Vés al contingut

Monòxid de diclor

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Infotaula de compost químicMonòxid de diclor
Substància químicatipus d'entitat química Modifica el valor a Wikidata
Massa molecular85,93262 Da Modifica el valor a Wikidata
Descobridor o inventorAntoine Jérôme Balard Modifica el valor a Wikidata
Estructura química
Fórmula químicaCl₂O Modifica el valor a Wikidata
SMILES canònic
Model 2D
O(Cl)Cl Modifica el valor a Wikidata
Identificador InChIModel 3D Modifica el valor a Wikidata
Propietat
Densitat3,22 g/cm³ Modifica el valor a Wikidata
Punt de fusió−120,6 °C Modifica el valor a Wikidata
Punt d'ebullició2,2 °C (a 101,325 kPa) Modifica el valor a Wikidata
Entalpia estàndard de formació80,3 kJ/mol Modifica el valor a Wikidata
NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response () Modifica el valor a Wikidata

El monòxid de diclor, en anglès:Dichlorine monoxide, és un compost inorgànic amb la fórmula molecular Cl₂O. El primer que el va sintetitzar va ser Antoine Jérôme Balard l'any 1834, qui junt amb Gay-Lussac també en determinà la seva composició. En la bibliografia més antiga sovint és citat com monòxid de clor,[1] cosa que pot donar lloc a confondre'l, ja que actualment aquest nom antic es refereix al ClO.

A temperatura ambient el monòxid de clor es presenta com un gas groc-marronós que és soluble en aigua i també en solvents orgànics. Químicament és un membre de la família dels compostos de l'òxid de clor i a més és un anhidre de l'àcid hipoclorós. És un agent oxidant fort i un agent clorinant.

Preparació

[modifica]

El primer mètode de síntesi usat va ser tractant l'òxid de mercuri(II) amb gas clor.[1] Tanmateix aquest mètode és car i perillós pel risc de l'enverinament per mercuri.

2 Cl₂ + 2 HgO → HgCl₂ + Cl₂O

Un mètode més segur i més convenient és reaccionar clor amb carbonat de sodi hidratat a 20-30 °C.

2 Cl₂ + 2 Na₂CO₃ + H₂O → Cl₂O + 2 NaHCO₃ + 2 NaCl
2 Cl₂ + 2 NaHCO₃ → Cl₂O + 2 CO₂ + 2 NaCl + H₂O

Estructura

[modifica]

L'estructura del monòxid de diclor és similar a la de l'aigua i l'àcid hipoclorós, amb la molècula adoptant una geometria molecular bent deguda als parells solitaris en l'oxigen; en resulta una simetria molecular en C2V.

En estat sòlid cristal·litza en tetrahedre I41/amd, fent-lo isoestructural.[2]

Reaccions

[modifica]

El monòxid de diclor és molt soluble en aigua,[3] en equilibri amb HOCl. La constant d'equilibri afavoreix la formació d'àcid hipoclorós.[4]

2 HOCl ⇌ Cl₂O + H₂O K (0 °C) = 3.55x10-3 dm³/mol

Amb compostos inorgànics

[modifica]

El monòxid de diclor reacciona amb halurs metàl·lics amb la pèrdua de Cl₂, per formar oxihalurs inusuals.[5][6][1]

VOCl₃ + Cl₂O → VO₂Cl + 2 Cl₂
TiCl₄ + Cl₂O → TiOCI₂ + 2 Cl₂
SbCI₅ + 2 CI₂O → SbO₂CI + 4 Cl₂

Reaccions similars s'ha observat amb certs halurs inorgànics.[7][8]

AsCI₃ + 2 CI₂O → AsO₂CI + 3 Cl₂
NOCl + Cl₂O → NO₂Cl + Cl₂

Amb compostos orgànics

[modifica]

El monòxid de clor és un agent clorinant efectiu.[9] Per a aromàtics activats com els fenols i èters aril reacciona donant productes halogenats en anell.[10]

Fotoquímica

[modifica]

El monòxid de diclor experimenta fotodissociació, formant O₂ and Cl₂.[11]

2 Cl₂O → 2 Cl₂ + O₂

Propietats explosives

[modifica]

El monòxid de diclor és explosiu, però a la temperatura d'una habitació les seves mescles amb oxigen no detonen per una espurna elèctrica fins a arribar a un contingut mínim del 23,5% Cl₂O.[12][13][14]

Referències

[modifica]
  1. 1,0 1,1 1,2 Renard, J. J.; Bolker, H. I. «The chemistry of chlorine monoxide (dichlorine monoxide)». Chemical Reviews, 76, 4, 01-08-1976, pàg. 487–508. DOI: 10.1021/cr60302a004.
  2. Minkwitz, R.; Bröchler, R.; Borrmann, H. «Tieftemperatur-Kristallstruktur von Dichlormonoxid, Cl₂O». Zeitschrift für Kristallographie, 213, 4, 01-01-1998, pàg. 237–239. DOI: 10.1524/zkri.1998.213.4.237.
  3. Davis, D. S. «Nomograph for the Solubility of Chlorine Monoxide in Water». Industrial & Engineering Chemistry, 34, 5, 1942, pàg. 624–624. DOI: 10.1021/ie50389a021.
  4. Inorganic chemistry, Egon Wiberg, Nils Wiberg, Arnold Frederick Holleman, "Hypochlorous acid" p.442, section 4.3.1
  5. Oppermann, H. «Untersuchungen an Vanadinoxidchloriden und Vanadinchloriden. I. Gleichgewichte mit VOCl3, VO2Cl und VOCl2». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 351, 3-4, 1967, pàg. 113–126. DOI: 10.1002/zaac.19673510302.
  6. Dehnicke, Kurt «Titan(IV)-Oxidchlorid TiOCl2». Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 309, 5-6, 1961, pàg. 266–275. DOI: 10.1002/zaac.19613090505.
  7. Dehnicke, Kurt «Über die Oxidchloride PO2Cl, AsO2Cl und SbO2Cl». Chemische Berichte, 97, 12, 01-12-1964, pàg. 3358–3362. DOI: 10.1002/cber.19640971215.
  8. Martin, H. «Kinetic Relationships between Reactions in the Gas Phase and in Solution». Angewandte Chemie International Edition in English, 5, 1, 01-01-1966, pàg. 78–84. DOI: 10.1002/anie.196600781.
  9. Marsh, F. D.; Farnham, W. B.; Sam, D. J.; Smart, B. E. «Dichlorine monoxide: a powerful and selective chlorinating reagent». Journal of the American Chemical Society, 104, 17, 01-08-1982, pàg. 4680–4682. DOI: 10.1021/ja00381a032.
  10. Sivey, John D.; Roberts, A. Lynn «Assessing the Assessing the Reactivity of Free Chlorine Constituents Cl₂, Cl₂O, and HOCl Toward Aromatic Ethers». Environmental Science & Technology, 46, 4, 21-02-2012, pàg. 2141–2147. DOI: 10.1021/es203094z.
  11. Basco, N.; Dogra, S. K. «Reactions of Halogen Oxides Studied by Flash Photolysis. II. The Flash Photolysis of Chlorine Monoxide and of the ClO Free Radical». Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 323, 1554, 22-06-1971, pàg. 401–415. DOI: 10.1098/rspa.1971.0112.
  12. Cady, George H.; Brown, Robert E. Journal of the American Chemical Society, 67, 9, 19-09-1945, pàg. 1614–1615. DOI: 10.1021/ja01225a501.
  13. Iredale, T.; Edwards, T. G. Journal of the American Chemical Society, 59, 4, 01-04-1937, pàg. 761–761. DOI: 10.1021/ja01283a504.
  14. Wallace, Janet I.; Goodeve, C. F. «The heats of dissociation of chlorine monoxide and chlorine dioxide». Transactions of the Faraday Society, 27, 01-01-1931, pàg. 648. DOI: 10.1039/TF9312700648.