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Chlordioxid ist eine chemische Verbindung aus Chlor und Sauerstoff mit der Summenformel ClO2 Die Schreibweise OClO wird anstatt ClO2 verwendet wenn von der kurzlebigen Verbindung mit gleicher Summenformel Chlorperoxid ClOO unterschieden werden soll StrukturformelAllgemeinesName ChlordioxidAndere Namen 926 INS Chlor IV oxid CHLORINE DIOXIDE INCI 1 Summenformel ClO2Kurzbeschreibung gelblich rotliches Gas mit scharfem erstickendem Geruch 2 Externe Identifikatoren DatenbankenCAS Nummer 10049 04 4EG Nummer 233 162 8ECHA InfoCard 100 030 135PubChem 24870DrugBank DB12453Wikidata Q422080EigenschaftenMolare Masse 67 46 g mol 1Aggregatzustand gasformig 2 Dichte 3 01 g l 1 2 Schmelzpunkt 59 C 2 Siedepunkt 11 C Zersetzung ab 45 C 2 Dampfdruck 140 kPa bei 20 C 2 Loslichkeit loslich in Wasser 3 loslich in alkalischen Losungen und Schwefelsaure 4 SicherheitshinweiseGHS Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung EG Nr 1272 2008 CLP 5 ggf erweitert 2 GefahrH und P Satze H 270 330 314 400P MAK DFG 0 1 ml m 3 oder 0 28 mg m 3 2 Schweiz 0 1 ml m 3 bzw 0 3 mg m 3 6 Toxikologische Daten 94 mg kg 1 LD50 Ratte oral 2 292 mg kg 1 LD50 Ratte oral stabilized chlorine dioxide eine Mischung aus Chlorit und Milchsaure 7 8 260 ppm 2h 1 LCLo Ratte inh 9 Soweit moglich und gebrauchlich werden SI Einheiten verwendet Wenn nicht anders vermerkt gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen Bei Raumtemperatur ist Chlordioxid ein bernsteinfarbenes giftiges Gas mit stechendem chlorahnlichem Geruch Gemische von Luft mit uber 10 Vol an Chlordioxid konnen explodieren Es wird daher meist in wassriger Losung verwendet die nicht explosiv ist Chlordioxid ist ein Radikal mit oxidierenden Eigenschaften Die Anwendungen von Chlordioxid beruhen auf seiner oxidativen Wirkung Es wird oft anstelle von elementarem Chlor verwendet da es weniger giftige oder gesundheitsschadliche chlorierte organische Verbindungen bei der Reaktion mit organischen Substanzen bildet Als Bleichmittel der ECF Bleiche Elementar Chlor freie Bleiche von Zellstoff so zum Beispiel Papier hat es elementares Chlor fast vollstandig ersetzt Auch in der Trinkwasseraufbereitung dient es zur Desinfektion anstelle von Chlor Der Nachweis von Chlordioxid in der Erdatmosphare uber der Antarktis im Jahr 1986 trug zur Entdeckung der Ursachen des Ozonlochs bei Es ist eines der Chloroxide die sich dort in der Stratosphare aus den fruher haufig als Treibgas oder Kaltemittel verwendeten Fluorchlorkohlenwasserstoffen FCKW bilden und an der Zerstorung der Ozonschicht beteiligt sind Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Herstellung 2 1 Technische Herstellung 2 2 Herstellungsverfahren in der Trinkwasseraufbereitung 2 3 Herstellung im Labormassstab 3 Eigenschaften 3 1 Molekulare Eigenschaften 3 2 Physikalische Eigenschaften 3 3 Chemische Eigenschaften 4 Verwendung 4 1 Zellstoffbleichung 4 2 Lebensmittel 4 3 Trink und Abwasserdesinfektion 4 4 Desinfektionsmittel 4 5 Missbrauchliche Verwendung 5 Nachweis 6 Ozonloch 7 Toxikologie 8 Literatur 9 Weblinks 10 EinzelnachweiseGeschichte Bearbeiten nbsp Humphry DavyDie Entdeckung von Chlordioxid wird generell Humphry Davy zugeschrieben der es 1811 durch Disproportionierung Aufspaltung von Chlorsaure HClO3 als erstes bekanntes Halogenoxid gewann 10 In fruheren Experimenten wurde Chlordioxid zwar hergestellt jedoch aufgrund seiner Loslichkeit in Wasser nicht als Gas erhalten und deshalb weder isoliert noch als neue Verbindung erkannt Davy merkte an dass das Gas beim Sammeln oft explodiert unter einer sofortigen Freisetzung von Hitze und Licht H Davy 10 Chlor selbst wurde zu diesem Zeitpunkt noch als Oxymuriumsaure oxymuric acid bezeichnet da es als Verbindung aus Sauerstoff und Salzsaure der Muriumsaure angesehen wurde bevor Davy Chlor als ein Element erkannte Heute wird vermutet dass auch Davy kein reines Chlordioxid isolierte sondern ein Gemisch aus Chlor und Chlordioxid das er Euchlorine sehr gelb nannte 11 12 Im Jahr 1921 beschrieben Erich Schmidt und Erich Graumann Chlordioxid als selektives Bleichmittel das nicht mit Kohlenhydraten Polysacchariden reagiert und zum Abbau von Lignin bei Erhaltung von Cellulose verwendet werden kann Pflanzenteile von Inkrusten z B Holz von Lignin derart zu befreien dass vollstandig inkrusten freie Kohlenhydrate wie Cellulose und Hemi cellulose erhalten werden gelang bisher nur unter gleichzeitigem Angriff der Polysaccharide Entfernt man aber die inkrustierenden Substanzen mittels Chlordioxyde so lassen sich inkrusten freie und vollig unangegriffene Kohlenhydrate gewinnen da auf diese Chlordioxyd nicht einwirkt 13 Der industrielle Einsatz zum Bleichen von Zellstoff begann uber 20 Jahre spater kurz nach Ende des Zweiten Weltkriegs Anfangs wurde Chlordioxid nur in der letzten Phase des Bleichens verwendet spater ersetzte es Chlor zunehmend in den fruheren Phasen zum Abbau von Lignin da dies die Qualitat des Endprodukts verbesserte 14 In den 1990er Jahren nahm das Bewusstsein fur die Problematik der chlorierten Abfallprodukte insbesondere der sehr giftigen Dioxine 15 beim Bleichen mit Chlor zu Im Zuge dessen verdrangte Chlordioxid das Chlor mehr und mehr aus den Verfahren zur Zellstoffbleichung Durch zunehmende Verbote und Einschrankungen fur Chlorbleichung und deren Abfallprodukte entwickelte es sich zum wichtigsten industriellen Bleichmittel So waren im Jahr 2004 laut Greenpeace 82 des chlorfrei gebleichten Papiers zwar nicht mit elementarem Chlor gebleicht allerdings mit Chlordioxid und oder Chlorperoxid Cl2O2 siehe Abbildung zur Zellstoffproduktion im Abschnitt Bleichmittel 16 Herstellung BearbeitenWeil Chlordioxid instabil ist und explodieren kann wird es direkt vor der Verwendung am Einsatzort hergestellt Die Darstellung geht entweder von Chlorit ClO2 oder von Chlorat ClO3 aus dabei bestimmt die Anwendung welche Ausgangssubstanz geeigneter ist Anwendungen die grosse Mengen Chlordioxid benotigen aber geringe Reinheitsanspruche haben gehen von Natriumchlorat NaClO3 aus So verwenden alle grosstechnischen Herstellungsverfahren fur den Einsatz als Bleichmittel heutzutage Natriumchlorat als Ausgangsmaterial Heutige Zellstofffabriken erreichen jeweils eine Produktion von uber einer Million Tonnen Zellstoff pro Jahr zu dessen Bleiche bis zu 40 Tonnen Chlordioxid pro Tag erzeugt werden Bei diesem Verhaltnis von Chlordioxid zu Zellstoff wurden im Jahr 2005 etwa eine Million Tonnen Chlordioxid benotigt um 70 Millionen Tonnen ECF gebleichten Zellstoff herzustellen Fur die Herstellung kleinerer bis mittlerer Mengen mit hohen Reinheitsanforderungen wie der Trinkwasseraufbereitung wird hauptsachlich Natriumchlorit NaClO2 verwendet Die Reaktionsbedingungen bei der Herstellung aus Chlorit sind einfacher zu kontrollieren andererseits ist Natriumchlorit teurer und weniger stabil als Natriumchlorat und deshalb fur grosstechnische Anwendungen weniger geeignet Es ist zwangslaufig teurer wenn Natriumchlorit selbst durch Reduktion von Chlordioxid in alkalischer Losung hergestellt wird 2 C l O 2 H 2 O 2 2 N a O H 2 N a C l O 2 O 2 2 H 2 O displaystyle mathrm 2 ClO 2 H 2 O 2 2 NaOH to 2 NaClO 2 O 2 2 H 2 O nbsp Natriumchlorit hat dann die Funktion eines Zwischenspeichers in dem Chlordioxid in eine leichter zu transportierende und zu lagernde Form uberfuhrt wird wodurch gleichzeitig ein Endprodukt mit grosserer Reinheit entsteht Technische Herstellung Bearbeiten Chlordioxid wird durch Reduktion von Chlorat mit einem geeigneten Reduktionsmittel in stark saurer Losung erzeugt Die Reduktion hat ein Standard Redoxpotential E0 von 1 152 V 17 C l O 3 2 H e C l O 2 H 2 O displaystyle mathrm ClO 3 2 H e to ClO 2 H 2 O nbsp In den 1950er Jahren wurde als erstes grosstechnisches Verfahren das Mathieson Verfahren entwickelt bei dem zur Reduktion Schwefeldioxid SO2 eingesetzt wird 14 2 N a C l O 3 S O 2 H 2 S O 4 2 C l O 2 2 N a H S O 4 displaystyle mathrm 2 NaClO 3 SO 2 H 2 SO 4 to 2 ClO 2 2 NaHSO 4 nbsp In der Reaktion wird Schwefelsaure im Uberschuss eingesetzt da der fur die Reaktion benotigte stark saure pH Wert beibehalten werden muss 14 Da die Reaktion nur unter stark sauren Bedingungen ablauft verbleibt bei diesem Prozess viel unverbrauchte Restsaure Er erzeugt zudem als Nebenprodukt viel Natriumsulfat das beim Sulfatverfahren zur Erganzung der Natrium und Schwefelverluste des Aufschlussprozesses fur Zellstoff verwendet wird Um die spontane Zersetzung oder Explosion des Chlordioxids zu vermeiden die bei Raumtemperatur ab einem Partialdampfdruck von 10 kPa auftritt 18 wird Luft durch die Reaktionsmischung geblasen Das Gemisch aus Chlordioxid und Luft wird im Anschluss zur Losung des ClO2 in gekuhltes Wasser 8 10 C eingeleitet Ubliche Konzentrationen der gekuhlten wassrigen Losung liegen bei 8 g l bis 10 g l ClO2 Die Variante der Reduktion mit Salzsaure ist kostengunstig hat jedoch den Nachteil dass als Nebenprodukt mehr Chlor entsteht In der hier gezeigten Gleichung wird zudem die Salzsaure aus Schwefelsaure und Natriumchlorid Kochsalz hergestellt N a C l O 3 N a C l H 2 S O 4 C l O 2 1 2 C l 2 N a 2 S O 4 H 2 O displaystyle mathrm NaClO 3 NaCl H 2 SO 4 to ClO 2 frac 1 2 Cl 2 Na 2 SO 4 H 2 O nbsp Daher wurde die Salzsaure in der Solvay Variante durch den Einsatz von Methanol als Reduktionsmittel ersetzt 4 N a C l O 3 C H 3 O H 2 H 2 S O 4 4 C l O 2 3 H 2 O H C O O H 2 N a 2 S O 4 displaystyle mathrm 4 NaClO 3 CH 3 OH 2 H 2 SO 4 to 4 ClO 2 3 H 2 O HCOOH 2 Na 2 SO 4 nbsp Die direkte Reaktion von Methanol mit Chlorat zu Chlordioxid geht jedoch nur sehr langsam vonstatten Als das tatsachlich aktive Reduktionsmittel wird auch hier das Chloridion gesehen das aus einer Reaktion von Methanol mit Chlor gebildet wird Sowohl Chlor als auch Chlorid Anionen sind fur die Reaktion unerlasslich Ein kompletter Verbrauch aller Chloridionen fuhrt zu einem als white out bezeichneten Stillstand der Reaktion bis wieder Chlorid nachgebildet wird Aus diesem Grund wird dem Reaktionsgemisch in einigen der Verfahren standig eine geringe Menge an Chloridionien zugegeben 17 Die nach den Verfahren Mathieson und Solvay eingefuhrten Verfahren werden unter den Bezeichnungen R2 bis R10 gefuhrt Dabei handelt es sich jeweils um Weiterentwicklungen bei denen durch Anpassung der Reaktionsbedingungen die Schwachen der fruheren Verfahren vermieden werden sollen Ziele der Optimierung sind dabei eine hohe Chlordioxid Ausbeute geringe Bildung von Chlor als Nebenprodukt und eine geringe Menge an zuruckbleibender Restsaure und Salzen Bei den meisten dieser neueren Verfahren wird das Chlordioxid unter reduziertem Druck laufend aus der Reaktionslosung entfernt und in Wasser gelost so zum Beispiel in den auf der Reduktion mit Methanol basierenden Varianten R8 SVP MeOH R9 und R10 14 Das R8 Verfahren zielt bereits auf eine verringerte Menge an Restsaure und in der Reaktion gebildeten Salzen ab 52 weniger als beim R3 Prozess 66 weniger als bei Solvay Beim R9 Verfahren wird zusatzlich das zuruckbleibende Natriumsulfat Natriumhydrogensulfat Gemisch elektrolytisch in Natriumhydroxid und Schwefelsaure aufgespalten die wieder in den Prozess zuruckgefuhrt werden wahrend beim R10 Verfahren neutrales Natriumsulfat durch Ausfallen unter Weiterverwendung der Saure entfernt wird Herstellungsverfahren in der Trinkwasseraufbereitung Bearbeiten In Deutschland regelt 11 der Trinkwasserverordnung sowie eine darin genannte Substanzliste des Bundesministeriums fur Gesundheit 19 welche Substanzen Trinkwasser zugesetzt werden durfen und somit welche Verfahren zur Trinkwasserdesinfektion zugelassen sind Die Liste fuhrt zudem fur Chlordioxid die Arbeitsblatter W 224 und W 624 des DVGW Deutscher Verein des Gas und Wasserfaches auf Die in den Arbeitsblattern beschriebenen Herstellverfahren werden zur Herstellung von Chlordioxid eingesetzt Beschrieben sind dort das Peroxodisulfat Chlorit das Salzsaure Chlorit und das Chlor Chlorit Verfahren fur den Gebrauch zur Trinkwasseraufbereitung Im Chlor Chlorit Verfahren wird Chlorwasser mit saurem pH Wert lt 2 mit 10 Natriumchloritlosung zur Reaktion gebracht 20 2 N a C l O 2 C l 2 2 C l O 2 2 N a C l displaystyle mathrm 2 NaClO 2 Cl 2 to 2 ClO 2 2 NaCl nbsp Dabei wird Chlor immer im Uberschuss eingesetzt um zu verhindern dass nicht umgesetztes Natriumchlorit im Wasser verbleibt Im Salzsaure Chlorit Verfahren wird Natriumchlorit mit Salzsaure zu Chlordioxid Kochsalz und Wasser umgesetzt 5 N a C l O 2 4 H C l 4 C l O 2 5 N a C l 2 H 2 O displaystyle mathrm 5 NaClO 2 4 HCl to 4 ClO 2 5 NaCl 2 H 2 O nbsp Bei der Reaktion mit Natriumperoxodisulfat entsteht Natriumsulfat als Nebenprodukt das auch naturlich in Trinkwasser vorkommt 2 N a C l O 2 N a 2 S 2 O 8 2 C l O 2 2 N a 2 S O 4 displaystyle mathrm 2 NaClO 2 Na 2 S 2 O 8 to 2 ClO 2 2 Na 2 SO 4 nbsp Nachteil der genannten Verfahren ist die Tatsache dass Gefahrstoffe in flussiger Salzsaure Chlorit Verfahren und Peroxodisulfat Chlorit Verfahren oder gasformiger Form Chlor Chlorit Verfahren eingesetzt werden und die Kinetik der genannten Reaktionen unterschiedlich ist Wahrend das Salzsaure Chlorit Verfahren zur sofortigen Chlordioxidbildung fuhrt benotigt das Peroxodisulfat Chlorit Verfahren ca 24 Stunden um die Sollkonzentration einzustellen Gleichzeitig sind die notwendigen stabilisierenden Gleichgewichte unterschiedlich ausgepragt sodass die Chlordioxid Zubereitung aus dem Salzsaure Chlorit Verfahren innerhalb von 1 bis 4 Tagen zerfallt Raumtemperatur Lichtabschluss wahrend die Peroxodisulfat Chlorit Zubereitung unter gleichen Bedingungen bis zu 10 Tagen Stabilitat aufweist Weiterhin ist es gangige Praxis vorgelegte Chlordioxid Konzentratlosungen zur Stabilisierung zu kuhlen was ebenfalls einen Zusatzaufwand darstellt Seit 2013 ist ein Herstellungsverfahren verfugbar das die genannten Nachteile umgeht Dieses Verfahren wird uber eine Einkomponenten Feststoff Mischung abgebildet Die erforderlichen Einzelkomponenten sind hierbei inert verpresst sodass eine Reaktion wahrend der Lagerung unterbleibt Lagerstabilitat uber 3 Jahre Das Einkomponenten Feststoff Verfahren vereint die drei genannten Gleichgewichte in einem Prozess Primar wird die Reaktion durch ein Saure Chlorit Gleichgewicht initiiert es folgt die Reaktion mit Peroxodisulfat Chlorit Als Intermediat liegt noch ein Chlor Chlorit Gleichgewicht vor das die Abbaukinetik verringert Auf diese Weise wird einerseits eine volumenstromproportionale Zudosierung Trinkwasser Rohwasser vereinfacht da der naturliche Zerfall Disproportionierung reduziert wird auf der anderen Seite wird die Arbeitssicherheit erhoht und der logistische Aufwand verringert Die Handhabung wird durch vorkonfektionierte Darreichungsformen z B Tabletten weiter vereinfacht Das Verfahren fuhrt zu einer sofortigen Chlordioxidbildung gleichzeitig betragt die Abbaukinetik bei Raumtemperatur und unter Lichtabschluss ca 10 bis 15 pro Monat Dieses Verfahren ist gem 11 der Trinkwasserverordnung fur die Desinfektion von Trinkwasser in Deutschland nicht zugelassen Herstellung im Labormassstab Bearbeiten Im Labormassstab wird Chlordioxid ebenfalls durch Oxidation von Chlorit gewonnen Das Oxidationsmittel dafur ist entweder Natriumperoxodisulfat Na2S2O8 oder Chlorgas 2 N a C l O 2 N a 2 S 2 O 8 2 C l O 2 2 N a 2 S O 4 displaystyle mathrm 2 NaClO 2 Na 2 S 2 O 8 to 2 ClO 2 2 Na 2 SO 4 nbsp 2 C l O 2 C l 2 2 C l O 2 2 C l displaystyle mathrm 2 ClO 2 Cl 2 to 2 ClO 2 2 Cl nbsp Alternativ kann Chlordioxid auch durch Disproportionierung von Natriumchlorit in saurer Losung gewonnen werden 5 N a C l O 2 4 H C l 4 C l O 2 5 N a C l 2 H 2 O displaystyle mathrm 5 NaClO 2 4 HCl to 4 ClO 2 5 NaCl 2 H 2 O nbsp Eine andere Methode ist die Umsetzung von Kaliumchlorat mittels konzentrierter Schwefelsaure Um die Explosionsgefahr zu verringern wird Oxalsaure zugesetzt wobei ein Chlordioxid Kohlendioxid Gemisch entsteht 21 2 K C l O 3 2 H 2 S O 4 H 2 C 2 O 4 2 H 2 O 2 C l O 2 2 C O 2 4 H 2 O 2 K H S O 4 displaystyle mathrm 2 KClO 3 2 H 2 SO 4 H 2 C 2 O 4 cdot 2 H 2 O to 2 ClO 2 2 CO 2 4 H 2 O 2 KHSO 4 nbsp Eine weitere Moglichkeit zur Herstellung moderater Mengen von Chlordioxid fur die technische Nutzung ist die Reduktion von Chlorat durch Wasserstoffperoxid 2 N a C l O 3 H 2 O 2 H 2 S O 4 2 C l O 2 N a 2 S O 4 O 2 2 H 2 O displaystyle mathrm 2 NaClO 3 H 2 O 2 H 2 SO 4 to 2 ClO 2 Na 2 SO 4 O 2 2 H 2 O nbsp Durch Ansauern mit Schwefelsaure wird die Redoxreaktion gestartet Eine geeignete Mischung enthalt 40 Natriumchlorat und 8 Wasserstoffperoxid sie ist kommerziell verfugbar Das entstehende Chlordioxid wird entweder mit Luft ausgetrieben und in kaltem Wasser gelost oder es wird das Gemisch verdunnt und die stark saure Losung direkt weiterverarbeitet Obwohl die Reduktion von Chlorat mit Wasserstoffperoxid auch fur grosse Anlagen geeignet ist wird ublicherweise Methanol aufgrund der niedrigeren Kosten vorgezogen In Kraftwerken mit Kuhlturmbetrieb wird jedoch aufgrund der geringeren TOC Werte meist Wasserstoffperoxid eingesetzt Eigenschaften Bearbeiten nbsp Chlordioxid Bindungslange und Winkel Der Punkt steht fur ein einsames Elektron und der Strich fur ein gebundenes ElektronMolekulare Eigenschaften Bearbeiten Das Molekul ist aufgrund der freien Elektronenpaare am zentralen Chloratom gewinkelt aufgebaut der Bindungswinkel betragt 117 die Cl O Bindungslange 147 pm 3 Da Chlor in Form von zwei verschiedenen Isotopen auf der Erde vorkommt 76 35Cl und 24 37Cl haben einzelne Chlordioxidmolekule die Masse von 67 u oder 69 u Bindungswinkel und Bindungslange als Eigenschaft der identischen Elektronenkonfiguration sind jedoch in beiden Fallen gleich 22 Durch seine ungerade Anzahl von 19 Valenzelektronen ist das Molekul ein paramagnetisches Radikal Unterhalb 59 C kristallisiert Chlordioxid und es bilden sich Dimere Molekul Paare wodurch Chlordioxid unterhalb von 84 C diamagnetisch wird Im Jahr 1933 schlug Lawrence Olin Brockway 1907 1979 eine Drei Elektronen Bindung vor 23 Linus Pauling entwickelte diese Idee spater zu einer Theorie weiter bei der von einer schwacheren Bindung des dritten Elektrons ausgegangen wird 24 Spatere Untersuchungen zeigten dass das ungepaarte dritte Elektron das hochste besetzte Molekulorbital HOMO einnimmt Physikalische Eigenschaften Bearbeiten nbsp Kristallstruktur von Chlordioxid mit ClO2 Dimeren ClO2 2Chlordioxid ist 2 3 mal so schwer wie Luft In Wasser gelost besitzt es ein breites Absorptionsband bei einer Wellenlange von 350 nm Bei gasformigem Chlordioxid werden mehrere Maxima aufgrund vibrationsgekoppelter Absorption sichtbar siehe Abbildung des UV Spektrums im Abschnitt Ozonloch 25 Die fur die Kopplung verantwortlichen Schwingungen wurden 1933 bestimmt und in Ubereinstimmung mit einem erweiterten Franck Condon Prinzip gefunden 26 Die spektroskopischen Eigenschaften erfuhren erneute Aufmerksamkeit zur Aufklarung der Vorgange im Ozonloch 27 Beim Ubergang in den festen Zustand unterhalb von 59 C bildet es explosive orangerote Kristalle Es kristallisiert im orthorhombischen Kristallsystem in der Raumgruppe Pbca Raumgruppen Nr 61 Vorlage Raumgruppe 61 mit den bei 198 K bestimmten Gitterparametern a 1087 pm b 671 pm und c 559 pm sowie acht Formeleinheiten pro Elementarzelle In der Kristallstruktur liegen die Chlordioxid Molekule als Dimere ClO2 2 vor Die Dimerisierung erfolgt dabei uber Cl O Kontakte zweier benachbarter ClO2 Molekule der Cl O Abstand betragt 278 pm 28 nbsp Prozent Chlordioxid bei Normaldruck im Gasgemisch oberhalb einer wassrigen Losung 29 nbsp Chlordioxid Losung in WasserChemische Eigenschaften Bearbeiten Bei Temperaturen zwischen 59 C und 11 C ist Chlordioxid eine bernsteinfarbene olige Flussigkeit die oberhalb 40 C instabil wird und zur Explosion neigt Bei Standardtemperatur liegt es als Gas vor das in Gemischen mit Luft von uber 10 Vol oder bei einem Partialdruck von uber 76 mmHg 10 kPa 0 1 atm explosiv ist 18 30 Als Mechanismus der Explosion von gasformigem Chlordioxid wird eine Anhaufung von Radikalen in dem Gas angesehen die aus Zwischenprodukten des langsamen Zerfalls von Chlordioxid entstehen Die Radikale katalysieren den weiteren Zerfall bis dieser schliesslich explosionsartig stattfindet 18 31 Bei der Explosion zerfallt es in Chlor und Sauerstoff 32 C l O 2 O 2 1 2 C l 2 D H 102 5 k J m o l displaystyle mathrm ClO 2 to mathrm O 2 tfrac 1 2 mathrm Cl 2 quad Delta H circ 102 5 mathrm kJ mol nbsp Losungen in Wasser sind gelb bis braungelb gefarbt und sind nicht explosiv soweit sie kein Chlordioxid Luft Gemisch mit mehr als 10 Vol Chlordioxid erzeugen konnen Diese Grenze von 10 Vol wird bei Normaldruck in etwa von Losungen mit 6 g 30 C bis 13 g 10 C Chlordioxid pro Liter Wasser erreicht Siehe Abbildung 29 Bei niedrigen Temperaturen kristallisieren aus wassrigen Losungen Clathrate bei denen das Gas zusammen mit dem Wasser kristallisiert und in Hohlraumen des Kristalls eingeschlossen ist Die gebildeten Gashydrate haben die Summenformel ClO2 n H2O n 6 10 33 Chlordioxid und seine wassrigen Losungen wirken stark oxidierend Abhangig vom Reduktionspartner entstehen Chloride Cl Chlorite ClO2 oder Hypochlorite OCl Eine Oxidation von ClO2 ist mit noch starkeren Oxidationsmitteln ebenfalls moglich unter anderem mit Fluor F2 Ozon O3 und rauchender Schwefelsaure 3 Chlordioxid ist bei neutralen und sauren pH Werten relativ unempfindlich gegen Hydrolyse Aufspaltung durch Wasser Bei pH Werten uber 10 setzt jedoch bereits erhebliche Disproportionierung Reaktion mit sich selbst ein die je nach pH Wert zu Chlorat Chloridbildung oder Chlorat Chloritbildungen fuhren 34 2 C l O 2 2 O H C l O 3 C l O 2 H 2 O displaystyle mathrm 2 ClO 2 2 OH to ClO 3 ClO 2 H 2 O nbsp Bei Einbringen von ClO2 in stark alkalische Losungen lauft diese Reaktion sturmisch ab Auch die Einwirkung von Licht fuhrt zu einer Zersetzung 3 Verwendung BearbeitenAls Bleichmittel wird Chlordioxid in der Textil und Zellstoffindustrie verwendet und hat dort Chlor weitgehend ersetzt 30 Weiterhin wurde es zum Bleichen von Mehl beziehungsweise Starke Schmiermitteln Salben und Wachs verwendet So war es in Deutschland als Lebensmittelzusatzstoff bis 1957 zum Bleichen von Mehl zugelassen 35 aus gesundheitlichen Grunden ist es heutzutage aber nicht mehr zur Behandlung von Lebensmitteln erlaubt Es kann ferner zum Bleichen von Textilfasern verwendet werden dort wird jedoch meistens Wasserstoffperoxid sowie in Landern ohne strenge Umweltauflagen Chlor verwendet Als Desinfektionsmittel eingesetzt hat es vor allem bei der Trinkwasserdesinfektion Bedeutung wird aber auch zur Desinfektion von Abwassern sowie zur Schimmelbekampfung eingesetzt Bei den Anthrax Anschlagen im Jahr 2001 wurde es in einem Fall zur Gebaudedesinfektion eingesetzt Blutkonserven dagegen werden nicht mittels ClO2 oder anderen Konservierungsstoffen haltbar gemacht 36 Im Labor findet Chlordioxid Verwendung bei der Herstellung von Chloriger Saure In der organischen Chemie kann es als Oxidationsmittel eingesetzt werden zum Beispiel um Sulfide und Thioether in Sulfoxide zu uberfuhren Zellstoffbleichung Bearbeiten nbsp Folgende Teile dieses Abschnitts scheinen seit 2010 nicht mehr aktuell zu sein Veraltete Daten Bitte hilf uns dabei die fehlenden Informationen zu recherchieren und einzufugen Wikipedia WikiProjekt Ereignisse Vergangenheit 2010 nbsp Weltweite Zellstoffproduktion nach Bleichmethode Chlor grun unten Elementar Chlor Frei blau Mitte mit Chlordioxid oder Chlorit und Total Chlor Frei grau oben mit Ozon oder Wasserstoffperoxid gebleichtBei der Zellstoffbleichung hat Chlordioxid das Bleichen mit Chlor fast vollstandig verdrangt Abhangig vom Entwicklungsgrad und dem Umweltbewusstsein wird in einigen Landern kein Chlor mehr zur Bleiche verwendet So wird in Skandinavien seit 1994 kein Chlor mehr zur Zellstoffbleiche eingesetzt Dies geschah nachdem chlorierte Kohlenwasserstoffe darunter die giftigen Dioxine in Abwassern der Chlorbleiche nachgewiesen wurden Die Chlorbleiche wurde deshalb durch Elementar Chlor Freie ECF Bleichen oder Total Chlor Freie TCF Bleichen ersetzt Die ECF Bleichen verwenden statt elementarem Chlor Cl2 als Oxidationsmittel chlorhaltige Verbindungen meistens Chlordioxid Die TCF Bleichen basieren hingegen auf der bleichenden Wirkung von chlorfreien Oxidationsmitteln auf Sauerstoffbasis wie Sauerstoff O2 Wasserstoffperoxid H2O2 oder Ozon O3 Darunter ist jedoch zum Beispiel Ozon nur bedingt fur die Zellstoffbleiche geeignet da es zu reaktiv ist und auch die Zellulose angreift Im Bleichprozess werden Abbauprodukte von Lignin aus dem Sulfatverfahren oder Sulfitverfahren Restlignin sowie Farbstoffe im Zellstoff entfarbt und oxidativ abgebaut Die Verdrangung von Chlor ist darauf zuruckzufuhren dass Chlordioxid im Gegensatz zu elementarem Chlor nur als Oxidationsmittel nicht aber chlorierend wirkt Im Reaktionsgemisch entstehen jedoch auch immer etwas Hypochlorige Saure und elementares Chlor Dies fuhrt wie beim Bleichen mit Chlor selbst zur Bildung von chlorierten Kohlenwasserstoffen Der Verlauf und Mechanismus der Oxidation aromatischer Kohlenwasserstoffe mit Chlordioxid hangt vom pH Wert des Reaktionsgemisches ab Normalerweise ist die Konzentration von Hypochloriger Saure und elementarem Chlor sehr niedrig und beide Substanzen werden schnell abgebaut sodass sie in Filtraten der Bleichlosung nicht mehr nachweisbar sind Die Bildung chlororganischer Verbindungen wird durch viele Faktoren beeinflusst und kann durch Verwendung geringerer Chlordioxid Gaben sowie durch die Zugabe von Dimethylsulfoxid oder Amidosulfonsaure verringert werden Abwasser von ECF gebleichten Holzern enthalten jedoch immer noch Chloroform und andere chlorierte Kohlenwasserstoffe und stellen somit weiterhin ein Umweltrisiko dar Einer Schatzung von 1999 zufolge sollte sich jedoch beim Ersatz von elementarem Chlor durch ECF Verfahren nach damaligen Daten der Chloroformausstoss auf 3 reduzieren lassen 14 Die Gesamtmenge gebildeter chlorierter Kohlenwasserstoffe wird bei Chlordioxid als etwa funf Mal geringer als bei Chlor angegeben 14 Lebensmittel Bearbeiten Chlordioxid wurde bis 1957 in der EU als Bleichmittel fur Mehl 35 und Nussschalen und wird zur Entkeimung von Trinkwasser eingesetzt 37 38 Chlordioxid ist aus gesundheitlichen Grunden 39 z B wegen schwerer Nierenschaden bei Tierversuchen 35 in der EU kein zugelassener Lebensmittelzusatzstoff hat keine E Nummer und ist entsprechend in der europaischen Liste der Lebensmittelzusatzstoffe nicht aufgefuhrt Ausserhalb der EU wo Chlordioxid weiterhin als Mehlbehandlungsmittel oder Konservierungsmittel eingesetzt werden darf hat es die INS Nummer 926 In den USA wird Chlordioxid als antimikrobielle Substanz zur Behandlung von Geflugel rotem Fleisch Fisch und Meeresfruchten sowie Obst und Gemuse 40 eingesetzt Dies geschieht durch ein ausserliches Waschen der Lebensmittel mit einer Losung von Chlordioxid in Wasser typischerweise in Konzentrationen von 50 1200 ppm entspricht 0 005 bis 0 12 Die Anwendung zur Desinfektion von Geflugel in der Europaischen Union wurde diskutiert jedoch 2008 vom Ministerrat der Europaischen Union abgelehnt 41 Die EU untersagte 1997 die Einfuhr solcher Geflugelteile 42 Im Januar 2009 reichten die USA eine Klage vor dem Dispute Settlement Body der WTO ein da weder die EU Kommission noch die Mitgliedstaaten eine seriose auf wissenschaftliche Erkenntnisse gestutzte Begrundung fur das Verbot vorgelegt hatten 43 44 In deutschsprachigen Medienberichten uber Beziehungen zwischen EU und USA werden so behandelte Huhnerteile mit Chlorhuhn Chlorhuhnchen oder Chlorhahnchen bezeichnet Nach Einschatzung der EFSA bietet die Desinfektion von Geflugelfleisch mit Chlordioxid unter den vorgeschlagenen Anwendungsbedingungen keinen Anlass zu Sicherheitsbedenken 45 Das Bundesinstitut fur Risikobewertung vertritt die Auffassung dass mit Chlordioxid behandeltes Hahnchenfleisch fur den Verbraucher nicht gesundheitsschadlich ist und in Sachen Keimfreiheit sogar Vorteile bringt 46 Trink und Abwasserdesinfektion Bearbeiten nbsp Wirksamkeit von Chlordioxid und Chlor Konzentration iodometrisch bestimmt gegen das Bakterium Staphylococcus aureus Prozent getoteter Bakterien bei verschiedenen pH Werten nach 20 Minuten Desinfektion mit Chlordioxid oder Chlor 47 Chlordioxid findet Verwendung bei der Trinkwasserdesinfektion in der es Chlor in einzelnen Landern weitgehend ersetzt hat In Deutschland ist es nach 11 der Trinkwasserverordnung 19 fur die Trinkwasseraufbereitung zugelassen mit Anweisung und in Abstimmung mit dem Gesundheitsamt Zudem mussen vor einem Einsatz Verbraucher durch Rundfunk oder Presse vorab informiert werden 36 Es ist gegen Bakterien genauso oder besser wirksam als Chlor 47 und im Gegensatz zu Chlor auch gegen Viren und viele Protozoen Einzeller wirksam Im Vergleich zu Chlor hat es den Vorteil aus organischem Material deutlich weniger chlorierte Kohlenwasserstoffe zu bilden Das alternativ eingesetzte Ozon O3 kann hingegen mit naturlich im Wasser vorkommenden Bromiden reagieren und daraus krebserregende Bromate bilden Bei dem schwacheren Oxidationsmittel Chlordioxid findet diese Reaktion nicht statt 48 In Deutschland und den USA setzten im Jahre 1998 etwa 10 der Wasserwerke Chlordioxid ein Italien in 30 49 Als Hochstwert fur das im Wasser gebildete Chlorit nach der Desinfektion gelten in Deutschland und der Schweiz 0 2 mg pro Liter 19 50 In Deutschland ist die hochste zugelassene Konzentration nach der Desinfektion fur Chlordioxid ebenfalls 0 2 mg l in der Schweiz betragt sie 0 05 mg kg Empfohlen wird eine Konzentration von 0 05 mg l 36 Chlordioxid wird zudem zur Verbesserung des Geschmacks und Geruchs von Trinkwasser verwendet wenn diese durch Restverunreinigungen von Algen oder verrottenden Pflanzen unbefriedigend sind Auch gegen ubelriechende phenolische Verunreinigungen ist Chlordioxid aktiv da es Phenole ahnlich wie bei der Zellstoffbleiche oxidativ abbaut 51 Chlordioxid wird auch zur Desodorierung ubelriechender Abfalle und Abwasser verwendet Fur Letzteres ist es geeignet da es im Vergleich zu Chlor hauptsachlich oxidierend wirkt 52 wodurch mengenmassig weniger persistente Organochlorverbindungen entstehen und uber einen weiteren pH Bereich seine Wirksamkeit beibehalt Dies ist auch bei der Trinkwasserdesinfektion ein entscheidender Faktor da in gechlortem Trinkwasser Chloroform Dichloressigsaure oder Trichloressigsaure nachgewiesen wurde 53 54 Desinfektionsmittel Bearbeiten nbsp Hart Senate Office das Burogebaude des Kapitols das nach Eingang eines Briefes mit Milzbrandsporen mit Chlordioxid desinfiziert wurdeChlordioxid kann zur Desinfektion von Gebauden eingesetzt werden da es eine breite Wirksamkeit gegen Mikroorganismen besitzt und als Gas auch ansonsten unzugangliche Stellen erreicht Es ist seit 1988 in den USA von der Environmental Protection Agency EPA zur Desinfektion von Laborgeraten Werkzeugen und Raumoberflachen zugelassen 55 Durch seine fungizide Wirkung bietet es sich auch fur die Bekampfung von Schimmel an So wurde 1991 durch Verspruhen einer zweiprozentigen Losung der Schimmelbefall in einer Bibliothek fur Jahre gestoppt der sonst besonders bei Ausfall des Luftungssystems merklich auftrat 56 Im Jahr 2002 wurde eine Firma durch Artikel in der New York Times bekannt die sich auf die Desinfektion ganzer Hauser durch Fluten mit dem Gas Chlordioxid spezialisiert hatte Nach Kontamination mit Anthrax Milzbrand wurde im Jahr 2007 ein Burogebaude das Hart Senate Office im Kapitol mit Chlordioxid desinfiziert 55 57 und nach dem Hurrikan Katrina wurde ein Restaurantgebaude in New Orleans nach der Uberschwemmung mit Chlordioxid geflutet um Schimmelpilze und Sporen abzutoten 58 59 Zunehmend wird Chlordioxid auch zur Desinfektion vor der Abfullung von PET Flaschen verwendet 60 Dabei durfen ahnlich wie bei Trinkwasser die Grenzwerte fur Chlorit durch in der Flasche verbleibende Reste der Desinfektionslosung nicht uberschritten werden Da bei der Verwendung von Chlordioxid als Desinfektionsmittel in Schwimmbadern zu hohe Gehalte an Chlorit uber 1 mg l im Wasser gefunden wurden wird in Deutschland ClO2 nicht mehr eingesetzt 61 Heutzutage wird das Wasser in offentlichen Badern durch Chlorgas Natriumhypochlorit oder Calciumhypochlorit desinfiziert womit zugleich auch eine Depotwirkung im Schwimmbecken sichergestellt wird 62 Missbrauchliche Verwendung Bearbeiten Eine trinkfertige 0 3 ige Chlordioxidlosung mit zahlreichen angeblich gesundheitsfordernden Eigenschaften wird als CDL auch CDS fur chlorine dioxide solution vermarktet CDL soll analog wie MMS zur Therapie oder Pravention diverser Erkrankungen z B Krebs Diabetes Hepatitis Multipler Sklerose Alzheimer AIDS Malaria Potenzprobleme vermeintlicher Erkrankungen Autismus dort in Form von Einlaufen bei Kindern 63 oder der Bekampfung von Krankheitserregern Pilzen Viren Bakterien Parasiten dienen 64 Reputable Nachweise existieren hierfur nicht Die verkaufte Chlordioxidlosung uberschreitet 10 000 fach den gesetzlich zugelassenen Hochstwert an ClO2 in Wasser 36 Es ist kein zugelassenes Arzneimittel mehrere Behorden warnen vor der Einnahme sie ist gesundheitsschadlich 65 66 67 36 So wurde nach einer CDL Einnahme u a von Ubelkeit Erbrechen Durchfall Nierenversagen Darmschadigungen und Blutdruckabfall berichtet 68 65 69 Vor einer Chlordioxid Behandlungen bei Kindern oder Sauglingen wird ausdrucklich gewarnt so rat die Deutsche Gesellschaft fur Kinder und Jugendmedizin nachdrucklich und klar von einer Einnahme ab zudem kann sie sorge rechtliche Konsequenzen nach sich ziehen 65 Auch eine angebliche Wirkung gegen die durch SARS CoV 2 ausgeloste Infektionskrankheit COVID 19 bei Einnahme von Chlordioxid ist eine Falschinformation Im Gegenteil solche Losungen sind gesundheitsschadlich und atzend und konnen zu massiven Schadigungen fuhren 67 In mehreren Landern wie Bolivien den USA Osterreich 70 oder Argentinien 71 fuhrte die Einnahme auch zur vermeintlichen Prophylaxe gegen COVID 19 zu Vergiftungen und Todesfallen Das bolivianische Gesundheitsministerium lehnte die Einnahme ausdrucklich ab Diese Substanz ist hochgefahrlich und kann ernste gesundheitliche Probleme verursachen 72 73 Die in anderen Landern wie Ungarn angebotenen fruher irrefuhrend als Medizinprodukte beworbenen Mittel wie chlordioxidhaltige Zahnbleichlosungen gelten mittlerweile als zulassungspflichtige Arzneimittel topisches Desinfektionsmittel und wurden vom Markt zuruckgezogen 36 Um Zulassungsbeschrankungen und klinische Kontrollen zu umgehen wird CDL in Online Shops als Mittel zur Trinkwasseraufbereitung oder als Desinfektionsmittel verkauft teilweise auch einzelne Komponenten zum Selbermischen 69 Nachweis BearbeitenNachweise von Chlordioxid beruhen meist entweder auf seinen spektroskopischen Eigenschaften oder seiner Reaktivitat Als einfache spektroskopische Nachweismethode bietet sich die Messung der Lichtabsorption bei 350 nm an die insbesondere bei der Detektion in der Atmosphare bei der Erforschung des Ozonlochs zum Einsatz kam siehe Abschnitt Ozonloch und das darin abgebildete Absorptionsspektrum In Trinkwasser ist der spektroskopische Nachweis am gangigsten da er am einfachsten automatisiert werden kann 74 Direkte Methoden detektieren dazu Chlordioxid entweder bei 360 nm oder im Bereich 320 400 nm Weitaus haufiger publiziert wurden jedoch Messmethoden die die Bleichung eines Farbstoffs durch Reaktion mit Chlordioxid verfolgen Als Farbstoffe verwendet werden Chlorphenolrot Rhodamin Amaranth oder Neutralrot Die Messungen lassen sich des Weiteren nach der Entnahmetechnik unterscheiden Entweder wird eine Probe mit einem bestimmten Volumen entnommen und analysiert oder die Messung geschieht als Fliessinjektionsanalyse bei der hinter einer Zugabestelle die Reaktion nach einem konstanten Zeitintervall im Fluss beobachtet wird Seltener als die Analyse der Absorption wird auch das Verschwinden der Fluoreszenz von Farbstoffen bei Reaktion mit Chlordioxid verwendet unter anderem von Fluorescein oder Rhodamin S Der Vorteil des Nachweises durch Fluoreszenz ist dass die Absorption anderer Substanzen die Messung weniger storen kann Die Konzentration von Chlordioxid kann auch iodometrisch bestimmt werden Bei der Bestimmung in Trinkwasser wird dann ebenfalls die Entstehung von Iod aus dem zugegebenen Iodid spektrometrisch gemessen Ein Nachweis von Chlordioxid alleine neben Chlor Hypochloriger Saure Hypochloriten Chloraminen Chloriten und Chloraten ist so jedoch schwierig 75 Soll Chlordioxid neben anderen oxidierenden zum Beispiel Eisen Salzen nachgewiesen werden so kann es durch Einblasen von Luft und Einleiten in kaltes Wasser in eine Losung ohne diese Storsalze uberfuhrt werden Ozonloch Bearbeiten nbsp McMurdo Station Antarktis Hier wurde 1986 die Konzentration an Chlordioxid in der Atmosphare bestimmt Gemessen wurde dafur die Absorption von Mondlicht oder gestreutem Sonnenlicht durch Chlordioxid nbsp Das Absorptionsspektrum von Chlordioxid in wassriger Losung unten blau und als Gas oben rot Das Spektrum des Gases ist temperaturabhangig die Signale werden bei tieferer Temperatur breiter die Signalhohe dadurch geringer In der Stratosphare wird Chlordioxid aus Chlormonoxid ClO gebildet meist mit Hilfe von Brommonoxid das sich danach durch Reaktion des entstandenen Bromradikals mit Ozon zuruckbildet C l O B r O O C l O B r displaystyle mathrm ClO BrO to OClO Br nbsp Die Schreibweise OClO anstatt ClO2 wird im Zusammenhang mit Reaktionen in der Atmosphare verwendet um Chlordioxid von seinem instabilen Isomer Chlorperoxid ClOO zu unterscheiden In einem Peroxid sind die beiden Sauerstoffatome miteinander verbunden wie in der Schreibweise ClOO angedeutet Chlorperoxid entsteht ebenfalls bei den Reaktionen von Chlorradikalen in der Atmosphare zerfallt jedoch in weniger als einer Nanosekunde wieder 76 Die Rolle von Chlordioxid fur die Entdeckung des Ozonlochs beruht auf seiner Absorption bei 350 nm Gasformiges Chlordioxid zeigt kein einzelnes breites Absorptionsband sondern es sind viele etwa 20 Absorptionsspitzen einzeln zu erkennen siehe Bild Susan Solomon und ihre Mitarbeiter bestimmten 1986 in der Antarktis durch Messungen der Lichtabsorption vom Boden aus die Chlordioxid Konzentration der Atmosphare Sie verwendeten dazu Mondlicht in der Nacht und gestreutes Sonnenlicht am Tag sowie wahrend der Dammerung 77 Das dabei verwendete Spektrometer konnte nur Wellenlangen uber 400 nm messen und deshalb nur die weniger intensiven Absorptionsspitzen zwischen 400 nm und 450 nm nutzen Sie konnten aus den gemessenen Werten die Konzentration von Chlormonoxid abschatzen von dem bekannt war dass es eine tragende Rolle bei dem Abbau von Ozon und dem dadurch erzeugten Ozonloch spielt 78 Einer der Ozon Abbauzyklen verlauft uber eine Chlordioxid Zwischenstufe uber die Chlorradikale aus Chlormonoxid zuruckgewonnen werden Nach anfanglichen Unsicherheiten uber die relative Bedeutung der Abbauzyklen wird dieser Abbauzyklus inzwischen fur etwa 75 des Ozonabbaus verantwortlich gemacht 78 79 C l O 3 C l O O 2 displaystyle mathrm Cl O 3 to ClO O 2 nbsp C l O 3 C l O O 2 displaystyle mathrm Cl O 3 to ClO O 2 nbsp 2 C l O M C l 2 O 2 M displaystyle mathrm 2 ClO M to Cl 2 O 2 M nbsp C l 2 O 2 h n C l C l O 2 displaystyle mathrm Cl 2 O 2 xrightarrow h nu Cl ClO 2 nbsp C l O 2 M C l O 2 M displaystyle mathrm ClO 2 M to Cl O 2 M nbsp Gesamtbilanz 2 O 3 3 O 2 displaystyle mathrm 2 O 3 to 3 O 2 nbsp Mit M O2 oder M O2 N2Auf der Erdoberflache freigesetztes Chlordioxid selbst hat jedoch keinen oder nur einen sehr geringen Einfluss auf die Bildung des Ozonlochs da es in der Luft durch Sonnenlicht in kurzester Zeit zu Chlorit und Chlorat zerfallt die dann mit Regen zuruck auf die Oberflache gelangen wo sie reduziert werden 2 C l O 2 3 H 2 O h n 2 H 3 O C l O 3 C l O 2 displaystyle mathrm 2 ClO 2 3 H 2 O xrightarrow h nu 2 H 3 O ClO 3 ClO 2 nbsp Mitverursacher des Ozonlochs sind jedoch fluchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe z B Chloroform wie sie bei der Zellstoffbleiche entstehen siehe Abschnitt Zellstoffbleichung Toxikologie BearbeitenDie Einstufung Sehr Giftig T der Substanz ist auf ihre Giftigkeit beim Einatmen zuruckzufuhren So soll die Inhalation von 19 ppm Chlordioxid in der Luft uber einen unbestimmten Zeitraum wahrend eines Betriebsunfalls in einem Tank zum Tod eines Betroffenen gefuhrt haben 80 81 Die maximale Arbeitsplatz Konzentration in der Atemluft betragt 0 1 ml m3 das entspricht 0 1 ppm Dies ist auch der meist angegebene Wert fur die Wahrnehmbarkeitsgrenze des stechenden chlorahnlichen Geruchs von Chlordioxid Das Gas ist somit selbst warnend 82 Dieser Wert ist ahnlich dem von Chlor dessen Geruchsgrenze abhangig vom individuellen Geruchssinn mit 0 2 bis 3 5 ppm angegeben wird 83 Fur die Langzeit Giftigkeit von Chlordioxid in Trinkwasser mussen auch immer Chlorit ClO2 und Chlorat ClO3 in Betracht gezogen werden da Chlordioxid bei geeigneten Bedingungen in diese umgewandelt werden kann Die Einwirkung von UV Licht katalysiert den Zerfall von Chlordioxid zu Chlorit und Chlorat 2 C l O 2 3 H 2 O h n 2 H 3 O C l O 3 C l O 2 displaystyle mathrm 2 ClO 2 3 H 2 O xrightarrow h nu 2 H 3 O ClO 3 ClO 2 nbsp Chlorit kann ebenfalls als Produkt bei der Oxidation anderer Substanzen entstehen zudem wird Chlordioxid durch Ansauern von Chloritlosungen hergestellt Fur die Behandlung von Trinkwasser mit Chlordioxid werden in den USA weitaus hohere Dosen verwendet Dort werden anders als in Europa organische Bestandteile nicht zuerst durch Aktivkohlefilter entfernt weshalb eine hohere Konzentration an Chlordioxid zur Desinfektion notig wird 84 Hohere Organismen sind relativ unempfindlich gegen die Aufnahme von Chlordioxid durch Verschlucken So wurden zum Beispiel in einer Studie am Menschen bei der einmaligen Einnahme von 24 mg Chlordioxid in einem Liter beziehungsweise 2 5 mg Chlorit in 500 ml Wasser bei zehn gesunden Mannern keine negativen Veranderungen festgestellt 81 Das ist um Faktor zwanzig beziehungsweise hundert hoher als die Hochstwerte zur Trinkwasseraufbereitung in Deutschland von 0 2 mg auf einen Liter Trinkwasser Diese Unempfindlichkeit bei oraler Einnahme von Chlordioxid ist wahrscheinlich auf eine rasche Deaktivierung durch Reaktion mit Substanzen im Magen zuruckzufuhren In einer Studie an Athiopischen Grunmeerkatzen konnten bei einer Gabe von 1 8 mg Chlordioxid 30 ml 60 mg l 1 und sofortiger Ruckgewinnung der Magenflussigkeit innerhalb von 5 Minuten nur noch 8 der ursprunglichen Oxidationswirkung des zugegebenen Chlordioxid durch Titration festgestellt werden der Rest war durch Reaktion mit den Magensaften unwirksam geworden Bereits verdunnter Speichel der Affen deaktivierte innerhalb einer Minute Chlordioxid im Reagenzglas in der Grossenordnung von 0 15 mg zu 95 deaktiviert bis 1 5 mg zu 88 deaktiviert Chlordioxid auf einen Milliliter Speichel 85 In Organismen reagiert Chlordioxid leicht mit den Aminosauren Cystein und Tryptophan sowie freien Fettsauren 82 86 In einer Studie reagierte es jedoch kaum beziehungsweise nur langsam mit viraler RNA 87 88 oder der DNA von Sporen wesentlich langsamer als diese abgetotet wurden 89 Die antivirale Aktivitat konnte in einigen Fallen auf eine Abtrennung der viralen RNA vom Kapsid der Proteinhulle des Virus zuruckgefuhrt werden 90 91 Wahrend Chlordioxid gegen Viren Bakterien Sporen Schimmelpilze und sogar Prionen wirksam ist 82 zeigen einige Typen der sich langsamer vermehrenden Mykobakterien eine hohe Resistenz 92 Literatur BearbeitenH Sixta Handbook of Pulp VCH Wiley Weinheim 2006 ISBN 3 527 30999 3 S 741 742 englisch Stefan Wilhelm Wasseraufbereitung Chemie und chemische Verfahrenstechnik 7 Auflage Springer Verlag ISBN 978 3 540 25163 7 S 252 253 doi 10 1007 978 3 540 68887 7 eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche Seymour Stanton Block Disinfection sterilization and preservation Lippincott Williams amp Wilkins 2001 ISBN 0 683 30740 1 S 215 ff Weblinks Bearbeiten nbsp Commons Chlordioxid Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Wolfgang Roeske Die Desinfektion von Trinkwasser mit Chlor und Chlordioxid Wasser Luft und Boden 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