒸气在外观和味道上酷似氯气，有窒息性臭味，当溶液中ClO2浓度高于30%或空气中大于10%，易发生低水平爆炸，在有机蒸气条件下，这种爆炸可能变得强烈。②、二氧化氯不稳定、受热或遇光易分解成氧和氯。③、二氧化氯气体易溶于水，其溶解度约是Cl2的5倍，溶解中形成黄绿色的溶液，具有与Cl2近似的辛辣的刺激性气味。（二） 、化学性质：① 、二氧化氯系一强氧化剂，其有效氯是氯气的2.6倍，与很多物质都能发生强烈反应，二氧化氯腐蚀性很强。② 、二氧化氯能与很多无机和有机污染物发生氧化反应其中包括铁、锰、硫化物、氰化物和含氮化物等无机物以及酚类、有机硫化物、多环芳烃、胺类、不饱和化合物、醇醛和碳水化物以及氨基酸和农药等有机物反应。③、在2-30℃内测定亚硝酸盐和4-甲基酚的阿累尼乌斯图给出了很好的线性关系，每升高1℃其表现速率常数分别增加4%和7%。二、 二氧化氯的消毒机理及特性：二氧化氯对微生物的灭活机理：先进入微生物体内，然后破坏微生物体内的酶和蛋白质以达到灭活微生物的目的，但二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，特别是在低浓度时更加突出。二氧化氯主要通过两种机理灭活微生物，（一）、是二氧化氯与微生物体内的生物分子反应。（二）、是二氧化氯影响微生物的生理功能。三、 影响二氧化氯消毒效果的因素：1、 水温：与液氯消毒相似，温度越高，二氧化氯的杀菌效力越大。在同等条件下，当体系温度从20℃降到10℃时，二氧化氯对隐孢子虫的灭活效率降低了4%。温度低时二氧化氯的消毒能力较差，大约5℃时要比20℃时多消毒剂31%～35%。2、 pH值：适应范围宽。ClO2分解是pH和OH-浓度的函数：当 pH值＞9时 2 ClO2+2 OH-= ClO2- + ClO3-+H2O （岐化反应）3、悬浮物：悬浮物能阻碍二氧化氯直接与细菌等微生物的接触，从而不利于二氧化氯对微生物的灭活。4、二氧化氯投加量与接触时间：二氧化氯对微生物的灭活效果随其投加量的增高而提高，消毒剂对微生物的总体灭活效果取决于残余消毒剂浓度与接触时间的乘积，因此延长接触时间也有助于提高消毒剂的灭菌效果，但出水余量不可过高，否则易产生异味和提高色度。 5、光对二氧化氯的影响：二氧化氯化学性质不稳定，见光极易分解，以稳定性液体二氧化氯的衰减为例，在二氧化氯初始浓度为1mg/l，

二氧化氯的物理性质　　二氧化氯分子量67.46，液体二氧化氯深红色，-40℃以上时有爆炸性。气体二氧化氯与气体氯有相似的颜色和嗅味。浓的气态二氧化氯在超过大气压40仟帕约4个大气压的压力下，也会爆炸。商业上企图单独将二氧化氯或与其他气体一道压缩储存，均告失败。因之二氧化氯只能在使用现场制造。二氧化氯溶液在10克／升以下时所产生的蒸气压不致产生爆炸。一般水厂所用二氧化氯很少超过4克／升，加注量在0.1～5.0毫克／升。二氧化氯气体易溶于水，形成黄绿色溶液。与氯气不同它几乎不水解，密封避光冷藏的二氧化氯溶液十分稳定。酸化其溶液(pH=6)可阻止其酸化作用而增加其稳定性。二氧化氯的制造　　所有用于给水处理的二氧化氯都用亚氯酸盐生产。大都用氧化工艺。气态氯或氯水与亚氯酸钠混和可获得二氧化氯，反应式如下：　　2NaClO2+CI2=2ClO2+2NaCI　　　　　　　　　(1)并有一定程度的副产品氯酸盐生成：　　NaClO2+CI2+OH-= NaCIO3+HCI+CI-　　　　　(2)　　采用比反应(1)超过200～300%以上的氯可获得满意的二氧化氯得率。但所得的二氧化氯含氯较多，并有副反应：　　2ClO2+HOCI+H2O=2 ClO3-+2H++HCI　　　　　(3)　　在与NaClO2反应前，仔细加HCI到氯水中，调整pH到2～3，可获得90%的得率，而只含氯7%，另一提高二氧化氯得率而含氯最少的方法是采用浓度大于4克／升的氯水，制备成6～10克／升的二氧化氯立即稀释至1克／升储存、备用。　　另一种产生二氧化氯的工艺是盐酸一亚氯酸法：　　5 NaClO2+4HCI=4 ClO2+5NaCI+2 H2O　　　　　(4)　　新式二氧化氯发生器是在真空下，气态氯直接与浓NaClO2溶液反应，生成的二氧化氯被抽出反应室，此种发生器与真空加氯系统相似，得率可达95%，浓度为2000～1000毫克／升，含氯小于5%。　　二氧化氯生产设备一般可用玻璃钢制成，最好用钛板加工，我国已有钛板生产供应。二氧化氯在水中与无机物的反应　　二氯化氯可加在原水中，沉淀池进水中，滤池进水中，也可加在出厂水中，用作为预氧化剂和消毒剂并在其后加氯以保持管网余氯，降低三卤甲烷。　　二氧化氯在水中不水解，并在pH2～10之间以溶解气体存在，在碱性溶液中岐化成亚氯酸盐及氯酸盐：　　2ClO2+2 OH-= ClO2-+ ClO3-+H2O　　　　　　　(5)　　于ClO2浓度为5～10毫克／升，pH=12时，半寿期为20分钟到3小时。因此在高pH值软化水的工艺中，软化及再碳酸化时，应尽量使ClO2浓度低一些。　　二氧化氯在水中由于氧化还原反应而生成ClO2-，ClO2-又进一步还原成。在水处理中几乎有50～70%的ClO2立即成为ClO2-，余者以CI-存在。ClO2-在管网中进一步被可氧化物还原，在此条件下，不会形成氯酸根ClO3-。　　水厂于沉淀前加ClO2，滤后加氯，故出厂水中有低浓度ClO2，CI2（以HOCI及OCI-状态存在），ClO2-。由于反应条件及浓度不同，不同的氯化合物之间的低浓度反应产物，将与发生器内的产物不同，反应机理及反应速率最终决定用户龙头水中氧氯化合物的品种。　　反应(3)的速率极慢，于两反应物浓度为0.5～1.0毫克／升时，反应进行至一半需15～20天，故此反应并无重大意义，除非是大城市的配水系统。　　饮水在储存条件下，或许由于HOCI的催化作用，ClO2会按下式分解：　　2 ClO2= CI2+2 O2　　　　　　　　　　　　(6)故反应(3)的ClO2消耗量常高出于HOCI摩尔数的两倍。　　反应(1)是反应器中ClO2的生成反应。不少试验证明(1)、(2)速率随PH增加和反应物浓度的减少而剧烈降低。HOCI及CIO-，（于中性pH，饮用水正常浓度的ClO2-）生成ClO3-的反应进行极慢。　　ClO2氧化还原性Mn的反应较氯为快速，ClO2与Mn反应后，生成的ClO2-又进一步与Mn反应，故ClO2与Mn的总反应为：　　2 ClO2+5Mn+++6 H2O=5Mn ClO2 (S)+12H++2 CI-　　　　(7)碱性条件较酸性条件有利于Mn的氧化，ClO2也能氧化被有机物螯合的Mn。　　ClO2氧化Fe(11)到Fe(111)并以氢氧化铁沉淀：　　ClO2+5Fe(HCO3) 2+3 H2O =5Fe(OH)3+10CO2+ CI-+ H+　　　(8)　　中性碱性条件对反应有利。ClO2也能氧化与有机物螯合的铁。一般ClO2用于在管网中有铁细菌繁殖的含铁水。于此情况下大于5毫克／升的游离氯无济于事，因为氯不能与有机物螯合的铁发生作用，而此种铁却能被生物膜中的细菌所利用。ClO2也用于控制生物膜的生成和积累，这是它与多醣基质作用的结果，此种多醣是微生物在体外产生并用以附着于水管壁上。　　同样ClO2于pH5～9时也能氧化硫化物S-。

食品添加剂 稳定态二氧化氯溶液(HG/T 2777-1996)(中华人民共和国化工行业标准) HG/T 2777-19961 范围本标准规定了稳定性二氧化氯溶液的要求`采样`试验方法以及标志`包装`运输和贮存。该产品主要用于饮用水，工业水处理以及食品行业和医疗行业的器械`器皿的杀菌`灭藻`消毒。分子式：ClO2相对分子质量：67.452（按1993年国际相对原子质量）2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB 191-90 包装储运图示标志（neq ISO 780：1985）GB/T 601-88 化学试剂 滴定分析（容量分析）用标准溶液的制备GB/T 602-88 化学试剂 杂质测定用标准溶液的制备（neq ISO 6353/1:1982）GB/T 603-88 化学试剂 试验方法中所用制剂及制品的制备（neq ISO 6353/1:1982）GB/T 610.1-88 化学试剂 砷测定通用方法（砷斑法）GB/T 1250-89 极限数值的表示方法和判定方法GB/T 6678-86 化工产品采样总则GB/T 6682-92 分析实验室用水规格和试验方法（eqv ISO 3696:1987）3.要求3.1 外观:无色或微黄色透明液体,无悬浮物.稳定性二氧化氯溶液应符合表1要求: 表1项 目指 标二氧化氯（ClO2）含量 = 2.0 密度（25c）g/cm3 1.020-1.060 pH 8.2-9.2 砷（As）含量 = 0.0003 重金属（以pb计）含量 = 0.002 4.采样4.1 按GB/T 6678 6.6 的规定确定采样单元数。4.2 使用采样玻璃管慢速插入容器深度2/3处采样。将所采样品混匀，总量不少于500ml，分别装入两个清洁`干燥的棕色瓶中，密封。在瓶上贴标签，注明生产厂名称`产品名称`产品批号和采样日期，一瓶供检验用,另一瓶保存备查。4．3 如检验结果中有一项指标不符合本指标要求时，应重新自两倍量的包装单元中采样核验，核验结果有一项不符合本标准要求时，则整批产品不能验收。5 试验方法本方法中所用试剂和水，在没有注明其他规定时，均为分析纯试剂和GB/T 6682规定的三级水。试验中所需标准溶液`杂质标准溶液`制剂及制品，在没有注明其他规定时，均按GB/T601`GB/602`G/603之规定制备。采用GB/T 1250 规定的修约值比较法判定检验结果是否符合标准。5.1 二氧化氯含量的测定5.1.1 方法提要稳定性二氧化氯溶液在酸性条件下释放出具有氧化性的二氧化氯。二氧化氯氧化碘化钾，使其释放出碘，再以硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定反应析出的碘。5.1.2试剂和材料5.1.2.1 硫酸溶液：1+15．1．2．2碘化钾。5．1．2．3硫代硫酸钠标准滴定溶液：c（Na2S2O3）约0.1mol/L。5．1．2．4可溶性淀粉溶液：5g/L，使用期为两周。5．1．3分析步骤称取约2g试样（精确至0.0002g），置于已预先加有50mL水和2g碘化钾的250mL碘量瓶中,加入3mL硫酸溶液,混匀. 于暗处放置10 min,用硫代硫酸钠标准滴定溶液滴定,近终点时加1~2mL淀粉指示液,继续滴定至蓝色消失.同时做空白实验5.1.4 分析结果的表述以质量百分数表示的二氧化氯(ClO2)含量(x)计算: (V-V0)×c×0.01349X= ---------------------------------------- × 100 (1 ) m 式中：V-----------滴定时所消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积，mlV0---------空白试验所消耗的硫代硫酸钠标准滴定溶液的体积, ml c----------硫代硫酸钠标准滴定溶液的实际浓度，mol/Lm---------试料的质量,g0.01349---------与1.00mL硫代硫酸钠标准滴定溶液[c(Na2S2O3)=1.000mol/L]相当的以克表示的二氧化氯（ClO2）的质量。5.1.5 允许差取平行测定结果的算术平均值为测定结果。两次平行测定结果的绝对差值不大于0.01%。5.2 密度的测定5．2．1仪器`设备5．2．1．1密度计：分度值为0。001g/cm35．2．1．2恒温水浴：可控制温度20+-1C。5．2．1．3温度计：分度值为1C。5．2．1．4量筒：500mL。5．2．2测定步骤将稳定性二氧化氯溶液试样注入清洁`干燥的量筒内，不得有气泡。将量筒置于20+1c的恒温水浴中，待温度恒定后,将密度计缓缓地放入试样中。待密度计在试样中稳定后，读出密度计弯月面下缘的刻度（标有读弯月面上缘刻度的密度计除了），即为20c下试样的密度。5.2.3 允许差取平行测定结果的算术平均值为测定结果。两次平行测定结果的绝对差值不大于0.003g/cm2。pH值的测定5.3.1试剂和材料5.3.1.1磷酸二氢钾-磷酸氢二钠缓冲溶液5.3.1.2硼砂缓冲溶液：pH=9.18 5.3.2仪器`设备一般实验室仪器和酸度计：精度0.01pH单位，配有玻璃测量电极和饱和甘汞参比电极或复合电极。5.3.3测定步骤用两种缓冲溶液定位后，将试样溶液倒入烧杯，将电极浸入被测溶液中，至pH值稳定时（1min内pH的变化不大于0.1）读数。5.3.4允许差取平行测定结果的算术平均值为测定结果。两次平行测定结果绝对值不大于0.1pH单位。5.4砷含量的测定（砷斑法）5.4.1原理在酸性溶液中，用碘化钾和氯化亚锡将As(V)还原为As(III)，加锌粒与酸作用，产生新生态氢，使As(III)进一步还原为砷化氢，砷化氢气体与溴化汞试纸作用时，产生棕黄色的汞砷化合物，可用于砷的目视比色法测定。5.4.2试剂和材料5.4.2.1盐酸5.4.2.2碘化钾5.4.2.3氯化亚锡溶液:400g/L5.4.2.4氢氧化钠溶液:100g/L5.4.2.5无砷锌粒5.4.2.6乙酸铅棉花5.4.2.7溴化汞试纸5.4.2.8砷标准贮备液：1mL含0.1mg As5.4.2.9砷标准溶液：1mL含0.001mg As。移取10.00mL砷标准贮备液置于100mL容量瓶中,加1mL盐酸溶液，用水稀释至刻度，混匀。临用时移取此溶液10.00mL置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。5.4.3 仪器`设备一般实验室仪器和定砷器：同GB/T 610.1中5.2规定。5.4.4分析步骤称取1.00+0.01g试样，置于定砷器的广口瓶中，在另一定砷器的广口瓶中，准确加入3.00mL砷标准溶液，分别加入6mL盐酸，加水至约70mL,.加1g碘化钾及0.2mL氯化亚锡溶液，摇匀，放置10min，各加2.5g无砷锌，立即按GB/T 610.1中图装好装置，于暗处在25-30c放置1-1.5h，比较溴化汞试纸的颜色，即可判定砷含量是否符合标准。5.5重金属（以pb计）含量的测定5.5.1原理铅离子与硫离子在乙酸介质中生成有色硫化铅沉淀，铅含量较低时，形成稳定的暗色悬浮液，可用于目视比色法测定。5.5.2试剂和材料5.5.2.1盐酸5.5.2.2乙酸溶液：1+25.5.2.3饱和硫化氢水5.5.2.4铅标准贮备液：1mL含0.1mg pb5.5.2.5铅标准溶液：1mL含0.002 mg pb。移取10.00mL铅标准贮备液，置于500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液现用现配。5.5.3分析步骤称取1.00+0.01g试样，加2mL盐酸。置于电炉上煮沸至近干，取下冷却至室温，转移到25mL比色管中。移取10.00mL铅标准溶液置于另一比色管中，分别加入0.2mL乙酸溶液，加水稀释至约25mL,加入10mL新制备的饱和硫化氢水，摇匀，放置10min,比较其所呈暗色即可判定铅含量是否符合标准。6标志`包装`运输`贮存6.1稳定性二氧化氯溶液的包装容器上应涂刷牢固的标志，内容包括：生产厂名`产品名称商标`生产日期或批号`净重`厂址，以及GB 191规定的“向上”和“怕热”标志。6.2每批出厂的稳定性二氧化氯溶液应附有质量合格证，内容包括：产品名称`生产厂名`商标`净重`批号`生产日期`产品质量符合本标准的证明及本标准编号。6.3 稳定性二氧化氯溶液采用避光的聚乙烯或聚丙烯塑料桶包装，包装规格依用户需要确定。6.4 稳定性二氧化氯溶液不能与酸同贮共运。6.5 稳定性二氧化氯溶液的贮存期为一年。