Пероксид хлора

Пероксид хлора​(I)​
Изображение химической структуры Изображение молекулярной модели
Общие
Систематическое
наименование		 Пероксид хлора​(I)​
Традиционные названия Перекись хлора
Хим. формула Cl2O2
Рац. формула Cl2O2
Физические свойства
Молярная масса 102.9 г/моль
Термические свойства
Температура
 • плавления –130 °C
Классификация
Рег. номер CAS 12292-23-8
PubChem 123287
SMILES
 
InChI
 
ChEBI 35927
ChemSpider 109895
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Перокси́д хло́ра — бинарное соединение хлора и кислорода с формулой Cl2O2, димер радикала оксида хлора ClO•. Относительно устойчив в твердом состоянии при температуре ниже –130 °С[1], при температурах от –130 °С до –50°С частично диссоциирует, находясь при этом в равновессии с радикалом ClO•[2]. Играет важную роль в процессах разрушения озонового слоя[3].

Получение

[править | править код]

В лабораторных условиях пероксид хлора получают в результате димеризации при температуре –60°С –(–80°С) радикала ClO•, который генерируют при облучении эксимерным лазером смеси хлора и озона в среде инертного газа (гелий, азот) при пониженном давлении (0,5–25 Торр)[2][4]:

Cl2 + hν → 2Cl•
Cl• + O3 → O2 + ClO•
2ClO• + M → ClOOCl + M.

где М – азот или гелий.

Получение перокисида хлора в чистом виде осложняется тем, что в условиях синтеза он всегда находится в равновесии с ClO•[4], высокая реакционная способность которого, особенно в отсутствие разрежения, определяет протекание различных быстрых побочных реакций, например:[3]

2ClO• →Cl2 + O2

2ClO• → •ClO2 + Cl•.

Наилучшим методом очистки пероксида хлора является вымораживание продуктов реакции хлора с озоном в ловушке при –130 °С с последующим удалением избытка хлора при пониженном давлении[1][3][4]. Полученный таким образом продукт представляет собой твердое светло-желтое вещество с температурой плавления около –130°С[1].

Роль в разрушении озонового слоя

[править | править код]

Пероксид хлора является одним из участников процесса разложения озона до кислорода в атмосфере, который происходит вследствие её загрязнения хлорсодержащими веществами[5]. При этом, на первой стадии радикалы хлора Cl•, образующиеся в атмосфере под действием УФ-излучения при диссоциации молекулярного хлора Cl2 , выступают катализатором реакции превращения озона в молекулярный кислород[3], которая протекает с образованием радикала оксида хлора ClO•:

Cl• + O3 → O2 + ClO•.

В условиях арктической стратосферы при температруре порядка –80 °С значительная часть образующихся радиалов ClO• димеризуется до пероксида хлора

2ClO• + M → ClOOCl + M,

который далее под действием УФ-излучения способен диссоциировать по связи Cl–O, высвобождая радикалы Cl•, что делает процесс циклическим[2]

ClOOCl + hν → Cl• + ClOО•,

ClOО• + M → O2 + Cl• + M,

где М – азот.

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 3 Marc von Hobe, Fred Stroh, Helmut Beckers, Thorsten Benter, Helge Willner. The UV/Vis absorption spectrum of matrix-isolated dichlorine peroxide, ClOOCl (англ.) // Physical Chemistry Chemical Physics. — 2009. — Vol. 11, iss. 10. — P. 1571. — ISSN 1463-9076. — doi:10.1039/b814373k.
  2. ↑ 1 2 3 James B. Burkholder, John J. Orlando, Carleton J. Howard. Ultraviolet absorption cross sections of chlorine oxide (Cl2O2) between 210 and 410 nm (англ.) // The Journal of Physical Chemistry. — 1990-01. — Vol. 94, iss. 2. — P. 687–695. — ISSN 0022-3654. — doi:10.1021/j100365a033.
  3. ↑ 1 2 3 4 Chen H. Y., Lien C. Y., Lin W. Y., Lee Y. T., Lin J. J. UV Absorption Cross Sections of ClOOCl Are Consistent with Ozone Degradation Models (англ.) // Science. — 2009. — Vol. 324, iss. 5928. — P. 781–784. — ISSN 0036-8075. — doi:10.1126/science.1171305. — Bibcode: 2009Sci...324..781C. — PMID 19423825.
  4. ↑ 1 2 3 Francis D. Pope , Jaron C. Hansen, Kyle D. Bayes, Randall R. Friedl, Stanley P. Sander. Ultraviolet Absorption Spectrum of Chlorine Peroxide, ClOOCl (англ.) // The Journal of Physical Chemistry A : научный журнал. — 2007. — Vol. 111, iss. 20. — P. 4322–4332. — ISSN 1089-5639. — doi:10.1021/jp067660w. — Bibcode: 2007JPCA..111.4322P. — PMID 17474723.
  5. ↑ Jim J. Lin, Andrew F Chen, Yuan T. Lee. UV Photolysis of ClOOCl and the Ozone Hole (англ.) // Chemistry: An Asian Journal : научный журнал. — 2011. — Vol. 6, iss. 7. — P. 1664–1678. — ISSN 1861-4728. — doi:10.1002/asia.201100151. — PMID 21538907.