SOLUCIONES ACUOSAS ESTABLES AL ALMACENAMIENTO DE DIOXIDO DE CLORURO Y MÉTODOS PARA PREPARARLAS Y USARLAS
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El dióxido de cloro es un oxidante fuerte, pero altamente selectivo. Se ha utilizado en solución acuosa por muchas décadas en varias aplicaciones que incluyen la desinfección de agua para beber y en otras aplicaciones de procesamiento de agua. Uno de sus beneficios principales es que no reacciona con materiales orgánicos para formar hidrocarburos clorados, que se evitan cada vez más debido a problemas de la salud y la presión reglamentaria. De hecho, el dióxido de cloro se puede utilizar para destruir compuestos orgánicos que forman hidrocarburos clorados, o para destruir hidrocarburos clorados después de que han sido formados . Las soluciones acuosas de dióxido de cloro también se utilizan en grandes cantidades para blanquear la pulpa de papel, donde el uso del químico ha reducido grandemente la formación de sub-productos clorados comparados con aquellos formados por los métodos anteriores. Las soluciones de dióxido de cloro se han utilizado extensamente para la descontaminación de edificios, recintos y artículos bio- contaminados . Las soluciones de dióxido de cloro también son utilizadas extensamente como un lavado desinfectante para aves de corral, res vacuna y muchos tipos de frutos y vegetales. Debido a la inestabilidad de las soluciones de dióxido de cloro conocidas, estas soluciones se producen en o cerca del punto de uso, y los tiempos de almacenamiento son limitados . Varios proveedores ofrecen un liquido llamado "Dióxido de Cloro Estabilizado", "Solución de Dióxido de Cloro" o nombres similares. Estos materiales no son dióxido de cloro, sino clorito de sodio disuelto. Cuando se mezclan con ácido, ellos producen soluciones de dióxido de cloro, pero esto requiere mezclado químico y manipulación de ácido. Las oportunidades abundan en errores en el mezclado y aun cuando los reactivos se mezclan apropiadamente la solución resultante puede contener altos niveles de sal, ácido y otras impurezas. Por otra parte, después del mezclado, las soluciones de dióxido de cloro tienen una corta vida en anaquel . El dióxido de cloro gaseoso también está llegando a ser un desinfectante cada vez más importante. El gas se ha utilizado por muchos años para esterilizar instrumentos médicos y otros artículos médicos como es descrito en la Patente Norteamericana No. 4,681,739. El dióxido de cloro gaseoso también se ha utilizado para descontaminar edificios que contienen esporas de Ántrax después de los ataques de Ántrax del 2001. El gas según se informa se ha utilizado comúnmente para la descontaminación de edificios infestados con moho. También está siendo introducido como un descontaminante para gabinetes de bio-seguridad y otros recintos de laboratorio. . El dióxido de cloro se puede producir en una variedad de maneras. La mayoría de los procesos de producción adecuados para el uso en menos de unos pocos miles de libras por día se basan sobre la reacción de clorito de sodio con cloro o ácido en solución acuosa. Muchos de estos procesos se basan sobre la reacción: 2NaC102 + Cl2 => 2C102 + 2NaCl Reacción 1 Todas las tecnologías donde el dióxido de cloro se produce en solución, ya sea producido de la Reacción 1 o de otra manera, producen soluciones de dióxido de cloro que contienen los otros productos y sub-productos de la reacción más reactivos del material de alimentación sin reaccionar. Los contaminantes típicos en estos productos incluyen cloro, varios ácidos, clorito de sodio, clorato de sodio y cloruro de sodio. En años recientes, un nuevo proceso descrito en la Patente Norteamericana No. 5,234,678, ha habilitado la producción simple y segura de gas de dióxido de cloro de alta pureza. Este proceso involucra la reacción de un clorito de sodio granular sólido con gas de cloro diluido de acuerdo con la Reacción 1. Distinto a los métodos de producción de fase líquida, el producto resultante de este proceso no contiene cantidades significantes de clorito de sodio, clorato de sodio o cantidades sustanciales de cloruro de sodio, puesto que estos materiales no forman gases a cualquier grado apreciable. Pruebas por un laboratorio independiente han mostrado que el gas de dióxido de cloro producido de este proceso puede estar arriba de 99.95% puro. El uso de gas de dióxido de cloro altamente puro como un oxidante y desinfectante ha sido limitado debido a que el dióxido de cloro es inestable en fase de gas y se ha pensado que tiene estabilidad limitada en solución acuosa. El Handbook of Chlorination and Alternative Disinfectants - 4-Edición - George Clifford White, establece que "soluciones acuosas de dióxido de cloro se someten a la descomposición fotolitica, el grado de la cual es una función tanto del tiempo como de la intensidad del componente ultravioleta de la fuente de luz. Las soluciones acuosas de dióxido de cloro se conocen por retener su concentración durante periodos más largos de tiempo' si se conserva frió y se almacena adecuadamente en la oscuridad". Para muchas aplicaciones, sin embargo, la refrigeración es costosa o impráctica y aun con refrigeración la vida en anaquel del dióxido de cloro producido en maneras tradicionales es relativamente corta. Por estas razones, la mayoría de las aplicaciones de dióxido de cloro actualmente requieren generación del químico en, o cerca, del punto de uso. La literatura abunda con referencias que establecen que el dióxido de cloro no refrigerado no puede ser enviado o almacenado. El uso de soluciones de dióxido de cloro se ha limitado debido a que la concentración de dióxido de cloro debe ser conservada baja por razones de seguridad. El gas de dióxido de cloro arriba de tales soluciones puede descomponerse espontáneamente y exotérmicamente si alcanza concentraciones elevadas. OSHA lista el limite seguro como 10% (76 mm de presión parcial) en aire a presión atmosférica. Otras fuentes expertas identifican el limite como 16% (120 mm de presión parcial) o aun más alto. A una presión parcial de 150 mm y más alta, una descomposición espontánea es muy leve y caracterizada como un "soplido". En aun concentraciones más altas, las descomposiciones llegan a ser explosivas y a presiones parciales de 225-300 mm o más altas, las explosiones pueden ser muy violentas. La presencia de vapor de agua eleva la concentración a la cual las descomposiciones ocurren. La Figura 1 muestra la presión de vapor del gas de dióxido de cloro arriba de las soluciones acuosas del gas como una función de la temperatura y concentración. Como con soluciones acuosas de la mayoría de gases, la solubilidad del dióxido de cloro disminuye conforme la temperatura se incrementa - es decir para una concentración dada de gas disuelto, la presión parcial del gas arriba de la solución en equilibrio es una función positiva de la temperatura.
Aun si la concentración de una solución está en un intervalo estable, el envío y almacenamiento de soluciones de dióxido de cloro deben ser hechas con cuidado. Comúnmente se piensa que el dióxido de cloro no puede ser enviado o almacenado. Así, se necesitan métodos para enviar y almacenar de manera segura las soluciones de dióxido de cloro. Por razones económicas y logísticas, es deseable enviar las soluciones más concentradas que puedan ser enviadas de manera segura. Sin embargo, las soluciones ' empaquetadas a baja temperatura bajo condiciones seguras podrían calentarse y producir concentraciones de fase de gas peligrosas. Por ejemplo, las soluciones empaquetadas a 5°C y 15 g/L tendrían una concentración dé gas de espacio de cabeza de aproximadamente 11 kPa (84 mm de Hg de presión parcial) , que sería segura. Si esa misma solución se calienta a 20°C, la concentración de espacio de cabeza alcanzaría 20 kPa, que es casi la región de descomposición espontánea. Si esa solución se calienta además a 60°C, la concentración de fase de gas podría llegar a ser muy peligrosa. Las soluciones que tienen una concentración por debajo de 3000 ppm en peso de dióxido de cloro en agua se consideran como seguras para el envío en climas templados. El gas en el espacio de cabeza arriba de estos líquidos podría alcanzar 110 - 115 mm de Hg si la temperatura del líquido alcanzó 60°C. Las soluciones de hasta 2500 ppm podrían de manera segura ser permitidas que alcancen 71°C, que es tan alta como las temperaturas que son probables de alcanzar en América del Norte o Europa, aun en recintos no ventilados en el sol. El uso de almacenes y camiones ventilados, podría permitir aun concentraciones más altas a ser utilizadas. Si los contenedores de solución pudieran ser con seguridad enfriados, aun sin refrigeración, muchas concentraciones más altas son factibles. El grado al cual el vapor de agua eleva la concentración segura permanece a ser probada, pero el hecho de que el gas en el espacio de cabeza de tales contenedores será saturado con vapor de agua proporciona un margen extra de seguridad. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se divulgan soluciones extremadamente puras de dióxido de cloro, métodos para elaborar tales soluciones y composiciones y métodos para almacenar y enviar tales soluciones y métodos para utilizar tales soluciones. Generalmente, las soluciones de dióxido de cloro de la invención son soluciones acuosas que contienen aproximadamente 2500 ppm o menos de impurezas totales, más de preferencia 1000 ppm o menos, más de preferencia aproximadamente 500 ppm o menos, aun más de preferencia aproximadamente 250 ppm o menos y todavía más de preferencia, aproximadamente 100 ppm o menos de impurezas totales. Tales soluciones se pueden preparar al disolver un gas de dióxido de cloro puro en agua pura. La solución de gas de dióxido de cloro se puede preparar al pasar gas de cloro altamente puro diluido a través de un lecho de clorito de sodio sustancialmente sólido y poner en contacto el gas de dióxido de cloro gas resultante con agua pura. Los sistemas para generar gas de dióxido de cloro ultra-puro son disponibles de CDG Research Corporation of Bethlehem, PA. Se puede preparar agua adecuada a partir de agua para beber municipal u otra agua que se puede purificar mediante destilación, osmosis inversa o intercambio de ión. Las soluciones de dióxido de cloro luego pueden ser almacenadas en contenedores que minimizan la pérdida de dióxido de cloro. De preferencia los contenedores son contenedores flexibles y tienen un espacio de cabeza sobre la solución de dióxido de cloro almacenada de aproximadamente 1 por ciento del volumen del contenedor o menos. Para propósitos de esta especificación ppm es partes por millón en peso. Sin embargo, se puede apreciar, que la concentración de dióxido de cloro disuelto dependerá de las temperaturas que la solución es probable que experimente asi como la humedad. En una modalidad la concentración de dióxido de cloro disuelto está en el intervalo de aproximadamente 100 a aproximadamente 800 ppm, más de preferencia a aproximadamente 5,000 ppm o aun más de preferencia aproximadamente 4,000 ppm o aun aproximadamente o 3,000 ppm en peso.
En una modalidad la solución se puede preparar al poner en contacto el gas de dióxido de cloro con agua que tiene el gas de dióxido de cloro que puede tener una concentración en el intervalo de aproximadamente 1 a aproximadamente 15% en volumen en un gas, tal como un gas inerte, nitrógeno o aire, con agua. De preferencia, el agua contiene aproximadamente 1000 ppm o más de preferencia aproximadamente 500 ppm o menos de contaminantes en peso. El gas de dióxido de cloro se puede poner en contacto con agua mediante cualquier método adecuado que no introduce contaminantes o da por resultado pérdida excesiva. Por ejemplo, el gas se puede burbujear a través del agua, tal como un rociador. Alternativamente, la solución se puede preparar en una columna empacada con un gas fluido y agua fluida tal que el gas fluido fluye a través de la columna como escurrir agua hacia abajo sobre el empaquetamiento en la columna y la solución de dióxido de cloro disuelta se puede recolectar como el efluente del fondo de la columna. Tales columnas y empaquetamiento se pueden obtener de Koch Glitsch, Inc. of Wichita KS, por ejemplo. En una modalidad las soluciones de dióxido de cloro se pueden almacenar a temperaturas por debajo de la temperatura ambiente o aproximadamente 20°C, de preferencia por debajo de aproximadamente 15°C, más de preferencia por debajo de aproximadamente 10°C y aun más de preferencia por debajo de aproximadamente 5°C. Las soluciones se pueden utilizar en cualquier número de aplicaciones. Por ejemplo las soluciones se pueden diluir y utilizar en tratamientos tópicos al poner en contacto la piel humana, uñas, heridas y lesiones con una cantidad de la solución. Las enfermedades se pueden seleccionar del grupo de enfermedades causadas por bacterias, virus y hongos. Las soluciones se pueden utilizar en varias aplicaciones de tratamiento de agua al poner en contacto agua con una cantidad de la solución para reducir la cantidad de bacterias, virus y hongos viables. Tal agua pueden incluir agua potable, agua de desechos o agua recirculante como se encuentra en torres de enfriamiento u otros sistemas de agua recirculante. Las soluciones también se pueden utilizar para tratar superficies duras tales como superficies de preparación de alimentos o superficies en casas o edificios para reducir cargas bacterianas, virales o fúngales. También se divulgan contenedores para contener las soluciones de dióxido de cloro hechos de materiales y con espesor de pared tal que la proporción de pérdida de dióxido de cloro del contenedor se reduce. En una modalidad, el contenedor puede ser una botella de vidrio, idealmente una botella en la cual el vidrio se formula para minimizar la transmisión de luz ultravioleta. En una modalidad el contenedor se puede hacer de un polímero biaxialmente orientado tal como polietilen tereftalato. En otra modalidad, el contenedor se puede hacer de polietileno de alta densidad (HDPE) tal como se utiliza en hacer cilindros de 55 galones de plástico. En una modalidad tal contenedor puede contener una solución de dióxido de cloro que tiene una concentración en el intervalo de aproximadamente 100 a aproximadamente 8000 ppm, o más de preferencia aproximadamente 5,000, o aun más de preferencia aproximadamente 4,000, o aun aproximadamente 3,000 en peso y el contenedor puede ser flexible y tener un espacio de cabeza gaseoso de aproximadamente 1% del volumen del contenedor o menos. Con la condición de que tales soluciones de dióxido de cloro se almacenen en contenedores flexibles sin espacio de cabeza, ellas pueden ser de manera segura enviadas y almacenadas a concentraciones que de otra manera serian inseguras debido a que la presión parcial del gas arriba de la solución siempre será menos de 1 atmósfera sobre un intervalo muy amplio de concentraciones y temperaturas, y puesto que la presión sobre el exterior del contenedor siempre será 1 atmósfera (ajustada por altitud) , las burbujas de dióxido de cloro concentradas no pueden formarse dentro del contenedor. Si el contenedor flexible no es completamente llenado, entonces el contenedor puede resistir la expansión térmica del liquido y aun las descomposiciones exotérmicas leves en las burbujas dispersas, si tales ocurren. Características y ventajas adicionales son descritas en la presente, y serán aparentes de, la siguiente Descripción Detallada y las Figuras. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 proporciona una representación gráfica de la dependencia de la presión parcial del C102 contra la concentración en agua como una función de la temperatura. La Figura 2 proporciona una representación gráfica de la concentración de dióxido de cloro acuoso cuando se almacena en botellas de vidrio ámbar como una función del tiempo y temperatura con una concentración de dióxido de cloro inicial de aproximadamente 4500 ppmw (pares por millón en peso) La Figura 3 proporciona una representación gráfica de la concentración de dióxido de cloro acuoso que comienza a 3000 ppmw con sal a concentraciones de 1500 ppmw, 3000 ppmw y 6000 ppmw en botellas de vidrio ámbar como una función del tiempo y temperatura. 3000 ppmw de dióxido de cloro y 2600 ppmw de NaCl son concentraciones aproximadamente equimolares, tal como serían producidas en la Reacción 1, si la reacción se llevara a cabo a condiciones estequiométricas perfectas. La Figura 4 proporciona una ilustración gráfica de la estabilidad del dióxido de cloro en una concentración de NaCl de dióxido de cloro equimolar a 3900 ppm de dióxido de cloro . La Figura 5 proporciona una ilustración gráfica de la estabilidad del dióxido de cloro en soluciones acuosas con NaCl al 19% en peso a temperaturas diferentes. La Figura 6 proporciona una ilustración gráfica de la estabilidad del dióxido de cloro en soluciones acuosas con NaCl al 19% en peso y 4500 ppmw de dióxido de cloro. La Figura 7 proporciona una ilustración gráfica de la estabilidad del dióxido de cloro en soluciones acuosas que contienen varias concentraciones de MgCl2. La Figura 8 proporciona una ilustración gráfica de la estabilidad del dióxido- de cloro en soluciones acuosas que contienen varias concentraciones de CaCl2. La Figura 9 proporciona una ilustración gráfica de la estabilidad del dióxido de cloro en soluciones acuosas que contienen varias concentraciones de Na2S04. DESCRIPCIÓN DETALLADA Se divulgan nuevas soluciones de dióxido de cloro estables al almacenamiento y métodos para producirlas, almacenarlas, transportarlas y utilizarlas. En una modalidad, las soluciones consisten de agua adecuadamente pura con un gas de dióxido de cloro de ultra alta pureza disuelto en la misma. Estas soluciones se pueden preparar al poner en contacto el agua pura con dióxido de cloro ultra-puro. Cualquier método para poner en contacto él agua con gas de dióxido de cloro se puede utilizar mientras que el gas se disuelva en el agua y el proceso no introduzca impurezas indeseables en la solución. Por ejemplo, esto se puede realizar al burbujear el gas a través del agua. Alternativamente, un contactador de columna empacada a contra-corriente se puede emplear tal que el agua escurre hacia abajo desde la parte superior de la columna sobre el empaquetamiento mientras que el gas fluye hacia arriba desde el fondo de la columna y la solución de dióxido de cloro se drena del fondo de la columna. Se puede utilizar cualquier agua pura adecuada. El agua adecuada carece de cantidades sustanciales de impurezas que causan que la vida en anaquel del dióxido de cloro acuoso se deteriore por debajo de una vida en anaquel deseada. El agua adecuada puede incluir agua desionizada, destilada o agua preparada mediante osmosis inversa o mediante una combinación de estos métodos. Las soluciones de dióxido de cloro pueden deteriorarse mediante la degradación química en cloro, oxigeno, clorito, clorato u otros productos de descomposición. Tradicionalmente, se ha creído que este mecanismo impide la larga vida en anaquel para las soluciones de dióxido de cloro. La presente invención se basa en parte sobre el descubrimiento sorprendente de que estas reacciones de descomposición ya sea que no ocurren u ocurren a proporciones muy lentas en soluciones hechas de agua pura y dióxido de cloro ultra-puro. Las soluciones hechas al hacer reaccionar reactivos líquidos de acuerdo con la reacción 1 produjeron dióxido de cloro además de clorito de sodio en una concentración equimolar, y posiblemente clorito de sodio sin reaccionar y/o gas de cloro sin reaccionar. La Figura 2 muestra la estabilidad de soluciones de dióxido de cloro puro a aproximadamente 3000 ppmw en agua pura a varias temperaturas. Aun a 40°C, la solución retiene aproximadamente 90% o más de su concentración de partida durante más de 90 días. Esto se considera comercialmente aceptable . La Figura 3 muestra la concentración de dióxido de cloro puro en botellas de vidrio ámbar como una función del tiempo y temperatura a diferentes niveles bajos de contaminación con clorito de sodio (NaCl) . Estos estudios muestran que, estas soluciones de dióxido de cloro retienen aproximadamente 90% o más de su concentración de partida durante por lo menos aproximadamente 90 días excepto para la muestra con 100 ppmw de concentración de NaCl. La Figura 4 muestra el efecto de la sal a concentraciones en un intervalo que comprendería concentraciones que serían producidas si la solución se ha preparado en un generador basado en solución, por ejemplo un generador donde la reacción 1 se lleva a cabo en solución.
Estos estudios demuestran que la sal sustancialmente incrementa la proporción de descomposición de dióxido de cloro en solución y las soluciones resultantes no retienen la concentración objetivo de la concentración de partida al 90% durante por lo menos 90 días. La permeación de dióxido de cloro a través de las paredes de un contenedor ocurre con muchas formas de materiales del contenedor. Los plásticos comunes tales como polietileno, polipropileno y policarbonato se conocen por ser permeables al dióxido de cloro. Si las soluciones son envasadas en contenedores de estos materiales, la concentración del dióxido de cloro disminuirá lentamente a medida que se difunde dentro y a través de las paredes del contenedor. Este proceso puede ser sustancialmente eliminado mediante la selección de los materiales apropiados con un espesor apropiado. La prueba de proporciones de pérdida de dióxido de cloro se puede utilizar para identificar materiales adecuados para contenedores de almacenamiento. La Figura 5 muestra la disminución de concentración de dióxido de cloro como una función del tiempo a varias temperaturas en botellas de 500 mL de HDPE (polietileno de alta densidad) . En la Figura 5 "A" y "B" representa los resultados de estudios separados pero idénticos. Este estudio demuestra que la proporción de pérdida de dióxido de cloro es una fuerte función de la temperatura. Una de las curvas en la Figura 5 es para una botella de HDPE de pared gruesa donde el espesor de pared es similar a aquel utilizado en cilindros de HDPE de 55 galones. Este estudio además demuestra que la proporción de pérdida de difusión de dióxido de cloro a través del contenedor de pared gruesa es más lenta que a través del contenedor de pared delgada. Este estudio también demuestra que la proporción de pérdida en la botella de pared gruesa es inicialmente igual a aquella en la delgada. Es posible que esto sea debido a que la proporción de pérdida es inicialmente determinada por la proporción a la cual el gas se difunde en la superficie interior de la botella que es relativamente rápida. Esa proporción seria la misma para botellas gruesas como para delgadas. A medida que el tiempo transcurre, la pared llega a ser "saturada" y la difusión en la pared interior iguala la difusión afuera de la pared exterior. En este caso, la difusión es más lenta a través de la pared gruesa. Debido a que la pérdida de concentración mediante la permeación a través de las paredes del . contenedor es una función inversa de la relación de superficie a volumen ' del contenedor, la proporción de pérdida de concentración a través de las paredes de un cilindro de 55 galones de HDPE o contenedor de HDPE más grande es insignificante comparado con el decaimiento de concentración debido a otros factores. El efecto del cloruro de sodio sobre la estabilidad de las soluciones de dióxido de cloro es muy sorprendente.
Aunque la vida en anaquel de las soluciones de dióxido de cloro puede ser afectada mediante "demanda" química en el agua, el cloruro de sodio no ejercería teóricamente cualquier demanda. Se ha planteado como hipótesis que la presencia de niveles altos de cloruro de sodio causa la inversión de la Reacción 1 para re-formar clorito de sodio y cloro. El análisis de muestras que se han degradado debido a la presencia de cloruro de sodio muestra la presencia de cantidades significantes de ion de clorito, mientras que ninguno es detectable en las muestras puras (sin sal) . Sin embargo, la estequiometría no explica completamente la cantidad de degradación aparente en la Figura 2. Esto demuestra que factores adicionales están presentes que pueden conducir a la pérdida de dióxido de cloro. En muchas aplicaciones comerciales, una vida en anaquel de solo unos cuantos días es adecuada. Para estas aplicaciones los contenedores de HDPE pequeños se pueden utilizar para almacenamiento de dióxido de cloro acuoso. Deseablemente los contenedores tales como cilindros de 5 galones o 55 galones grandes o aun contenedores de HDPE más grandes se pueden utilizar para almacenar soluciones de dióxido de cloro. Tales contenedores, antes del uso, se pueden pre-tratar al llenar con una solución de pre- tratamiento que contiene dióxido de cloro o con gas de dióxido de cloro diluido antes del llenado con la solución.
Esto satura las paredes con dióxido de cloro y grandemente detiene las pérdidas iniciales de dióxido de cloro. La vida en anaquel puede ser además prolongada al almacenar y enviar los contenedores llenados bajo refrigeración. Otros tipos de contenedores de plástico exhiben barreras superiores a la permeación mediante el dióxido de cloro de las soluciones acuosas. La Figura 8 muestra el decaimiento en la concentración de soluciones hechas con agua destilada y almacenadas en botellas de 750 mL hechas de PET (polietilen tereftalato), un polímero biaxialmente orientado: Después de una proporción rápida inicial de pérdida, la solución en las botellas de PET es casi tan estable como aquella almacenada en vidrio. Así, después de que se ajusta para la pérdida de concentración inicial, este estudio demuestra que una solución de dióxido de cloro se almacena estable en botellas de PET. EJEMPLO Para los propósitos de los experimentos descritos en los ejemplos la frase "dióxido de cloro puro" significa dióxido de cloro producido como gas en un proceso descrito en la Patente Norteamericana No. 5,234,678, los cuales son más de 99% puros. Este gas de dióxido de cloro se puede diluir en aire o nitrógeno y el proceso se ha mostrado al probar en un laboratorio independiente para producir dióxido de cloro diluido que es mayor que 99.97% libre de cloro con nada de cloro detectable en los límites de detección. Puesto que los otros reactivos y productos potenciales del proceso sustancialmente no existen como gases, este es gas de dióxido de cloro sustancialmente puro. "Agua pura" significa agua purificada a través de destilación, desionización u osmosis inversa de modo que contiene menos de aproximadamente 1 ppm de impurezas sólidas. Las soluciones de dióxido de cloro se prepararon al disolver gas de dióxido de cloro en agua pura. A menos que se mencione de otra manera, la concentración de partida de las soluciones probadas fue aproximadamente 3000 ppm de dióxido de cloro ± 5%. Los datos en la presente se reportan como el % de la concentración de partida a menos que sea mencionado de otra manera. Todos los datos sobre la concentración de soluciones acuosas se midieron mediante titulación amperométrica como es descrito en los Métodos Estándares de EPA. La dilución en serie se utilizó para ajustarse al intervalo del dispositivo analítico. La precisión de la técnica analítica utilizada es ±
3%. Cualquier variación de menos de 3% no se considera significante. Los incrementos aparentes en la concentración en un contenedor sellado son atribuibles a la variabilidad de la medición. La pérdida de menos de aproximadamente 10% de la concentración de partida después de aproximadamente 90 días a temperatura elevada se considera para representar la vida en anaquel comercialmente aceptable. Esto es mucho mejor que la vida en anaquel reportada de otros desinfectantes comunes tal como hipoclorito de sodio a temperaturas comparables. La Figura 2 muestra la concentración de dióxido de cloro en agua destilada en botellas de vidrio ámbar como una función del tiempo y temperatura. La Figura 2 demuestra la estabilidad sorprendente de las soluciones de dióxido de cloro acuosas durante la duración de la prueba. Además, la figura muestra la dependencia de temperatura de la pérdida de dióxido de cloro dentro del intervalo de 10°C a aproximadamente 40°C. En cada caso las soluciones tuvieron una vida en anaquel comercialmente aceptable. Estos datos también muestran que las soluciones refrigeradas pueden tener una vida en anaquel de aproximadamente un año o más. La Figura 2 incluye datos para soluciones de dióxido de cloro en agua pura con nada de compuestos adicionados. La Figura 3 muestra el efecto de los niveles bajos de contaminación de cloruro de sodio sobre soluciones de dióxido de cloro puro disuelto en agua pura de otra manera. Las concentraciones reportadas en la leyenda son concentraciones de ión de sodio. Estas muestras se envejecieron a 25 y 40°C. A 25°C y hasta 100 ppm de NaCl, las muestras fueron igualmente estables dentro del margen de error. A 100 ppm de Na+ y 40°C el dióxido de cloro se deterioró a una proporción marcadamente más alta. Las pruebas similares hechas utilizando CaCl2 (reportado como concentración de Ca++) , MgCl2 (reportado como concentración de Ca++) y Na2S04 (reportado como concentración de SO"") muestran patrones similares (Figuras 7, 8 & 9). La prueba utilizando Na2S04 sugiere que la deterioración acelerada del dióxido de cloro a 40°C y 100 ppm es debido a la concentración de iones de metal alcalino o concentración iónica total antes que el ión de cloruro solo. Estos datos indican que las soluciones de 3000 ppm de dióxido de cloro puro en agua que tienen menos de 10 ppm de contaminación con sales de metal alcalino pierden menos que aproximadamente 10% de su concentración en aproximadamente 100 días a temperaturas de hasta 40°C, mientras que las mismas soluciones que tienen sales de metal alcalino a 100 ppm se deterioran a una proporción mucho más alta a 40°C. No hay diferencia estadísticamente significante en la estabilidad de las soluciones a temperaturas diferentes y concentraciones de sal para temperaturas de menos de aproximadamente 25°C o concentraciones de menos de aproximadamente 10 ppm. Solamente la combinación de alta temperatura y alta concentración aceleró la descomposición. Para concentraciones mucho más altas tales como 1500 - 6000 ppmw de sal, la pérdida de concentración fue mucho más alta que para las concentraciones de sal de aproximadamente 100 ppm o menos, aun a temperatura ambiente. Las soluciones de dióxido de cloro hechas al hacer reaccionar clorito de sodio con cloro en solución acuosa, que produce altas concentraciones de cloruro de sodio, son mucho menos estables que las soluciones hechas utilizando dióxido de cloro puro y agua pura.