Dichlormonoxid

Strukturformel
Strukturformel von Dichlormonoxid
Allgemeines
Name	Dichlormonoxid
Andere Namen	Dichloroxid Sauerstoffdichlorid
Summenformel	Cl2O
Kurzbeschreibung	gelbbraunes Gas<ref name="brauer">Georg Brauer (Hrsg.), unter Mitarbeit von Marianne Baudler u. a.: Handbuch der Präparativen Anorganischen Chemie. 3., umgearbeitete Auflage. Band I, Ferdinand Enke, Stuttgart 1975, ISBN 3-432-02328-6, S. 310.</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 232-243-5 ECHA-InfoCard 100.029.312 PubChem 24646 ChemSpider 23048 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	86,90 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig<ref name="brauer" />
Schmelzpunkt	−120,6 °C<ref name=":0"/>
Siedepunkt	2,0 °C<ref name=":0"></ref>
Löslichkeit	gut in Tetrachlormethan<ref name="IS5" />
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine Einstufung verfügbar<ref name="NV">Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.</ref>
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Dichlormonoxid ist eine chemische Verbindung von Chlor und Sauerstoff und wurde 1842 erstmals von Joseph Louis Gay-Lussac durch die Umsetzung von Chlor mit Quecksilber(II)-oxid erhalten.<ref name="IS5"></ref>

Gewinnung und Darstellung

Dichlormonoxid kann durch Reaktion von Quecksilber(II)-oxid mit Chlor gewonnen werden.<ref name="brauer" />

<math>\mathrm{2 \ Cl_2 + n HgO \longrightarrow Cl_2 O + HgCl_2 \cdot (n-1)HgO}</math>

Industriell wird Dichlormonoxid durch Reaktion von Chlor mit wässrigem Natriumcarbonat hergestellt. Diese Reaktion läuft bei Raumtemperatur, ohne die Beteiligung von Wasser erfordert die Reaktion Temperaturen von 150–200 °C.<ref name="Renard">J. J. Renard, H. I. Bolker: The chemistry of chlorine monoxide (dichlorine monoxide). In: Chem. Rev. Band 76, Nr. 4, 1976, S. 487–508, doi:10.1021/cr60302a004.</ref>

<chem>2 Cl2 + 2 Na2CO3 + H2O -> Cl2O + 2 NaHCO3 + 2 NaCl</chem>

<chem>2 Cl2 + 2 NaHCO3 -> Cl2O + 2 CO2 + 2 NaCl + H2O</chem>

Eigenschaften

Dichlormonoxid ist ein gelbbraunes (als Flüssigkeit tiefbraun), unangenehm heftig riechendes Gas, das in Wasser unter Bildung von Hypochloriger Säure gut löslich ist. Es kann nur flüssig oder fest bei bzw. unterhalb von −78 °C aufbewahrt werden. Es ist stoßempfindlich und zersetzt sich im Licht. Es explodiert beim Berühren mit organischen Stoffen.<ref name="brauer" /> Mit Laugen bildet es Hypochlorite. Beim Verdünnen einer gesättigten Lösung bildet sich Hypochlorige Säure.<ref name="Arnold F. Holleman, Egon Wiberg, Nils Wiberg">A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 101. Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1995, ISBN 3-11-012641-9, S. 492.</ref>

Das Dichlormonoxid-Molekül ist ähnlich wie das Wassermolekül gewinkelt aufgebaut, es hat durch die größeren Chloratome allerdings mit 110,9° (Wasser 104,51°<ref name="CRCWater">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85. Auflage. (Internet-Version: 2005), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Bond-lenth an angles in gas-phase molecules, S. 9-19.</ref>) einen etwas größeren Winkel und auch eine längere Bindungslänge von 170 pm (Wasser 95,75 pm<ref name="CRCWater"/>).<ref name="Renard"/>

Datei:Dichlorine-oxide-2D-dimensions.png

Geometrie von Dichlormonoxid

Licht und Ultraviolettstrahlung zersetzen Dichlormonoxid. Dabei bilden sich zunächst Chlor- und Chloroxid-Radikale, die in einer Kettenreaktion mit Dichlormonoxid reagieren und sich am Ende Chlor und Sauerstoff-Moleküle bilden. Brom erhöht die Sensibilität für diese Photolyse. Auch thermisch findet die Zersetzung statt, bei 50 bis 100 °C nur langsam, bei über 150 °C innerhalb von Minuten.<ref name="Renard"/>

Alkali- und Erdalkalihydroxide bilden mit Dichlormonoxid die entsprechend Hypochlorite. Mit Metallhalogeniden wie Titan(IV)-chlorid reagiert Dichlormonoxid zu Oxychloriden.<ref name="Renard"/> Die Reaktion von Dichlormonoxid und Ammoniak zu Stickstoff, Chlor und Wasser ist explosiv.<ref name="Kirk-Othmer">John A. Wojtowicz: Dichlorine Monoxide, Hypochlorous Acid, and Hypochlorites. In: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Wiley, 2004, S. 771, doi:10.1002/0471238961.0409030823151020.a01.pub2.</ref>

Dichlormonoxid, das in Tetrachlorkohlenstoff gelöst ist, ist ein starkes Chlorierungsreagenz für organische Verbindungen. Dabei reagiert es nach einem radikalischen Mechanismus auch mit sonst wenig reaktiven Verbindungen wie Alkanen oder Benzol. So reagiert Methan mit Dichlormonoxid bei 350 °C vollständig zu Tetrachlorkohlenstoff. Phenole werden in ortho- und para-Stellung chloriert. Ein Vorteil gegenüber Chlor ist, dass als Nebenprodukt Wasser und kein Chlorwasserstoff entsteht.<ref name="Renard"/><ref name="Kirk-Othmer"/>

Verwendung

Dichlormonoxid ist ein Zwischenprodukt für die Herstellung von Calciumhypochlorit. Es kann für die Herstellung von chlorierten Lösungsmitteln und Chlorisocyanuraten verwendet werden. Die Verbindung ist ein effektives Bleichmittel für Pulp und Textilien. In der Halbleiterproduktion kann es als Ätzmittel genutzt werden.<ref name="Kirk-Othmer"/>

Einzelnachweise

<references />