Como funciona el MMS - Dioxido de cloro

1. Cloro
Clorito
Dióxido de cloro
ANDORRA 24 de noviembre de 2012
Dra. Rocío Lapuente

2. El objetivo de esta presentación es dar a conocer el Cloro, como elemento de
la Tabla periódica y su estructura.
A partir de ahí se verán los diferentes estados de oxidación con los que se
encuentra y la estabilidad de los compuestos que forma en cada uno de ellos.
A continuación se verá la reacción de activación del NaClO2, con ácido (MMS)
y la razón electroquímica de porque se obtiene ClO2..
Se dan unas nociones de electroquímica para mejor comprensión.
Por último se presentan los resultados de las investigaciones llevadas a cabo
en laboratorio.

5. Configuración electrónica del Cl
1s22s22p63s23p5

6. ¿La configuración electrónica mas estable para el Cl?
CONSEGUIR LA CONFIGURACIÓN DE GAS NOBLE
La forma mas estable del Cl es la de Cl- (Cloruro)
_
1s22s22p63s23p6
CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DEL ARGON

7. Otras formas de conseguir la estructura de Gas Noble?
Formar moléculas del Cl2 a través de un enlace covalente

8. 1s22s22p63s23p5

9. 1s22s22p63s23p5
1s22s22p63s23p4
Cl+
Cl
1s22s22p63s23p2
Cl+3
1s22s22p63s2
Cl+5
1s22s22p6Cl+7
El Cl puede perder electrones….

10. Cl+
Cl+3
Cl+5
Cl+7
O-2
Cl2O
Cl2O3
Cl2O5
Cl2O7
Óxidos Ácidos
HClO
+ H2O /2
HClO2
HClO3
HClO4
Si se combina con
el oxígeno
Si los óxidos se
combinan con
agua…

11. HClO
HClO2
HClO3
HClO4
Ácido hipocloroso
Ácido cloroso
Ácido clórico
Ácido perclórico
ClO-
ClO2
-
ClO3
-
ClO4
-
Hipoclorito
Clorito
Clorato
Perclorato
Si los ácidos sustituyen los H+ por cationes metálicos se obtienen las
correspondientes sales

12. Percloratos son las sales del ácido perclórico HClO4
Los percloratos se utilizan en formulaciones en pirotecnia, en la
elaboración de explosivos y combustibles de cohetes. Además se emplean
como herbicidas.
Los percloratos se obtienen por oxidación anódica de los cloratos con
altas densidades de corriente eléctrica en electrodos de platino.
No esta en la naturaleza

13. Percloratos de Marte
http://www.experientiadocet.com/2012/08/sam-y-los-
percloratos-las-dificultades.html
En 2010 se encontraron percloratos en una amplia zona de la Antártida a nivel de
ppm (partes por millón); las circunstancias del descubrimiento implicarían que los
percloratos se forman naturalmente y de forma global en la Tierra y,
probablemente, en Marte.
En 2006, se propuso que en
suelos ricos en cloruros, estos
se convertían en percloratos
por la acción de la radiación
ultravioleta (que se piensa que
es particularmente importante
en la superficie marciana).

14. Cloratos son las sales del ácido clórico HClO3
Los Cloratos también se utilizan en formulaciones en pirotecnia, en la
elaboración de explosivos. Son mas inestables que los percloratos.
También se emplean como herbicidas.
Los cloratos se obtienen por oxidación anódica de los cloruros.
Debido a su elevado carácter
oxidante y su alta inestabilidad
asociada no se encuentran en la
naturaleza.
No esta en la naturaleza

15. Cloritos son las sales del ácido cloroso HClO2
La principal aplicación de cloritos (de sodio) es la generación de dióxido
de cloro para el blanqueo y para la desinfección
Una ventaja de esta aplicación, en comparación con el cloro, es que los
no se producen trihalometanos.

16. Clorito de sodio se obtiene indirectamente de clorato de sodio, NaClO3.
En primer lugar, se genera dióxido de cloro gas, ClO2 por la reducción de
clorato sódico en una solución de ácido fuerte .
El ClO2 gas es reducido con un agente reductor adecuado (por ejemplo,
cloruro de sodio, dióxido de azufre, o ácido clorhídrico).
H2SO4(aq) + NaClO3(s) → NaHSO4(aq) + HClO3(aq)
HClO3(aq) → 2ClO2(g) + HClO4(aq) + H2O(l)
El dióxido de cloro es absorbido en una solución alcalina y se reduce con
el peróxido de hidrógeno, H2O2 en la obtención del clorito de sodio (NaClO2).
2ClO2(g) + 2OH- → ClO2
-(aq) + ClO3
-(aq) + H2O(l)
ClO3
-(aq) + H2O2(l) → ClO2
-(aq) + H2O(l) + O2(g)
No esta en la naturaleza

17. Hipocloritos son las sales del ácido hipocloroso HClO
Los hipocloritos son los oxoaniones de cloro menos estables. Muchos
hipocloritos sólo existen en disolución, y no existen en forma pura, lo que
también le ocurre al propio ácido hipocloroso (HClO).
El hipoclorito de sodio, NaClO, se forma por dismutación de gas cloro que
se hace burbujear a través de una disolución diluida de hidróxido de sodio
a temperatura ambiente:
También puede hacerse por electrólisis de disoluciones de cloruro de sodio
No esta en la naturaleza

18. Cloro
El cloro libre es raro en la Tierra, y es generalmente el resultado de la
oxidación directa o indirecta por el oxígeno.
El elemento forma moléculas
diatómicas y es un gas de color
amarillo-verde.
Tiene la mayor afinidad electrónica y la tercera más alta electronegatividad de
todos los elementos, por esta razón, el cloro es un fuerte agente oxidante.

19. Cloruros son las sales del ácido Clorhídrico HCl o acido
Muriatico
El cloruro de sodio es el compuesto más común de cloro y ha sido conocido
desde la antigüedad.
Casi todo el cloro en la corteza de la Tierra se produce como cloruro de
diversos compuestos iónicos, como la sal de mesa.

20. Formación del Cloruro de Sodio: El sodio pierde un electrón y se convierte en un
ion de carga positiva. El Cloro acepta ese electrón y se convierte en un ion de carga
negativa y se produce una atracción electrostática entre ellos.

21. MMS
5 NaClO2 + 4HCitr ↔ 4 ClO2 + 5 NaCl + 4NaCitr + 2H2O
5 NaClO 2 + 4 HCl → 5 NaCl + 4 ClO 2 + 2 H 2 O
ClO2 + 1e- ↔ ClO2
- Eº = 0,954v.
ClO2
- + 2H2O + 4e- ↔ Cl- + 4OH- Eº = 0,76v.
BUSCANDO EN LAS TABLAS DE POTENCIALES…..
Clorito de sodio activado con Ácido clorhídrico o con
Ácido Cítrico, para obtener Dióxido de Cloro
En principio esta reacción no es espontanea en condiciones
normales

22. e-
Zn Cu
Zn2+
_
+
Cu2+
+
+e-
e-
e-
e-
electrodos
ANODO CATODO
Puente salino
(intercambio iones)
SO4
2-
SO4
2-
Zn2+
Cu2+
Se oxida
Vocal
N -
Sobre el se da la
reacción de
oxidación
Zn Pierde
electrones
Cu2+ Gana
electrones
Se reduce
Consonante
T +
Sobre el se da la
reacción de
reducción

23. Si consideramos la pila formada por los pares
Cu+2(1M)|Cu(s) E0
Cu+2|Cu= 0.340V
Zn+2(1M)|Zn(s) E0
Zn+2|Zn = -0.763V
Zn + Cu+2 → Zn+2 + CuPila electroquímica
+
El potencial estándar de una pila, E0
pila, es la diferencia de potencial o
voltaje de una pila formada por dos electrodos estándar. Se calcula
siempre del siguiente modo:
E0
pila = E0
cátodo - E0
ánodo
Potencial mas
positivo
Potencial menos
positivo

24. ClO2 + 1e- ↔ ClO2
- Eº = 0,954v.
ClO2
- + 2H2O + 4e- ↔ Cl- + 4OH- Eº = 0,76v.
+
ClO2
- + 2H2O + 4e- ↔ Cl- + 4OH- Eº = 0,76v.
Ecuación de Nerst
E = E0 - 0.059/n log
[C ]c [D]d
[A]a [B ]b
pH = 3 pOH = 11
E = 0,76 - 0.059/4 log
[Cl-] [OH-]4
[ClO2
- ]
Potencial mas
positivo
Potencial menos
positivo
Esta reacción no es posible en condiciones estandar
Permite calcular el
potencial en las
condiciones de
cada sistema

25. pH = 3 pOH = 11
E = 0,76 - 0.059/4 log
[Cl-] [OH-]4
[ClO2
- ]
E = 0,76 - 0.059/4 log
[Cl-] [10-11]4
[ClO2
- ]
E = 0,76 + 0.649 log
[Cl-]
[ClO2
- ]
E = 1.409 v
Si [Cl-] = 10 [ClO2
- ]
Al activar en medio ácido, cambia el pH. Para las
condiciones estandar [OH-]= 1, en nuestro caso
particular es 11
Cambia la
situación….

26. ClO2 + 1e- ↔ ClO2
- Eº = 0,954v.
ClO2
- + 2H2O + 4e- ↔ Cl- + 4OH- Eº ≈ 1.409v.
+
A pH ≤ 3
4
SUMAMOS
ClO2
- + 2H2O + 4e- ↔ Cl- + 4OH-
ClO2
- ↔ ClO2 + 1e-
ClO2
- + 2H2O + 4e- + 4ClO2
- ↔ Cl- + 4OH- + 4ClO2 + 4e-
A pH ≤ 3 Que es la reacción que conocemos, y que genera ClO2 e
ión Cloruro

27. ClO2
- + 2H2O + 4ClO2
- ↔ Cl- + 4OH- + 4ClO2
A pH ≤ 3
+ 4H+
+ 4H+
ClO2
- + 4H+ + 4ClO2
- ↔ Cl- + 2H2O + 4ClO2
5 ClO2
- + 4H+ ↔ 4ClO2 + Cl- + 2H2O
Eº ≈ “0,455”v.
Que es la reacción que conocemos, y que genera ClO2 e
ión Cloruro
Ajustando en medio ácido

28. ClO2
- y ClO2
Mm = 67,46 Mm = 67,46
GASProcede de una sal.
Ión en disolución
INCOLORO AMARILLO
Transparente a la UV
Max absorción a 366nm
(UV)
Características
Electrón desapareado.
MOLÉCULA PARAMAGNÉTICA

29. Las sustancias sin electrones desapareados
son repelidas
débilmente de los campos magnéticos.
ClO2
-
ClO2
Esta propiedad se llama diamagnetismo.
Las moléculas con uno o más electrones
no apareados son atraídas hacia un
campo magnético.
Este comportamiento
magnético se denomina
paramagnetísmo.
Si la sustancia es paramagnética, parecerá pesar más en el campo magnético; si es diamagnética, parecerá
pesar menos.

30. La controversia
ClO2 + 1e- ↔ ClO2
- Eº = 0,954v.
ClO2
- + 2H2O + 4e- ↔ Cl- + 4OH- Eº = 0,76v.
+
ClO2 + 1e- ↔ ClO2
- Eº = 0,954v.
ClO2
- + 2H2O + 4e- ↔ Cl- + 4OH- Eº ≈ 1.409v.
+
A pH ≤ 3
Si no hay clorato, no hay reacción de activación
A pH 3 o menos, es posible!!!!

31. “CURIOSAMENTE”
ClO3
- + 2H+ + e- ↔ ClO2 + H2O Eº = 1,152v
ClO2 + 1e- ↔ ClO2
- Eº = 0,954v.
+
PERO SI NO HAY CLORATO…. NO PUEDE DARSE
ESTA REACCIÓN
¡¡¡Se olvidaron de Nerst!!!!
No es cierto…

32. La controversia
El ClO2 no cura solo el ClO2
-
ClO2 + 1e- ↔ ClO2
- Eº = 0,954v.
5 ClO2
- + 4H+ ↔ 4ClO2 + Cl- + 2H2O
ClO2 + H+ +1e- ↔ HClO2 Eº = 1,277v.
HClO2 + 3 H+ + 4 e- ↔ Cl- + 2H2O Eº = 1,570v.
Eº ≈ “0,455”v.
No es cierto: cuando hay una de las dos espacies, se tienen las dos,
porque forman un equilibrio
En un medio muy muy ácido, consume los protones y pasa a
cloruro…no tóxico

33. NUESTRO OBJETIVO
Cuantificar las disoluciones de Clorito y de CDS
Problemas:
* La reacción de formación del ClO2 a partir del clorito (MMS) es un equilibrio
y dependerá del tiempo de activación.
• Las disoluciones generadas del ClO2 no tienen una concentración fija y no
se puede calcular la concentración de disoluciones diluidas.
• El gas se pierde con el tiempo y la concentración cambia.

34. ¿Qué ESTAMOS HACIENDO?
A partir de una disolución concentrada de ClO2 preparada por el método que
Andreas muestra en los videos,
VALORAMOS la concentración del ClO2 por retrovaloración:
Se pone en contacto el ClO2 con Yoduro potásico.
El yoduro, se oxida a yodo.
El yodo se valora con tiosulfato sódico
De las disoluciones valoradas se mide la transmitancia a 366nm en el
ESPECTROFOTÓMETRO

35. A T /1 %T
ppm
(ClO2) pH
1,21 0,061 6,1 71,55 3,68
0,95 0,111 11,1 55,35 3,85
0,85 0,141 14,1 47,25 3,89
0,74 0,1825 18,25 40,50 3,98
0,63 0,236 23,6 32,40 4,09
0,47 0,338 33,8 24,30 4,21
0,00 1 100
y = 64,679x - 7,1331
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
0,00 0,50 1,00 1,50
Series1
Lineal (Series1)
DATOS REALES->Ecuación de la recta
experimental

36. X=A Y=ppm (ClO2)
1,30 77,02
1,00 57,55
0,70 38,08
0,52 26,69
0,40 18,61
0,30 12,34
0,22 7,22
0,15 2,89 0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40
Series1
Protocolo 1000 activado 1 minuto:
71,40%T 0,15 de A 2,3ppm
DATOS Teóricos, extrapolados

37. X=A Y=ppm (ClO2)
mg (ClO2)en
100ml M (Moles/litro)
MOLECULAS
FISICAS REALES
1,30 77,02 7,70 1,14E-04 6,88E+20
1,00 57,55 5,75 8,53E-05 5,14E+20
0,70 38,08 3,81 5,64E-05 3,40E+20
0,52 26,69 2,67 3,96E-05 2,38E+20
0,40 18,61 1,86 2,76E-05 1,66E+20
0,30 12,34 1,23 1,83E-05 1,10E+20
0,22 7,22 0,72 1,07E-05 6,44E+19
0,15 2,89 0,29 4,28E-06 2,58E+19
+/- PROTOCOLO 1000->
25.800.000.000.000.000.000 moléculas físicas reales
Veinticinco con ocho trillones de moléculas

38. 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
33
36
39
42
45
48
51
54
57
60
63
66
69
72
75
78
81
84
87
90
93
96
99
110
125
Series1
1.- Se prepara una disolución de 750cc de HCl 0,1M pH=1 a 37ºC
2.-Se le añade una disolución preparada activando 6 gotas de NaClO2 con 6 gotas de
HCl al 5% durante un minuto y posteriormente se le añade agua hasta los 250cc.
ESTÓMAGO VIRTUAL
Al entrar en contacto con el HCl, 0,1M el
equilibrio se desplaza a la derecha y se genera
mucho más dióxido de cloro.

39. GRACIAS POR SU ATENCIÓN