二氧化氯化学性质
一、二氧化氯的物理性质
二氧化氯常温下是黄绿色或橘红色气体,二氧化氯蒸气在外观和味道上酷似氯气,有窒息性臭味;在冷却并超过-40℃时,为深红色(或红褐色)液体;温度低于-59℃时为橙黄色固体。
二氧化氯的浓蒸气超过大气压强41Kpa时爆炸,即在40Kpa压强时爆炸;当溶液中二氧化氯浓度高于10%(Wt/V)或空气中大于10%(V/V)时,易发生低水平爆炸,在有机蒸气存在下,这种爆炸可能变得强烈。压缩或贮存二氧化氯的一切尝试无论是单独或同其他气体结合,在商业上均未成功。因为它的爆发危险,二氧化氯必须在使用地点制造。
二氧化氯不稳定,受热或遇光易分解成氧和氯,引起爆炸;遇到有机物等能促进氧化作用的物质时也可产生爆炸。气体二氧化氯用空气冲稀到10%(V/V)以下的浓度时较为安全;二氧化氯水溶液的浓度低于大约8~10g/L,将不产生足够引起爆炸危险的高蒸气压。在水处理的实践中,二氧化氯浓度很少超过4g/L,处理水平一般在0.1到5.0mg/l这样的范围内。
二氧化氯气体易溶于水,其溶解度约是氯气的5倍,溶解中形成黄绿色的溶液,具有与氯气近似的辛辣的刺激性气味。25℃平衡时液相中二氧化氯的浓度是气相中23倍。同氯气在水中水解相反,二氧化氯在水中不能水解到任何显著的数量,反而作为溶解的气体保留在溶液中。二氧化氯溶液稍微酸化(PH=6)即由于抑制了它的歧化而加强了稳定性。二氧化氯溶于冰醋酸、四氯化碳中,在四氯化碳中具有顺磁性;易被硫酸吸收,但与硫酸不起反应。
二、二氧化氯的化学性质
二氧化氯系一强氧化剂,与很多物质能发生剧烈反应。二氧化氯腐蚀性也很强,能与Zn、Ca、Al、Mg、Ni等反应生成相应的亚氯酸盐,耐腐蚀材料有白金、铊、钛、高硅铁、陶瓷器、聚氯乙烯、聚酯、氟树脂等。二氧化氯在正4价态下具有强氧化能力,能与许多有机和无机化合物发生氧化还原反应;而氯与二氧化氯较之,氧化能力弱很多,且与有机化合物反应多是取代或加成反应。
三、二氧化氯特点和应用范围
二氧化氯是联合国世界卫生组织确认的一种安全、高效、广谱、强力杀菌剂,其有效氯是氯气的2.63倍,杀菌能力是氯气的5倍,是次氯酸钠的50倍以上,它可以杀灭一切微生物,包括细菌繁殖体、分支杆菌,尤其对甲肝、乙肝、伤寒、脊髓灰质及艾滋病毒有良好的杀灭和抑制效果,并且还具有以下几个特点:
1、 在多种常用消毒剂中,在相同时间内达到同样杀菌效果所需药剂浓度,二氧化氯是最低的,它对细胞壁有较强的吸附能力,能有效地氧化细胞内含巯基的酶,从而抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物;
2、 二氧化氯在水中扩散速度和渗透能力都很强,且有持久杀菌能力,实际应用表明在0.5PPm时对大肠杆菌保持99%的杀灭率,能保持12小时以上;
3、 经口毒性试验表明,二氧化氯属无毒品,积累性试验结论为弱蓄积性物质,使用非常安全,而且它不与水体中的有机物作用生成三卤甲烷等致癌物质,对高等动物细胞、精子及染色体无致癌、致畸、致突变作用。
二氧化氯应用领域很广。常用于自来水、医院污水、工业循环冷却水、泳池水、水产养殖水等水体的杀菌消毒和灭藻除异味等;也用于对含氰、硫、硫化物、硫醇、酚、苯等水体及印染废水的处理;由于它具有很强的氧化性还可用于去除水体中铁、锰等金属离子。
二、二氧化氯(ClO2)的化学性质
1、 二氧化氯对锰的氧化
二氧化氯能够把水中还原态铁、锰氧化成不溶于水的高价态铁、锰,即:
2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2+12H++2Cl-
ClO2+5Fe(HCO3)2+13H2O=5Fe(OH)3+10CO32-+Cl-+21H+
2 、二氧化氯对硫化物的氧化
二氧化氯在pH值5~9的区间内,很快将硫化物(S2-)氧化成硫酸盐(SO42-),即:
8ClO2+5S2-+4H2O=5SO42-+8Cl-+8H+
3、二氧化氯对氰化物的氧化
二氧化氯可以将氰化物氧化成二氧化碳和氮,即:
2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-
4 、二氧化氯对苯酚的氧化
二氧化氯与酚类化合物的反应是“氧化还原反应”,所以不会形成氯代酚;而氯与酚类化合物所产生的是“取代反应”,所以会形成氯代酚。传统的氯消毒随着液氯投加量的增加,氯代酚的量随之增加,而投加二氧化氯时,则基本上不形成氯代酚。二氧化氯对苯酚的去除率明显优于液氯。
5 、二氧化氯对有机物的氧化
二氧化氯对有机物的氧化降解,与氯所不同的最大特点是不会生成有机氯代物。二氧化氯可以抑制三卤甲烷(THM)的形成,减少总有机卤的生成。
腐殖质是三卤甲烷的主要前驱物,腐殖质里黄腐酸(FA)的含量高达90%。研究表明,二氧化氯与黄腐酸几乎不生成氯仿,而液氯与黄腐酸反应,则会生成大量氯仿。而且,氯仿的生成量随着液氯的投加量和水中腐殖质含量的增加而增加。
6、 二氧化氯除臭、脱色作用
二氧化氯能够氧化去除酚类、硫化物等使水体产生臭味的物质,因此具有除臭作用。二氧化氯能够有效氧化导致水中产生颜色的有机物官能团,所以,有较好的脱色作用.
资料: 苯酚,又名石炭酸、羟基苯,是最简单的酚类有机物,一种弱酸。常温下为一种无色晶体。有毒。有腐蚀性,常温下微溶于水,易溶于有机溶液;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶,其溶液沾到皮肤上用酒精洗涤。暴露在空气中呈粉红色。化学特性: 一种重要的苯系中间体。又称石炭酸。低熔点(43℃)无色晶体 ,在空气中放置及光照下变粉红,有特殊气味,沸点181.84℃。对人有毒,有腐蚀性,要注意防止触及皮肤。工业上主要由异丙苯制得。苯酚产量大,1984年,世界总生产能力约为5兆吨。苯酚用途广泛。第一次世界大战前,苯酚的唯一来源是从煤焦油中提取。目前绝大部分是通过合成方法得到。有磺化法、氯苯法、异丙苯法等方法。分子结构: 苯环上的C原子以sp2杂化轨道成键,O原子以sp2杂化轨道成键。苯酚主要用于制造酚醛树脂 ,双酚A及己内酰胺。其中生产酚醛树脂是其最大用途 ,占苯酚产量一半以上 。此外,有相当数量的苯酚用于生产卤代酚类。从一氯苯酚到五氯苯酚,它们可用于生产2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-滴)和2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5-涕)等除草剂;五氯苯酚是木材防腐剂;其他卤代酚衍生物可作为杀螨剂、皮革防腐剂和杀菌剂 。由苯酚所制得的烷基苯酚是制备烷基酚-甲醛类聚合物的单体,并可作为抗氧剂、非离子表面活性剂、增塑剂、石油产品添加剂。苯酚也是很多医药(如水杨酸、阿司匹林及磺胺药等)、合成香料、染料(如分散红3B)的原料。此外,苯酚的稀水溶液可直接用作防腐剂和消毒剂。分子式C6H5OH,比重1.071,熔点43℃,沸点182℃,燃点79℃。无色结晶或结晶熔块,具有特殊气味(与浆糊的味道相似)。置露空气中或日光下被氧化逐渐变成粉红色至红色,在潮湿空气中,吸湿后,由结晶变成液体。酸性极弱(弱于H2CO3,即碳酸),有毒,有强腐蚀性。[皮肤接触纯PhOH会变白,然后变黑,腐蚀性极强,要注意安全。室温微溶于水,能溶于苯及碱性溶液,易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油等有机溶剂中,难溶于石油醚。常用于测定硝酸盐、亚硝酸盐及作有机合成原料等.实验室可用溴(生成白色沉淀2,4,6-三溴苯酚,十分灵敏)及FeCl3 (生成[Fe(C6H5O)6]3-络离子呈紫色)检验。物理性质:性状 无色针状结晶或白色结晶熔块。瓶口的苯酚显粉红色,原因是被空气中的氧气氧化。有特殊的臭味和燃烧味,极稀的溶液具有甜味。熔点 43℃沸点 181.7℃凝固点 41℃相对密度 1.071g/cm3折射率 1.54178闪点 79.5℃溶解性 在水中溶解性不大,但当温度高于65°C时,则能与水混容。易溶于乙醇、乙醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、挥发油、固定油、强碱水溶液。几乎不溶于石油醚。苯酚的显色反应:与三价铁离子反应6C6H5OH + Fe3+ →6H+ +[Fe(C6H5O)6]3-(紫色配离子)。该反应十分灵敏,可以用于苯酚和铁离子的互相检验。苯酚的其他反应: 钠与苯酚反应的实验苯酚在通常温度下是固体,与钠不难顺利发生反应,如果采用加热熔化苯酚,再加入金属钠的方法进行实验,苯酚易被氧化,在加热时苯酚颜色发生变化而影响实验效果。本人在教学中采取下面的方法实验,操作简单,取得了满意的实验效果。在一支试管中加入2~3毫升无水乙醚,取黄豆粒大小的一块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油,放入乙醚中,可以看到钠不与乙醚发生反应。然后再向试管中加入少量苯酚,振荡,这时可观察到钠在试管中迅速反应,产生大量气体。这一实验的原理是苯酚溶解在乙醚中,使苯酚与钠的反应得以顺利进行。 溴水与苯酚反应的实验苯酚与溴水反应生成白色沉淀(三溴苯酚)。注意:必须要加过量溴水并且是浓溴水.因为少量溴水生成物溶于苯酚,而如果不是浓溴水则不生成沉淀。
不同官能团的活化作用是不同的,像甲基和羟基之类的活化的是邻位和对位,而酯基和硝基之类的活化的是间位,另外化学老师有强调过,不同官能团在活化不同位置的同时也会抑制其它位置,所以活化了邻对位间位就会被抑制,活化了间位邻对位就会被抑制,你要取代被抑制的位置比你取代不活化的分子还难,因而你是不可能得到间位的取代物的.
a)羟基乙酸与碱反应生成羟基乙酸盐;
b)羟基乙酸盐与醇的金属盐反应生成羟基乙酸二价盐。
反应式如下:
hoch2cooh+mx→hoch2coom;
hoch2coom+rom'→m'och2coom+roh;
其中,mx为碱,所述碱可以为本领域技术人员熟知的碱性化合物,本发明优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾,更优选为氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠,最优选为氢氧化钠。
rom'为醇的金属盐,所述醇的金属盐优选为c1~8的醇的钾盐或钠盐,更优选为甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、异辛醇钠或异辛醇钾。
步骤a)中,当碱为一元碱时,羟基乙酸与碱的摩尔比优选为1:(0.98~1.02),更优选为1:1;当碱为二元碱时,羟基乙酸与碱的摩尔比优选为1:(0.49~0.51),更优选为1:0.5。
羟基乙酸与碱的反应温度优选为20~60℃,更优选为20~40℃。所述反应的时间优选为0.2~1h,更优选为0.4~0.6h。
羟基乙酸与碱反应完毕,优选减压蒸出其中的水。本发明优选的,将反应液减压蒸干至水分≤0.3%。
步骤b)中,羟基乙酸盐与醇的金属盐的摩尔比优选为1:(1~1.2),更优选为1:(1~1.1),最优选为1:(1.02~1.04);羟基乙酸盐与醇的金属盐中的金属阳离子,即m和m',可以相同也可以不同,为便于生产处理通常选用相同的金属阳离子。
所述羟基乙酸盐与醇的金属盐的反应温度优选为20~60℃,更优选为20~40℃。所述反应的时间优选为0.5~1.5h。
然后将所述羟基乙酸二价盐与1,2,4-三氯苯在催化剂的作用下,进行反应,制备2,4-二氯苯氧乙酸盐,反应方程式如下:
所述催化剂优选为四丁基溴化铵、三辛基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵和三乙基苄基氯化铵中的一种或多种,更优选为三乙基苄基氯化铵。
所述1,2,4-三氯苯与羟基乙酸二价盐的摩尔比优选为1:(1~1.4),更优选为1:(1~1.1),最优选为1:(1.02~1.06)。
所述催化剂的用量优选为1,2,4-三氯苯重量的0.1%~1%。
所述1,2,4-三氯苯与羟基乙酸二价盐的反应温度优选为40~160℃,更优选为60~120℃。所述反应的时间优选为2~4h。
制备得到2,4-二氯苯氧乙酸盐后,对其进行酸化,即可得到2,4-二氯苯氧乙酸。
具体的,将2,4-二氯苯氧乙酸盐与酸反应即可。
所述酸可以为盐酸、硫酸、硝酸、甲酸等本领域常规酸性化合物,优选为盐酸或硫酸,最优选为硫酸。
所述酸化的温度优选为40~100℃,更优选60~80℃。
所述酸化中,反应液的ph值优选为0~2。
即加入酸至反应液ph值为0~2。
与现有技术相比,本发明提供了一种2,4-二氯苯氧乙酸的制备方法,包括以下步骤:a)式(ⅰ)所示的羟基乙酸二价盐与1,2,4-三氯苯在催化剂的作用下,反应生成式(ⅱ)所示的2,4-二氯苯氧乙酸盐;b)2,4-二氯苯氧乙酸盐酸化,得到2,4-二氯苯氧乙酸。本发明创造性的使用1,2,4-三氯苯代替苯酚和氯代苯酚,与羟基乙酸盐经过缩合反应,制得2,4-二氯苯氧乙酸盐,然后水解制得2,4-二氯苯氧乙酸,该方案有效避免了苯酚或氯代苯酚的使用,解决了操作场所和产出的三废存在的异味问题,大幅改善了生产场所的操作环境,具有良好的环保效益,同时反应具有较高的收率和纯度。
正解,望采纳!谢谢!
考试时,同分异构体的书写,都会限制条件的,不会让你有机会——写出很多莫名其妙的物质来的。
我说的是正规的高考。不包括各地的模拟卷的命题。