ES2272760T3 - Procedimiento para la produccion de una solucion acucosa, estable, de oxigeno-cloro esencialmente libre de cloritos, solucion de oxigeno-cloro obtenida mediante dicho procedimiento, asi como uso de la misma. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la producción de una solución acuosa estable, de oxígeno-cloro esencialmente libre de cloritos, que se caracteriza porque se lleva a cabo por medio de las siguientes etapas: (1) se diluye un compuesto de sulfato de hidrógeno en agua; (2) se añade un ácido a la solución acuosa de sulfato de hidrógeno en una cantidad tal que el valor de pH en el producto final, en forma de una solución acuosa de ácido clórico esencialmente libre de cloritos, se mantiene en un valor de entre 3 y 5; (3) se añade un compuesto de peróxido, y (4) se añade mediante goteo una solución acuosa de clorito en una cantidad de 60 a 90% molar de clorito en relación con la concentración del compuesto de peróxido.
Description
Procedimiento para la producción de una solución
acuosa, estable, de oxígeno-cloro esencialmente
libre de cloritos, solución de oxígeno-cloro
obtenida mediante dicho procedimiento, así como uso de la misma.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la producción de una solución acuosa estable de
oxígeno-cloro esencialmente libre de cloritos, así
como a la solución de oxígeno-cloro obtenida, y
también al uso de la misma.
Principalmente en el ámbito del tratamiento de
aguas, así como en piscinas, se deben cumplir rigurosamente las
respectivas normas, directivas y prescripciones. En este sentido los
requisitos generales deben ser tan sencillos como sea posible,
garantizando el ahorro de energía y el respeto al medio ambiente, en
tanto que para cumplir los objetivos citados, existe la necesidad
de disponer de portadores de oxígeno modificados en forma de
sistemas de cloro, pero sin producir ningún cloro libre. El cloro
libre presenta numerosas desventajas, ya que es muy agresivo y por
tanto produce reacciones secundarias, las cuales producen compuestos
de tricloruro de nitrógeno, cloruro de hidrógeno halogenado y
similares. Además de los aspectos toxicológicos de los productos
adicionales, juega también un papel importante el hecho de que
debido a las reacciones secundarias pierde parte de su efecto la
deseada esterilización y desinfección.
Así pues, han de potenciarse las propiedades
oxidantes de los compuestos para su empleo con éxito en el sector
de las piscinas, por ejemplo como medio de tratamiento. Tales
productos son complejos oxigenados con contenido de halógenos,
donde parcialmente se forman complicadas estructuras de
transferencia de carga que hasta ahora no han sido analizadas en
detalle, pues el aislamiento de estos complejos es extremadamente
dificultoso. Un complejo aniónico conocido de este tipo es el
tetraclorodecaóxido, que contiene oxígeno activo estabilizado en
una matriz de iones de cloro conjuntamente con dióxido de cloro.
Para tal sistema, existen ya en el estado de la
técnica algunas propuestas. Los documentos EP 0200 155 B1, EP 0 200
156 B1 y EP 0 200 157 B1 hacen referencia a una solución acuosa
químicamente estabilizada de matriz de iones de cloro para
administración intravenosa y perioperativa en concentraciones
determinadas como es el caso de la utilización de la solución
acuosa para la fabricación de fármacos para aplicaciones
intravenosas contra estados infecciosos, producidos por parásitos,
hongos, bacterias o micoplasmas, así como para el tratamiento de
tumores. En este sentido se presenta exclusivamente el fármaco, así
como las distintas formas de tratamiento, en primer plano.
En la patente DE 34 38 966 A1 se describe una
preparación que está formada por una combinación de matrices de
clorito estabilizadas, en particular Tetraclorodecaóxido (TCDO), y
preferentemente cantidades equimolares de un compuesto de hierro y
porfirina, donde ambos compuestos son mezclados justo antes de su
utilización. La preparación encuentra aplicación como medio
bactericida para desinfección, tratamiento de heridas de uso tópico
o intravenoso, conservación o esterilización de superficies.
En las patentes DE 34 03 631 C2 y EP 0 136 309
B1 se reivindica un procedimiento para la fabricación de una
solución de clorito, en el que a una solución acuosa que contiene
iones de sulfato de un valor de pH \leq 3, se le añade una pequeña
concentración de un compuesto de peróxido, el cual como producto
final presenta una concentración de entre 0,001 a 0,01 molar,
después de lo cual se añade una solución acuosa alcalina en una
cantidad tal que presenta un valor de pH por encima de 7,0, en
particular entre 7,5 y 8. Esta solución acuosa de cloritos
encuentra su aplicación como biocida para tratamiento de
enfermedades de la piel e irritaciones así como tratamiento de
aguas.
Adicionalmente se conoce mediante la patente
US-A-2 358 866 de 1944, una solución
estable de clorito regulada ácidamente, cuya estabilización se
consigue por medio de la incorporación de, por ejemplo, de
cantidades estequiométricas de peróxido de hidrógeno con valores de
pH de 2 a 7, a temperaturas de 80ºC. Por medio de la adición de
peróxido de hidrógeno se restringe la formación de dióxido de
cloro, que muestra efectos corrosivos y numerosas desventajas. Se
obtienen resultados especialmente favorables en la franja de pH de 5
a 7.
La patente US 4 296 103 describe una solución de
óxidos de cloro estabilizada con perborato, la cual contiene de 4 a
15 partes en peso de perborato potásico por litro de agua, de modo
que al añadir un peróxido o percarbonato resulta una solución apta
para uso terapéutico por administración oral. Las soluciones están
compuestas de clorito de sodio o clorito potásico, hipoclorito de
sodio, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, perborato de sodio o
perborato potásico, así como peróxido de sodio. Particularmente en
este caso es fundamental el uso de perboratos.
El artículo titulado "Producción de dióxido de
cloro puro en laboratorio", Medioambiente y Degusse, productos,
procedimientos, métodos, página COMPLETA,
XP-000847684 (10 de Julio 1999), proporciona
detalles para el desarrollo de la reacción para la producción de
dióxido de cloro puro. Se utiliza clorito de sodio y peroxodisulfato
de sodio. En este sentido se emplea el peroxodisulfato de sodio
mediante reacción con clorito de sodio en exceso en comparación con
las cantidades estequiométricas necesarias. La solución de dióxido
de cloro producida, tras un tiempo de reposo de 77 días, no
contiene ningún clorito; debido a su fotosensibilidad, se conserva
en una recipiente de cristal marrón. A temperatura ambiente, o mejor
en frigorífico, a aproximadamente 4ºC, estas soluciones de dióxido
de cloro pueden mantenerse estables durante varias semanas, sin que
en este sentido se produzcan cambios significativos en la
composición de la solución. Por tanto, éstas son las medidas
preventivas que se han de adoptar para mantener la estabilidad
deseada.
La invención se basa en la tarea de la
preparación de una solución de oxígeno-cloro, la
cual cumple los requisitos necesarios para el tratamiento de aguas,
principalmente aguas para el llenado de piscinas, es decir, que sea
toxicológicamente inofensivo, ecológico, económicamente apropiado y,
en vista de las técnicas de empleo, que resulte apropiado en gran
medida.
De acuerdo a la invención, los objetivos arriba
mencionados se consiguen por medio de un procedimiento para la
producción de una solución acuosa, estable, de
oxígeno-cloro esencialmente libre de cloritos,
mediante las siguientes etapas:
(1) Se disuelve un compuesto de sulfato de
hidrógeno en agua; (2) se añade un ácido a la solución acuosa de
sulfato de hidrógeno en una cantidad tal que el valor de pH en el
producto objetivo en forma de solución acuosa, estable,
oxígeno-cloro, esencialmente libre de cloritos, se
mantiene entre 3 y 5; (3) se añade un compuesto de peróxido; (4) se
añade mediante goteo una solución acuosa de clorito en una cantidad
de entre 60 a 90, en particular 70 a 80% molar de clorito, en
relación a la concentración del compuesto de peróxido.
El compuesto de sulfato de hidrógeno utilizado
en la etapa (1) es primero disuelto en agua. Con preferencia se
utiliza sulfato de hidrógeno alcalino o alcalinotérreo. En una forma
ventajosa de ejecución, se utiliza el compuesto de sulfato de
hidrógeno en una cantidad de entre 5 a 20, en particular 5 a 10%
molar en relación a la concentración de peróxido utilizado. Por
medio de la acidificación de la solución acuosa con un ácido
mineral en el paso (2), se establece un valor de pH determinado.
Tras una forma ventajosa de ejecución, se utiliza ácido sulfúrico
diluido, en particular se emplea un SO_{4}H_{2} entre 1,0 a 10
N.
A esta solución acuosa ácida se añade, en la
etapa (3), un compuesto de peróxido en forma sólida o como solución
acuosa. Con preferencia, se añade como compuesto de peróxido un
peróxido de hidrógeno o un peróxido alcalino o de metal
alcalinotérreo, y además un experto en la materia puede encontrar
otros peróxidos apropiados. Evidentemente, pueden también
utilizarse mezclas de peróxidos. El compuesto de peróxido utilizado
en el procedimiento de acuerdo a la invención, sirve en primer
lugar al objetivo de estabilizar el sistema obtenido.
Ventajosamente, en la etapa (4), se emplea
clorito de sodio como clorito. Tras una configuración especialmente
oportuna del procedimiento de acuerdo con la invención, la etapa (4)
se realiza en el intervalo de ¼ a ½ h, es decir, el goteo de la
solución acuosa de clorito se completa dentro de dicho margen de
tiempo. Esto tiene la finalidad de permitir el desarrollo
controlado de la reacción de manera lenta.
Durante el procedimiento de producción, cambia
el color de la solución de marrón a verde amarillento. Se supone
que la coloración marrón que presenta se debe a la formación del
complejo de transferencia de carga Cl_{4}O_{10}^{2-}, después
de lo cual se forma una coloración verde amarillenta, que se
mantiene. A continuación se presenta un complejo que contiene
oxígeno activo, donde la coloración verde amarilla clara
característica del tetraclorodecaóxido de la solución es similar al
color verde claro de la solución de oxígeno-cloro en
términos de color.
La solución de oxígeno-cloro
producida según la invención, puede ser almacenada meses sin perder
sus propiedades oxidantes, y muestra en particular las siguientes
ventajas: es fácil de dosificar y de manipular, completamente
inofensiva desde el punto de vista toxicológico, no contaminante y
económicamente utilizable, pues la producción en grandes cantidades
es factible, por lo que desde el punto de vista de costes y desde el
punto de vista de la técnica de empleo, es apropiada para el
tratamiento de aguas a gran escala. Como ventajas adicionales
presenta por ejemplo la aplicación para la desinfección de
superficies, el empleo como materia prima para medicamentos para el
tratamiento de la piel, pero también para cualesquiera otras
aplicaciones.
También son objeto de la invención, junto con
los procedimientos descritos en lo que antecede, esencialmente una
solución estable, acuosa de oxígeno-cloro libre de
cloritos, donde la coloración verde amarillento claro
característica de la solución de tetraclorodecaóxido, se parece al
color verde amarillento de la solución de
oxígeno-cloro de acuerdo a la invención en términos
de color.
Una ventaja particular permite que la solución
de oxígeno-cloro de acuerdo a la invención, sea
aplicada para el tratamiento de aguas, en especial para el
tratamiento de aguas potables, aguas industriales o en desinfección
como puede ser el caso de la preparación de piscinas y aguas de
baño. Por medio de la correspondiente dilución de la disolución
empleada sin más aditivos, se logra la dosificación deseada.
De acuerdo a la invención se procede con la
solución de oxígeno-cloro en una cantidad para su
utilización tal que se utiliza 0,1 a 0,3, preferentemente de 0,1 a
0,15 moles de clorito como sustancia resultante introducida en un
litro de agua a ser tratada.
A continuación se describe la invención por
medio de un ejemplo, en el que las particularidades de acuerdo a la
invención no deben ser entendidas como limitadas al caso descrito.
Los expertos en la materia, evidentemente, pueden encontrar
ejemplos de ejecución adicionales.
En 18 ml de agua, se disuelven 0.2 g de sulfato
de hidrógeno de sodio, a continuación se añade 1,2 ml de ácido
sulfúrico 10 N, y a continuación se añaden cuidadosamente 3,8 ml de
una disolución de peróxido de hidrógeno al 30%. A esta disolución
se le añaden, gota a gota, dentro de un período de 15 minutos, 15,7
ml de una solución de cloruro de sodio a un 25%. La solución se
colorea desde marrón hasta verde amarillento y se mantiene entonces
estable.
Claims (10)
1. Procedimiento para la producción de una
solución acuosa estable, de oxígeno-cloro
esencialmente libre de cloritos, que se caracteriza porque
se lleva a cabo por medio de las siguientes etapas:
- (1)
- se diluye un compuesto de sulfato de hidrógeno en agua;
- (2)
- se añade un ácido a la solución acuosa de sulfato de hidrógeno en una cantidad tal que el valor de pH en el producto final, en forma de una solución acuosa de ácido clórico esencialmente libre de cloritos, se mantiene en un valor de entre 3 y 5;
- (3)
- se añade un compuesto de peróxido, y
- (4)
- se añade mediante goteo una solución acuosa de clorito en una cantidad de 60 a 90% molar de clorito en relación con la concentración del compuesto de peróxido.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que
se caracteriza por el empleo en la etapa (1), como compuesto
de sulfato de hidrógeno, un sulfato de hidrógeno alcalino o un
sulfato de hidrógeno alcalinotérreo.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
que se caracteriza porque el compuesto de sulfato de
hidrógeno de la etapa (1) se utiliza en una cantidad de 5 a 20%
molar con relación a la concentración del compuesto de
peróxido.
4. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque en la
etapa (2) se utiliza ácido sulfúrico como ácido, en particular un
ácido sulfúrico de 1,0 a 10 N.
5. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque el
compuesto de peróxido en la etapa (3) se elige en el grupo que
comprende peróxido de hidrógeno o un peróxido de un metal alcalino
o alcalino térreo.
6. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque en la
etapa (4) se emplea clorito de sodio como clorito.
7. Procedimiento según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque la
etapa (4) se lleva a cabo en un intervalo de entre ¼ y ½ hora.
8. Solución estable acuosa de
oxígeno-cloro, la cual está esencialmente libre de
cloritos, obtenible en virtud del procedimiento según al menos una
de las reivindicaciones anteriores, y con un contenido de un
complejo que contiene oxígeno activo, en la que la coloración
amarillo verdosa clara característica del tetraclorodecaóxido de la
disolución, es similar al color verde amarillento de la solución de
oxígeno-cloro en términos de color.
9. Uso de la solución acuosa de
oxígeno-cloro según la reivindicación 8 para el
tratamiento de aguas, especialmente de aguas para consumo o para la
desinfección de piscinas y aguas para el baño.
10. Uso de la solución de óxido de cloro según
la reivindicación 9, en una cantidad tal que se aplican 0,1 a 0,3
moles de clorito como sustancia resultante por litro de agua
tratada.
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