Formuła podchlorynu sodu (NaClO), zastosowania i właściwości

The podchloryn sodu (NaClO) to trójskładnikowa i nieorganiczna sól sodu. Komercyjnie osiąga się to jako roztwory wodne i jest aktywnym środkiem tych produktów domowych i przemysłowych. Rozwiązania te znane są pod nazwami wybielacza chlorowego, wybielacza sodowego, wybielacza płynnego lub, jeszcze bardziej dopracowanego, likieru Javel.

W wodzie podchloryn sodu wykazuje takie same właściwości utleniające jak gazowy chlor, więc roztwór tej soli jest równoważny przenoszeniu tego związku w plastikowej butelce. W rzeczywistości dostępny chlor w tych pojemnikach jest wskaźnikiem stężenia i mocy bielenia roztworu podchlorynu sodu.

Ta trójskładnikowa sól w wodzie może być uważana za prosty wodny roztwór chloru; jednakże istnieją także inne dostępne postacie, takie jak ciało stałe w przypadku podchlorynu wapnia i ciekły chlor. Wszystkie trzy mają taką samą moc utleniacza, a ich zastosowanie zależy od zmiennych, takich jak komfort, wydajność lub czas.

Indeks

• 1 Formuła
• 2 Gdzie jesteś?
• 3 Jak to się robi??
• 4 zastosowania
• 5 Właściwości
  • 5.1 Bilans wodny
  • 5.2 Dysproporcja
  • 5.3 Środek utleniający
• 6 referencji

Formuła

Wzór chemiczny podchlorynu sodu to NaClO. Składa się z kationu Na⁺ i anion ClO^-. Jony Na⁺ czują przyciąganie elektrostatyczne dla jonów ClO^-, ten drugi przyjmuje strukturę tetraedryczną z hybrydyzacją sp³.

Wzór wskazuje proporcję jonów w stanie bezwodnika, która jest równa 1: 1. Dotyczy to jednak tylko bezwodnika.

W przypadku uwodnionego podchlorynu sodu - jednej z najbardziej stabilnych form tej soli - jej wzór chemiczny to NaClO · 5H₂O.

Gdzie to jest?

NaClO jest produktem syntetycznym, a ze względu na jego reaktywność występuje tylko w lokalnych regionach, w których jest używany, zwłaszcza w ściekach, glebie, a nawet w emanacjach wody pitnej.

Jony chlorkowe obfitują w ludzkie ciało, które może uczestniczyć w reakcjach redoks wytwarzających podchloryn sodu w organizmie.

Jak to się robi??

W całej historii NaClO został przygotowany kilkoma metodami. Najprostszy składa się z roztworu chloru w wodzie lub w roztworach Na₂CO₃ które uwalniają CO₂ przez działanie kwasem podchlorawym (HClO).

Inne metody wykorzystują solankę z morza jako surowiec w procesie elektrolitycznym. W efektywnym mieszaniu mechanicznym, Cl₂ i NaOH generowany przez NaCl i wodę reaguje i staje się NaClO:

Cl₂(g) + 2 NaOH (aq) => NaClO + NaCl + H₂O + Q (ciepło)

Obecnie proces Hooker wytwarza na dużą skalę ten związek, który składa się z ulepszonej wersji opisanej powyżej metody..

Używa

- Podchloryn sodu jest stosowany jako środek wybielający w tekstyliach, detergentach, które go zawierają oraz w przemyśle papierniczym.

- Jego zastosowanie jako środka bakteriobójczego i dezynfekującego jest bardzo szerokie, stosowane w oczyszczaniu wody i oczyszczaniu ścieków.

- Znana jest jego przydatność w dezynfekcji sprzętu używanego do przygotowywania żywności i przetwarzania owoców i warzyw. Podobnie jest stosowany z tą samą funkcją dezynfekującą w produkcji grzybów, bydła, świń i drobiu..

- Podchloryn sodu jest stosowany w przemyśle naftowym na etapie rafinacji.

- W domu zdolność wybielania podchlorynu sodu jest stosowana w praniu bielizny, a działanie dezynfekcyjne w czyszczeniu łazienek, podłóg itp..

- Podchloryn sodu jest stosowany w leczeniu endodontycznym, szczególnie w leczeniu kanału zęba. W tym leczeniu stosuje się roztwór Dakin (0,5% ClONa), który zachowuje niezbędną tkankę zębową przez rozpuszczenie tkanki martwiczej.

Właściwości

Roztwory podchlorynu sodu w temperaturze pokojowej są bezbarwne i mają słodki zapach chloru. Właściwości fizyczne różnią się w zależności od stężenia soli rozpuszczonej w wodzie. Wszystkie mają żółte zabarwienia.

Dzięki technikom krystalizacji z tych roztworów otrzymuje się stały NaClO · 5H₂Lub, którego kryształy są zielone.

Ta uwodniona sól ma przybliżoną masę cząsteczkową 164 g / mol, gęstość 1,11 g / ml, jest bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie i rozkłada się w 101 ° C. NaClO · 5H₂Lub jest również wrażliwy na te same reakcje bezwodnika.

Dlaczego pentahydrat soli? Gdy NaClO krystalizuje w środowisku wodnym, cząsteczki wody otaczają jony w sferze wodnej. 

Można pomyśleć, że trzy z tych cząsteczek oddziałują z parami elektronów niedzielonych przez Cl: mostek wodorowy formy z O, a ostatni jest przyciągany przez Na.

Jednak to badania koncentrują się na krystalicznej strukturze tego ciała stałego, które mają prawdziwą odpowiedź na to pytanie.

Bilans wodny

Anion ClO^- uczestniczy w następującej równowadze hydrolizy:

HClO (ac) + H₂O (l) <=> ClO^-(ac) + H⁺(ac)

Jeśli kwasowość roztworu wzrasta, równowaga przesuwa się w lewo, wytwarzając HClO.

Ten kwas jest jeszcze bardziej niestabilny niż podchloryn, a zatem rozkład zmniejsza stężenie środka aktywnego. Jeśli pH jest zasadowe (większe niż 11), gwarantuje to istnienie ClO^- i czas życia produktu.

Jednak nadmierna alkaliczność powoduje inne problemy w jej zastosowaniach. Na przykład bardzo podstawowy roztwór NaClO uszkadza odzież, a nie tylko ją wybiela.

Podobnie w środowisku wodnym HClO jest również przekształcany w chlor, co wyjaśnia żółte zabarwienie tych roztworów:

HClO (ac) <=> Cl₂(g) + H₂O (l)

Dysproporcja

Atom chloru w podchlorynu sodu ma stopień utlenienia +1, wymagający tylko dwóch elektronów do uzupełnienia oktetu walencyjnego.

Z drugiej strony jego konfiguracja elektroniczna to [Ne] 3s²3p⁵, jest również w stanie opróżnić wszystkie elektrony z ich orbitali „p”, bardziej energetyczne.

Powoduje to reakcje dysproporcjonowania podchlorynu w jonach ze stopniami utlenienia +1 i +5:

3ClO^-(ac) <=> 2Cl^-(ac) + ClO₃^-(ac)

Ta reakcja w roztworze wodnym jest przyspieszana wraz ze wzrostem temperatury i stężenia podchlorynu. Podobnie reakcja przebiega według innego mechanizmu katalizowanego przez tlenki metali lekkich i miedzi, niklu i kobaltu:

2NaOCl (aq) => O₂(g) + 2NaCl (aq)

Bezwodny NaClO dysproporcjonuje znacznie szybciej, a nawet eksploduje.

Środek utleniający

Atom chloru może przyjmować elektrony z gatunków negatywnych (nukleofilowych). Bezwodnik jest silnym środkiem utleniającym, redukującym aniony chlorkowe (Cl^-).

W przypadku NaClO · 5H₂Albo uważa się, że cząsteczki wody częściowo zapobiegają ClO^- cierpią ataki nukleofilowe.

Jednak ze względu na strukturalną liniowość ClO^-, te cząsteczki wody nie spowalniają wystarczająco „ataków” na atom Cl. Z tego powodu podchloryn sodu jest silnym środkiem utleniającym.

Referencje

1. Wikipedia. (2018). Podchloryn sodu. Źródło: 7 kwietnia 2018 r. Z: en.wikipedia.org
2. Francisco J. Arnaiz. (2016). Eksperymenty dla Zielonego Laboratorium Chemii Nieorganicznej. Wydział Chemii, Uniwersytet w Burgos, Hiszpania.
3. Książka chemiczna. (2017). Podchloryn sodu. Źródło: 7 kwietnia 2018 r. Z: chemicalbook.com
4. Brian Clegg. (9 marca 2016 r.). Podchloryn sodu. Źródło: 7 kwietnia 2018, z: chemistryworld.com
5. OxyChem. (Grudzień 2014). Podręcznik podchlorynu sodu. Pobrane 7 kwietnia 2018 r. Z: oxy.com
6. Azchemistry (18 kwietnia 2017). 10 zastosowań podchlorynu sodu w życiu codziennym - laboratorium - szpital. Źródło: 7 kwietnia 2018 r. Z: azchemistry.com
7. PubChem. (2018). Podchloryn sodu. Źródło: 7 kwietnia 2018 r. Z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.