Diklorin monoksida

Artikel ini bukan mengenai klorin monoksida.

Diklorin monoksida, adalah suatu senyawa anorganik dengan rumus molekul Cl₂O. Senyawa ini pertama kali disintesis pada tahun 1834 oleh Antoine Jérôme Balard,^[2] yang komposisinya ditentukan bersama dengan Gay-Lussac. Dalam literatur lama senyawa ini terkadang dirujuk sebagai klorin monoksida,^[3] yang menimbulkan kebingungan karena nama tersebut saat ini merujuk pada spesi ClO yang netral.

Diklorin monoksida

Nama
Nama lain Oksigen diklorida Diklorin oksida Klorin(I) oksida Hipoklorit oksida Anhidrida hipoklorida
Penanda
Nomor CAS	7791-21-1 Y
Model 3D (JSmol)	Gambar interaktif
3DMet	{{{3DMet}}}
ChEBI	CHEBI:30198 Y
ChemSpider	23048 Y
Nomor EC
PubChem CID	24646
Nomor RTECS	{{{value}}}
CompTox Dashboard (EPA)	DTXSID50893909
InChI InChI=1S/Cl2O/c1-3-2 Y Key: RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N Y InChI=1/Cl2O/c1-3-2 Key: RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYAA
SMILES ClOCl
Sifat
Rumus kimia	Cl2O
Massa molar	86.9054 g/mol
Penampilan	gas kuning-kecoklatan
Titik lebur	−1.206 °C (−2.139 °F; −933 K)
Titik didih	20 °C (68 °F; 293 K)
Kelarutan dalam air	sangat larut, hidrolisis 143 g Cl2O per 100 g air
Kelarutan dalam pelarut lainnya	larut dalam CCl4
Struktur
Momen dipol	0.78 ± 0.08 D
Termokimia
Entropi molar standar (So)	265.9 J K−1 mol−1
Entalpi pembentukan standar (ΔfHo)	+80.3 kJ mol−1
Bahaya
Lembar data keselamatan	[1]
Senyawa terkait
Kation lainnya	Dinitrogen monoksida, dibromin monoksida, air
Senyawa terkait	Oksigen difluorida, klorin dioksida
Kecuali dinyatakan lain, data di atas berlaku pada suhu dan tekanan standar (25 °C [77 °F], 100 kPa).
Y verifikasi (apa ini YN ?)
Referensi

Ketika dalam suhu ruangan, senyawa ini hadir sebagai gas berwarna kuning-kecoklatan yang larut baik dalam air dan pelarut organik. Secara kimiawi, senyawa ini merupakan anggota senyawaan klorin oksida, dan juga merupakan anhidrida dari asam hipoklorit. Senyawa ini merupakan pengoksidasi kuat dan agen pengklorinasi.

Preparasi

Metode sintesis senyawa ini sebelumnya dilakukan dengan memperlakukan raksa(II) oksida dengan gas klorin.^[3] Namun metode ini cukup mahal, serta sangat berbahaya akibat risiko keracunan raksa.

${\displaystyle 2\mathrm {Cl_{2}} +\mathrm {HgO} \rightarrow \mathrm {HgCl_{2}} +\mathrm {Cl_{2}O} }$

Sebuah metode produksi yang aman dan lebih nyaman dilakukan dengan mereaksikan gas klorin dengan natrium karbonat hidrat, pada suhu 20-30 °C.^[3]

${\displaystyle 2\mathrm {Cl_{2}} +2\mathrm {Na_{2}CO_{3}} +\mathrm {H_{2}O} \rightarrow \mathrm {Cl_{2}O} +\mathrm {NaHCO_{3}} +2\mathrm {NaCl} }$

${\displaystyle 2\mathrm {Cl_{2}} +2\mathrm {Na_{2}CO_{3}} \rightarrow \mathrm {Cl_{2}} +2\mathrm {CO_{2}} +2\mathrm {NaCl} +\mathrm {H_{2}O} }$

Reaksi ini dapat dilakukan dengan ketiadaan air namun memerlukan pemanasan hingga suhu 150-250 °C; karena diklorin monoksida tidak stabil pada suhu tersebut^[4] senyawa ini harus secara kontinu dihilangkan untuk mencegah dekomposisi termal.

${\displaystyle 2\mathrm {Cl_{2}} +\mathrm {Na_{2}CO_{3}} \rightarrow \mathrm {Cl_{2}O} +\mathrm {CO_{2}} +2\mathrm {NaCl} }$

Struktur

Struktur diklorin monoksida serupa dengan air dan asam hipoklorit, dengan molekulnya mengadopsi geometri molekul tekuk karena pasangan elektron sunyi pada oksigen; yang menghasilkan simetri molekul C_2V. Sudut ikatan senyawa ini sedikit besar daripada normalnya, sepertinya dikarenakan tarikan sterik antara atom klorin yang meruah.

• 
• 
• 

Dalam keadaan padat, senyawa ini mengkristal dalam grup ruang tetrahedral I4₁/amd, membuatnya isostruktur dengan bentuk air bertekanan tinggi, es VIII.^[5]

Reaksi

Diklorin monoksida sangat larut dalam air,^[6] di mana senyawa ini hadir dalam kesetimbangan dengan HOCl. Laju hidrolisisnya cukup lambat untuk membiarkan ekstraksi Cl₂O dengan pelarut organik seperti CCl₄,^[3] namun konstanta kesetimbangannya sangat mengarah pada pembentukan asam hipoklorit.^[7]

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

Meskiun demikian, senyawa ini mungkin merupakan spesi aktif dalam reaksi antara HOCl dengan olefin dan senyawa aromatik,^[8][9] serta dalam klorinasi air minum.^[10]

Fotokimia

Diklorin monoksida mengalami fotodisosiasi, yang menghasilkan pembentukan O₂ dan Cl₂. Proses ini utamanya berbasis pada radikal, dengan fotolisis cepat yang memperlihatkan bahwa radikal hipoklorit (ClO·) merupakan zat antara yang penting.^[11]

2 Cl₂O → 2 Cl₂ + O₂

Sifat eksplosif

Diklorida monoksida bersifat eksplosif, meskipun tidak ada penelitian modern mengenai perilaku ini. Campuran senyawa ini dengan oksigen pada suhu kamar tidak mampu diledakkan oleh lucutan listrik sampai setidaknya mengandung 23,5% Cl₂O.^[12] yang melampaui batas ledakan minimum. Terdapat laporan yang bertentangan mengenai paparan cahaya kuat yang dikatakan mampu meledakkan senyawa ini.^[13][14] Pemanasan senyawa ini pada suhu di atas 120 °C, atau pemanasan cepat pada suhu rendah juga memungkinkan pada timbulnya ledakan.^[3] Diklorin monoksida cair dilaporkan sensitif terhadap guncangan.^[15]

Referensi

1. "CHLORINE MONOXIDE". CAMEO Chemicals (dalam bahasa Inggris). National Oceanic and Atmospheric Administration. Diakses tanggal 12 Mei 2015.
2. Balard, A.J. (1834). "Recherches sur la nature des combinaisons décolorantes du chlore" [Investigations into the nature of bleaching compounds of chlorine]. Annales de Chimie et de Physique. 2nd series (dalam bahasa Prancis). 57: 225–304.
3. Renard, J. J.; Bolker, H. I. (1 August 1976). "The chemistry of chlorine monoxide (dichlorine monoxide)". Chemical Reviews. 76 (4): 487–508. doi:10.1021/cr60302a004.
4. Hinshelwood, Cyril Norman; Prichard, Charles Ross (1923). "CCCXIII.—A homogeneous gas reaction. The thermal decomposition of chlorine monoxide. Part I". Journal of the Chemical Society, Transactions. 123: 2730. doi:10.1039/CT9232302730.
5. Minkwitz, R.; Bröchler, R.; Borrmann, H. (1 Januari 1998). "Tieftemperatur-Kristallstruktur von Dichlormonoxid, Cl₂O". Zeitschrift für Kristallographie (dalam bahasa Jerman). 213 (4): 237–239. doi:10.1524/zkri.1998.213.4.237.
6. Davis, D. S. (1942). "Nomograph for the Solubility of Chlorine Monoxide in Water". Industrial & Engineering Chemistry (dalam bahasa Inggris). 34 (5): 624–624. doi:10.1021/ie50389a021.
7. Aylett, disusun oleh A.F. Holleman ; dilanjutkan oleh Egon Wiberg ; diterjemahkan oleh Mary Eagleson, William Brewer ; direvisi oleh Bernhard J. (2001). Inorganic chemistry (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-1 ed. Inggris, [disunting] oleh Nils Wiberg.). San Diego, Calif. : Berlin: Academic Press, W. de Gruyter. hlm. 442. ISBN 9780123526519.
8. Swain, C. Gardner; Crist, DeLanson R. (1 Mei 1972). "Mechanisms of chlorination by hypochlorous acid. The last of chlorinium ion, Cl+". Journal of the American Chemical Society. 94 (9): 3195–3200. doi:10.1021/ja00764a050.
9. Sivey, John D.; McCullough, Corey E.; Roberts, A. Lynn (1 Mei 2010). "Chlorine Monoxide (Cl₂O) and Molecular Chlorine (Cl₂) as Active Chlorinating Agents in Reaction of Dimethenamid with Aqueous Free Chlorine". Environmental Science & Technology. 44 (9): 3357–3362. doi:10.1021/es9038903.
10. Powell, Steven C. (1 Mei 2010). "The active species in drinking water chlorination: the case for Cl₂O". Environmental Science & Technology. 44 (9): 3203–3203. doi:10.1021/es100800t.
11. Basco, N.; Dogra, S. K. (22 Juni 1971). "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): 401–415. doi:10.1098/rspa.1971.0112.
12. Cady, George H.; Brown, Robert E. (September 1945). "Minimum Explosive Concentration of Chlorine Monoxide Diluted with Oxygen". Journal of the American Chemical Society. 67 (9): 1614–1615. doi:10.1021/ja01225a501.
13. Iredale, T.; Edwards, T. G. (April 1937). "Photoreaction of Chlorine Monoxide and Hydrogen". Journal of the American Chemical Society. 59 (4): 761–761. doi:10.1021/ja01283a504.
14. Wallace, Janet I.; Goodeve, C. F. (1 Januari 1931). "The heats of dissociation of chlorine monoxide and chlorine dioxide". Transactions of the Faraday Society. 27: 648. doi:10.1039/TF9312700648.
15. Pilipovich, Donald.; Lindahl, C. B.; Schack, Carl J.; Wilson, R. D.; Christe, Karl O. (1972). "Chlorine trifluoride oxide. I. Preparation and properties". Inorganic Chemistry. 11 (9): 2189–2192. doi:10.1021/ic50115a040. ISSN 0020-1669.