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二酸化塩素

二酸化塩素の化学構造式

二酸化塩素Chlorine dioxideは,化学式 ClO2 で表される無機化合物です。

目次
  1. 1名称
  2. 2化学式と構造
  3. 3物質情報
  4. 4構成要素
  5. 5熱力学的性質
  6. 6溶解度
  7. 7危険有害性
  8. 8製法
  9. 9化学反応
  10. 10参考文献
  11. 11関連物質
  12. 12関連カテゴリ

名称

物質名称一覧

命名法
Nomenclature
名称
Name
代表的名称
Typical name
二酸化塩素
Chlorine dioxide
組成命名法
Compositional nomenclature
二酸化塩素
Chlorine dioxide
付加命名法
Additive nomenclature
ジオキシド塩素
Dioxidochlorine
別名
Other names
酸化塩素(IV)
Chlorine(IV) oxide

化学式と構造

化学式一覧

化学式名称
Formula name
化学式
Formula
代表的化学式
Typical formula
ClO2
分子式
Molecular formula
ClO2
組成式
Compositional formula
ClO2
構造式
Structural formula
二酸化塩素の化学構造式
構造式 (孤立電子対なし)
Structural formula with no lone pair
二酸化塩素の化学構造式 (孤立電子対なし)
その他の構造式
Other structural formulas
二酸化塩素の化学構造式 (二重結合表記)
二酸化塩素の化学構造式 (二重結合表記, 孤立電子対なし)
電子式 (ルイス構造式)
Lewis structure
二酸化塩素の電子式 (ルイス構造式)
電子式 (ルイス構造式, 色付き)
Colored Lewis structure
二酸化塩素の電子式 (ルイス構造式, 色付き)

物質情報

物質情報一覧

項目
Item
Value
名称
Name
二酸化塩素
Chlorine dioxide
化学式
Formula
ClO2
外観
Appearance
黄色の気体
Yellow gas
臭気
Odor
刺激臭
Pungent odor
モル質量
Molar mass
67.45 g/mol
密度
Density
2.960 g/L[1]
気体
2.757 g/L[2]
気体, 25°C
融点
Melting point
−59.6 °C[1]
−59 °C[2]
沸点
Boiling point
10.9 °C[1]
11 °C[2]

構成要素

構成原子

原子
Atom
名称
Name
酸化数
Oxidation state
個数
Number
Cl塩素+41
O酸素−22

原子の比率

原子
Atom
原子量
Atomic weight
個数
Number
原子比率
Atomic ratio
重量比率
Weight ratio
Cl35.45133.33%52.56%
O15.999266.67%47.44%
ClO原子比率
ClO重量比率

熱力学的性質

相転移特性

項目
Item
Value
融解熱
Enthalpy of fusion
蒸発熱
Enthalpy of vaporization
30 kJ · mol−1[1][2]
at 10.9°C
蒸発熱 (25°C)
Enthalpy of vaporization at 25°C
その他転移エンタルピー
Enthalpy of other transition

標準熱力学特性

状態
State
標準生成
エンタルピー
ΔfH°
kJ · mol−1
標準生成
ギブス
エネルギー
ΔfG°
kJ · mol−1
標準モル
エントロピー
S°
J · K−1 · mol−1
標準モル
定圧熱容量
Cp°
J · K−1 · mol−1
気体102.5[3]120.5[3]256.84[3]41.97[3]
水溶液 (非解離状態)74.9[3]120.1[3]164.8[3]

溶解度

溶解性

反応
Reactive
混和
Miscible
易溶
Very soluble
可溶
Soluble
微溶
Slightly soluble
難溶
Very slightly soluble
不溶
Insoluble

水への溶解度 (g/100 g)[1]

0°C10°C15°C
2.7668.7

水への溶解度 (g/100 g)[4]

0°C1°C5.7°C10°C15.3°C
2.7592.9484.216.0058.704

溶解度曲線 (g/100 g)

0°C20°C40°C60°C80°C100°C温度 (°C)02468溶解度 (g/100 g)

危険有害性

GHSラベル[5]

物理的危険性[5]

健康有害性[5]

環境有害性[5]

製法

非金属非金属の反応

非金属非金属が反応すると,二酸化塩素が生成する場合があります。

塩素酸素の反応
ΔrG241.0 kJ/mol
K0.60 × 10−42
pK42.22
塩素オゾンの反応
ΔrG70.2 kJ/mol
K0.50 × 10−12
pK12.30

還元性非金属酸化物の反応

還元性非金属酸化物が反応すると,二酸化塩素が生成する場合があります。

電気分解

液体を電気分解すると,二酸化塩素が生成する場合があります。

過塩素酸の電気分解
ΔrG258.0 kJ/mol
K0.63 × 10−45
pK45.20
過塩素酸の電気分解
ΔrG41.8 kJ/mol
K0.48 × 10−7
pK7.32

分解反応

熱分解性物質が分解すると,二酸化塩素が生成する場合があります。

亜塩素酸の分解
ΔrG229.2 kJ/mol
K0.70 × 10−40
pK40.15
亜塩素酸の分解
ΔrG−93.7 kJ/mol
K2.60 × 1016
pK−16.42
塩素酸アンモニウムの分解
ΔrG294.3 kJ/mol
K0.28 × 10−51
pK51.56
塩素酸アンモニウムの分解
ΔrG69.4 kJ/mol
K0.69 × 10−12
pK12.16

均化反応

塩化水素過塩素酸が反応すると,二酸化塩素が生成します。

塩化水素過塩素酸の反応
ΔrG451.8 kJ/mol
K0.70 × 10−79
pK79.15

化学反応

還元性非金属との反応

還元性非金属二酸化塩素が反応すると,単体/酸化物非金属酸化物が生成します。

水素二酸化塩素の反応
ΔrG−1189.5 kJ/mol
K2.46 × 10208
pK−208.39
炭素二酸化塩素の反応
ΔrG−1029.7 kJ/mol
K2.49 × 10180
pK−180.40
炭素二酸化塩素の反応
ΔrG−789.7 kJ/mol
K2.24 × 10138
pK−138.35
水素二酸化塩素の反応
ΔrG−854.5 kJ/mol
K5.03 × 10149
pK−149.70

還元性化学種との反応

還元性化学種二酸化塩素が反応すると,種々の生成物が生成します。

水素二酸化塩素の反応
ΔrG−246.0 kJ/mol
K1.25 × 1043
pK−43.10
マンガン二酸化塩素の反応
ΔrG−1171.3 kJ/mol
K1.60 × 10205
pK−205.20
スズ二酸化塩素の反応
ΔrG−1280.2 kJ/mol
K1.91 × 10224
pK−224.28
二酸化塩素の反応
ΔrG−675.7 kJ/mol
K2.39 × 10118
pK−118.38

酸化性化学種との反応

二酸化塩素酸化性化学種が反応すると,種々の生成物が生成します。

二酸化塩素硝酸の反応
ΔrG69.2 kJ/mol
K0.75 × 10−12
pK12.12
二酸化塩素硝酸の反応
ΔrG121.9 kJ/mol
K0.44 × 10−21
pK21.36

被酸化性化学種との反応

被酸化性化学種二酸化塩素が反応すると,種々の生成物が生成します。

被酸化性化学種との反応 (酸性条件下)

被酸化性化学種二酸化塩素水素イオンが反応すると,種々の生成物が生成します。

二酸化塩素の反応 (酸性条件下)
ΔrG−926.8 kJ/mol
K2.34 × 10162
pK−162.37
4Cu + 2ClO2二酸化塩素 + 8H+水素イオン
4Cu2+銅(II)イオン + Cl2塩素 + 4H2O
二酸化塩素の反応 (酸性条件下)
ΔrG−788.9 kJ/mol
K1.62 × 10138
pK−138.21
8Cu + 2ClO2二酸化塩素 + 8H+水素イオン
8Cu+銅(I)イオン + Cl2塩素 + 4H2O
ヨウ化カリウム二酸化塩素の反応 (酸性条件下)
ΔrG−710.5 kJ/mol
K2.98 × 10124
pK−124.47
8KIヨウ化カリウム + 2ClO2二酸化塩素 + 8H+水素イオン
8K+カリウムイオン + 4I2ヨウ素 + Cl2塩素 + 4H2O

難酸化性化学種との反応

難酸化性化学種二酸化塩素が反応すると,種々の生成物が生成します。

塩化水素二酸化塩素の反応
ΔrG−427.1 kJ/mol
K6.68 × 1074
pK−74.82
塩化水素二酸化塩素の反応
ΔrG−132.1 kJ/mol
K1.39 × 1023
pK−23.14

難酸化性化学種との反応 (酸性条件下)

難酸化性化学種二酸化塩素水素イオンが反応すると,種々の生成物が生成します。

塩化ナトリウム二酸化塩素の反応 (酸性条件下)
ΔrG−138.9 kJ/mol
K2.16 × 1024
pK−24.33
8NaCl塩化ナトリウム + 2ClO2二酸化塩素 + 8H+水素イオン
🔥
8Na+ナトリウムイオン + 5Cl2塩素 + 4H2O
二酸化塩素の反応 (酸性条件下)
8Au + 6ClO2二酸化塩素 + 24H+水素イオン
🔥
8Au3+金(III)イオン + 3Cl2塩素 + 12H2O
二酸化塩素の反応 (酸性条件下)
8Au + 2ClO2二酸化塩素 + 8H+水素イオン
🔥
8Au+金(I)イオン + Cl2塩素 + 4H2O
塩化ナトリウム二酸化塩素の反応 (酸性条件下)
ΔrG85.1 kJ/mol
K0.12 × 10−14
pK14.91
6NaCl塩化ナトリウム + 4ClO2二酸化塩素 + 6H+水素イオン
🔥
6Na+ナトリウムイオン + 5Cl2O一酸化二塩素 + 3H2O

水溶液の電気分解

二酸化塩素水溶液を電気分解すると,種々の生成物が生成します。

二酸化塩素水溶液の電気分解 (水=非酸化還元剤)
ΔrG−316.1 kJ/mol
K2.39 × 1055
pK−55.38
二酸化塩素水溶液の電気分解 (水=非酸化還元剤)
ΔrG−801.0 kJ/mol
K2.13 × 10140
pK−140.33
二酸化塩素水溶液の電気分解 (水≠反応物)
ΔrG−241.0 kJ/mol
K1.66 × 1042
pK−42.22
二酸化塩素水溶液の電気分解 (水=酸化剤)
ΔrG691.3 kJ/mol
K0.78 × 10−121
pK121.11
二酸化塩素水溶液の電気分解 (水=酸化剤)
ΔrG218.2 kJ/mol
K0.59 × 10−38
pK38.23

分解反応

二酸化塩素が分解すると,種々の生成物が生成します。

二酸化塩素の分解
ΔrG−241.0 kJ/mol
K1.66 × 1042
pK−42.22
2ClO2二酸化塩素
🔥|🕒|️☀️
Cl2塩素 + 2O2酸素
二酸化塩素の分解
ΔrG−286.2 kJ/mol
K1.38 × 1050
pK−50.14

参考文献

参考文献一覧

  1. 1
    James G. Speight (2017)
    Lange's Handbook of Chemistry, 17th edition
    McGraw Hill Education

  2. 2
    John R. Rumble Jr, David R. Lide, Thomas J. Bruno (2019)
    CRC Handbook of Chemistry and Physics 100th Edition
    CRC Press

  3. 3
    Janiel J. Reed (1989)
    The NBS Tables of Chemical Thermodynamic Properties: Selected Values for Inorganic and C1 and C2 Organic Substances in SI Units
    National Institute of Standards and Technology (NIST)

  4. 4
    Atherton Seidell (1919)
    Solubilities of Inorganic and Organic Compounds: A Compilation of Quantitative Solubility Data From the Periodical Literature
    D. Van Nostrand Company

  5. 5