Loading AI tools
composto chimico Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
L'anidride ipoclorosa o monossido di dicloro è un composto inorganico binario del cloro monovalente con l'ossigeno ed è anche il più semplice ossido del cloro,[1] avente formula Cl2O. Fu sintetizzata per la prima volta nel 1834 da Antoine Jérôme Balard[2], che insieme a Gay-Lussac ne determinò anche la composizione. Per reazione con l'acqua dà l'acido ipocloroso HOCl. Nella letteratura meno recente è a volte indicato come monossido di cloro[3], il che può essere fonte di confusione poiché quel nome ora si riferisce propriamente alla specie radicalica [ClO]·, un inquinante dannoso per lo strato di ozono.[4]
| Anidride ipoclorosa | |
|---|---|
 | |
| |
| Nome IUPAC | |
| Ossido di dicloro | |
| Nomi alternativi | |
| anidride ipoclorosa, ossido di cloro(I) | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | Cl2O |
| Peso formula (u) | 86,9054 |
| Aspetto | gas giallo-marrone |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 232-243-5 |
| PubChem | 24646 |
| SMILES | O(Cl)Cl |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Solubilità in acqua | 143,6 g/100 g di H2O |
| Temperatura di fusione | −120,6 C° (153 K) |
| Temperatura di ebollizione | 2,2 C° (275 K) |
| Proprietà termochimiche | |
| ΔfH0 (kJ·mol−1) | +80,3 KJ/mol |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Simboli di rischio chimico | |
  
| |
A temperatura ambiente si presenta come un gas giallo-marrone di odore penetrante e sgradevole, mentre prende un colore marrone scuro allo stato liquido. È un ossidante e un clorurante (vedi sez. Reazioni), piuttosto instabile e molto reattivo, sensibile agli urti e facilmente esplosivo se riscaldato,[5] specialmente se viene a contatto con sostanze organiche; mescolato all'ammoniaca reagisce esplosivamente;[6] è inoltre sensibile alla luce.[7] Anche per questo è incompatibile con molti solventi, sebbene quelli perclorurati o perfluorurati non vengano attaccati: Il tetracloruro di carbonio, dove ha una notevole solubilità, è quello comunemente impiegato, ma anche CCl3−CF3 è stato usato per alcune misure.[8]
L'anidride ipoclorosa, come pure gli altri monossidi di dialogeno X2O, è un composto endotermico, ΔHƒ° = 80,3 kJ/mol,[9] ed anche endoergonico, ΔGƒ° = 88,7 kJ/mol,[10] per cui la sua dissociazione in Cl2 e O2, che sono anch'essi sostanze ossidanti e comburenti, è favorita.
Questa è un'anidride molto solubile in acqua,[11] 143,6 g/100 g (~16,52 m),[12] con reazione esotermica, dove dà luogo ad equilibri di idratazione e di reazione con essa per dare il suo acido corrispondente, l'acido ipocloroso (HClO), un acido assai debole (pKa = 7,54[13]). Diversamente dal caso di altre anidridi gassose che in acqua si idratano parzialmente, come CO2 e SO2, nell'equilibrio di Cl2O in soluzione gran parte di essa viene convertita nel suo corrispondente acido HClO:[10][14]
con entalpia standard di reazione
Il primo metodo di sintesi consisteva nel trattare l'ossido di mercurio(II) con cloro gassoso[3]. Tuttavia, questo metodo è costoso, oltre che pericoloso a causa del rischio di avvelenamento da mercurio:
Un metodo di produzione più sicuro e conveniente è la reazione del cloro gassoso con carbonato di sodio idrato a 20-30 °C[3]:
Questa reazione può essere eseguita in assenza di acqua ma richiede il riscaldamento a temperature di 150-250 °C; poiché l'anidride ipoclorosa è instabile a queste temperature[15], deve essere continuamente rimossa per evitare la decomposizione termica:
Ancora un altro metodo è il seguente: una piccola quantità di anidride ipoclorosa può essere prodotta facendo passare del cloro perfettamente anidro sull'ossido mercurico (HgO) a 0 °C:
La molecola dell'anidride ipoclorosa, come quella dell'acqua e quella dell'acido ipocloroso, è angolare, come previsto dal modello VSEPR (molecola del tipo (AX2E2) e dalla teoria del legame di valenza, per la quale l'ossigeno centrale è ibridato sp3,[16] quindi con geometria pseudo-tetraedrica ed angoli di legame idealmente di 109,5°. Essendo l'ossigeno più elettronegativo del cloro, esso porta una parziale carica negativa, compensata dalle due cariche parziali positive su i due Cl (δ+Cl–O2δ––Clδ+). Ad influenzare l'angolo Cl–O–Cl concorrono la repulsione tra le coppie solitarie su O e le coppie di legame Cl–O, che tende a farlo restringere; la repulsione tra i due atomi di Cl che si trovano ad una distanza (279,3 pm)[17] che è molto inferiore al doppio dei loro raggi di van der Waals (358-380 pm);[18] infine, la presenza sui clori di cariche parziali dello stesso segno crea anch'essa un'azione repulsiva.
Sperimentalmente, da un'indagine spettroscopica rotazionale nelle microonde,[17] si trova che l'angolo Cl–O–Cl, che risulta dal compromesso delle influenze dei fattori sopra menzionati, è di 110,88°; la lunghezza Cl–O è di 169,6 pm, molto simile alla somma dei raggi covalenti di O e Cl (168 pm). La simmetria molecolare, come nel caso dell'acqua, è C2v.[19] Nonostante la differenza di elettronegatività tra O e Cl (0,28) sia qui molto più piccola che tra O e H (1,24), il momento dipolare della molecola è notevole, 1,69 D,[20] solo poco inferiore a quello di H2O (1,86 D).
Allo stato solido, Cl2O cristallizza nel gruppo spaziale tetraedrico I41/amd, essendo quindi isostrutturale con la forma cristallina dell'acqua ad alta pressione, il ghiaccio VIII.[21]
Il potenziale di ionizzazione normale di Cl2O ammonta a 10,91 ± 0,02 eV,[22] un valore minore di quello di Cl2 (11,481 eV).[23]
L'affinità elettronica è l'energia rilasciata da una specie chimica in fase gassosa quando acquisisce un elettrone ed è correlata in generale al potere di una specie chimica di strappare elettroni ad altre specie e quindi al suo potere ossidante.[24][25][26] Per Cl2O è calcolata essere 3,12 eV,[27] che è un valore ben maggiore di quello relativo al cloro molecolare (Cl2), pari a 2,50 eV.[28] Questo è in accordo qualitativo con il maggior potenziale di riduzione in ambiente acido di HOCl (Cl+1, come in Cl2O), rispetto a quello di Cl2 (Cl0), per dare Cl−: +1,484 V contro +1,358 V.[29]
L'anidride ipoclorosa è altamente solubile in acqua,[30] dove esiste in equilibrio con HOCl. La velocità della reazione di idrolisi è abbastanza bassa da consentire l'estrazione di Cl2O con solventi organici come il tetracloruro di carbonio (CCl4),[3] ma la costante di equilibrio favorisce la formazione di acido ipocloroso (HOCl).[31]
Nonostante ciò, è stato suggerito che l'anidride ipoclorosa possa essere la specie attiva nelle reazioni di HOCl con olefine e composti aromatici,[32][33] nonché nella clorazione dell'acqua potabile.[34]
L'anidride ipoclorosa reagisce con gli alogenuri e ossoalogenuri metallici, con la perdita di Cl2, per formare ossoalogenuri insoliti:[3][35][36]
Reazioni simili sono state osservate anche con alcuni alogenuri inorganici:[38][39]
L'anidride ipoclorosa è un agente clorurante efficace. Può essere utilizzata sia per la clorurazione della catena laterale che sull'anello di substrati aromatici disattivati[40]. Per gli aromatici attivati come i fenoli e gli eteri arilici reagisce principalmente per dare prodotti alogenati sull'anello[41].
L'anidride ipoclorosa subisce la fotolisi, formando ossigeno e cloro molecolari come prodotti finali:
Il processo è tipicamente radicalico, e la fotolisi flash mostra che il radicale ipoclorito [ClO]• è un intermedio chiave in questa trasformazione.[42]
L'anidride ipoclorosa è esplosiva, anche se mancano ricerche moderne su questo comportamento. Le miscele a temperatura ambiente con l'ossigeno non potevano essere fatte esplodere da una scintilla elettrica finché non contenevano almeno il 23,5% di Cl2O[43], che è un limite minimo di esplosività estremamente elevato. Ci sono rapporti contrastanti sul fatto che esploda per esposizione a una forte luce[44][45]. Anche il riscaldamento superiore a 120 °C, o un rapido riscaldamento a temperature inferiori, sembra portare a esplosioni[3]. È stato segnalato che l'anidride ipoclorosa liquida è sensibile agli urti[46].
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
