一、pH 和電子活度對二氧化氯穩定性影響
pH 對CIO₂溶液穩定性的影響強於溫度、光照條件等因素。CIO₂表現出趨於強酸環境而保持自身穩定的趨勢。在 5℃,pH=2條件下,30d後CIO₂僅衰減 5%8,在 pH=7 時,60d後 C10,可衰減 34%,而 pH=10 時1d後就可以衰減 30%。pH>9 時,CIO₂會更容易可能直接生產出純淨CIO₂水溶液。氣係統pE-pH平衡圖顯示,CIO₂穩定區的下邊界與水穩定區的上邊界平行,因此即使在絕對高的酸度條件下,水溶性CIO₂依然不能穩定存在,僅可在強酸介質中優勢存在。當pH小於0.92時,CIO₂與Ch(aq)在pe-pH 圖中有共存邊界,這可以解釋 Cl從CIO₂溶液釋放的現象。當CIO₂濃度降低時,CIO₂濃度通常上升。在 pH介於 0.92~9.68 之間時,CIO₂能與C共存,這說明CIO₂水溶液必然含有 Cr。質子數和電子數的增加都不利於CIO₂的穩定,當溶液中質子數增加時,CIO₂向 C或 Ch(aq)轉化,當溶液中電子數增加時,CIO₂向 Cl或CI₂(aq)或CIO₂轉化。
二、 光對二氧化氯穩定性影響
CIO₂會在光的作用下發生歧化和分解。量子化學計算和光譜實驗表明二氧化氯(OCIO)的光反應性強烈依賴於介質(氣相,液體溶液或低溫基質)。
三、 溫度的影響
溫度對CIO₂穩定性的影響弱於pH。但在較高溫度條件下水溶液中CIO₂會歧化生成大量 CIO₂和 CIO3,熱分解動力學近似為二級反應。10℃是影響 CIO₂穩定性的臨界溫度在貯存 CIO₂溶液時應控製溫度<10℃。在同樣的避光條件下,25℃時 15d的衰減率,隻有CIO₂溶液濃度<186 mg/L,時小於 10%;而在7℃下,濃度 78~842 mg /L,的衰減率均小於10%。
溶劑效應中生成 Cl0+o通道的改變也會導致 OClo 在低溫基體環境中的光化學性質發生顯著變化。在低溫基質環境中產物主要為氣相反應中的次要產物 Cl+o2。
四、共存物質的影響
1.亞氯酸鹽和氯酸鹽: CIO ₂ 和CIO3的存在均可以保持C IO ₂水溶液含量的穩定
2.Cl和 HClo:在不同情況下,CI既可促進CIO₂,的分解也可以是C IO₂的分解產物。
結論
二氧化氯分子較活躍,溶於水後難以穩定保存,主要的影響因素為pH、溫度和光照在偏酸性、避光、低溫及極性溶劑條件下利於其穩定。也可以通過加入共存離子,通過化學平衡的方式維持溶液中二氧化氯的濃度。