Υποχλωριώδες νάτριο (NaClO) Τύπος, χρήσεις και ιδιότητες

Το υποχλωριώδες νάτριο (NaClO) είναι ένα τριμερές και ανόργανο άλας νατρίου. Εμπορικά επιτυγχάνεται ως υδατικά διαλύματα και είναι ο δραστικός παράγοντας αυτών των οικιακών και βιομηχανικών προϊόντων. Αυτά τα διαλύματα είναι γνωστά με τα ονόματα χλωρίνης, λευκαντικού σόδας, υγρού λευκαντικού ή ακόμη πιο εκλεπτυσμένου διαλύματος Javel.

Στο νερό το υποχλωριώδες νάτριο παρουσιάζει τις ίδιες οξειδωτικές ιδιότητες του αερίου χλωρίου, έτσι ένα διάλυμα αυτού του άλατος είναι ισοδύναμο με την μεταφορά της εν λόγω ένωσης σε μια πλαστική φιάλη. Στην πραγματικότητα, το διαθέσιμο χλώριο σε αυτά τα δοχεία είναι ένας δείκτης της συγκέντρωσης και της λευκαντικής ισχύος του διαλύματος υποχλωριώδους νατρίου.

Αυτό το τριδύναμο άλας σε νερό μπορεί κάλλιστα να θεωρηθεί απλό υδατικό διάλυμα χλωρίου. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες διαθέσιμες μορφές, όπως το στερεό στην περίπτωση του υποχλωριώδους ασβεστίου και το υγρό χλώριο. Και οι τρεις έχουν την ίδια οξειδωτική ισχύ και οι χρήσεις τους εξαρτώνται από μεταβλητές όπως η άνεση, η απόδοση ή ο χρόνος.

Ευρετήριο

• 1 Φόρμουλα
• 2 Πού είσαι;?
• 3 Πώς γίνεται;?
• 4 Χρήσεις
• 5 Ιδιότητες
  • 5.1 Υδατικό ισοζύγιο
  • 5.2 Διαφορά
  • 5.3 Οξειδωτικό μέσο
• 6 Αναφορές

Φόρμουλα

Ο χημικός τύπος υποχλωριώδους νατρίου είναι NaClO. Αποτελείται από ένα κατιόν Na⁺ και ένα ανιόν ClO^-. Ιόντα Na⁺ αισθάνονται ηλεκτροστατική έλξη για ιόντα ClO^-, με το τελευταίο να υιοθετεί τετραεδρική δομή με υβριδισμό sp³.

Ο τύπος υποδεικνύει την αναλογία των ιόντων στην κατάσταση ανυδρίτη, η οποία είναι ίση με 1: 1. Ωστόσο, αυτό ισχύει μόνο για τον ανυδρίτη.

Στην περίπτωση του ενυδατωμένου υποχλωριώδους νατρίου - μιας από τις πιο σταθερές μορφές αυτού του άλατος-, ο χημικός τύπος του είναι NaClO · 5H₂Ο.

Πού είναι?

Το NaClO είναι ένα συνθετικό προϊόν και, λόγω της αντιδραστικότητας του, βρίσκεται μόνο στις τοπικές περιοχές όπου χρησιμοποιείται, ειδικά στα λύματα, στο έδαφος ή ακόμη και σε εκροές πόσιμου νερού.

Τα ιόντα χλωρίου αφθονούν στο ανθρώπινο σώμα, τα οποία μπορούν να συμμετέχουν σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις που παράγουν υποχλωριώδες νάτριο μέσα στο σώμα.

Πώς γίνεται;?

Σε όλη την ιστορία, το NaClO έχει παρασκευαστεί με διάφορες μεθόδους. Το απλούστερο αποτελείται από διάλυμα χλωρίου σε νερό ή σε διαλύματα Na₂CO₃ που απελευθερώνουν CO₂ με τη δράση του υποχλωριώδους οξέος (HClO).

Άλλες μέθοδοι χρησιμοποιούν άλμη από τη θάλασσα ως πρώτη ύλη μέσω μιας ηλεκτρολυτικής διαδικασίας. Κάτω από αποτελεσματική μηχανική ανάδευση, Cl₂ και NaOH που παράγεται από NaCl και νερό αντιδρούν και γίνονται NaClO:

Cl₂(g) + 2ΝaΟΗ (υδατ.) => NaClO + NaCl + Η₂O + Q (θερμότητα)

Σήμερα, η διαδικασία Hooker κατασκευάζει σε μεγάλη κλίμακα αυτή την ένωση, η οποία αποτελείται από μια βελτιωμένη έκδοση της παραπάνω περιγραφείσας μεθόδου..

Χρησιμοποιεί

- Το υποχλωριώδες νάτριο χρησιμοποιείται ως λευκαντικό σε κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα, απορρυπαντικά που το ενσωματώνουν και στη βιομηχανία χαρτιού.

- Η χρήση του ως βακτηριοκτόνου παράγοντα και απολυμαντικού είναι πολύ ευρεία, χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό του νερού και της επεξεργασίας λυμάτων.

- Η χρησιμότητά της στην απολύμανση του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στην παρασκευή τροφίμων και στην επεξεργασία φρούτων και λαχανικών είναι γνωστή. Ομοίως, χρησιμοποιείται με την ίδια απολυμαντική λειτουργία στην παραγωγή μανιταριών, βοοειδών, χοίρων και πουλερικών..

- Το υποχλωριώδες νάτριο χρησιμοποιείται στη βιομηχανία πετρελαίου στο στάδιο εξευγενισμού.

- Στο σπίτι, η λεύκανση του υποχλωριώδους νατρίου χρησιμοποιείται στην πλύση σεντονιών και η απολυμαντική δράση στον καθαρισμό των λουτρών, των δαπέδων κλπ..

- Το υποχλωριώδες νάτριο χρησιμοποιείται στην ενδοδοντική θεραπεία, ειδικά στη θεραπεία του ριζικού σωλήνα του δοντιού. Σε αυτή τη θεραπεία χρησιμοποιείται το διάλυμα Dakin (0,5% ClONa), το οποίο διατηρεί τον ζωτικό οδοντικό ιστό διαλύοντας τον νεκρωτικό ιστό.

Ιδιότητες

Τα διαλύματα υποχλωριώδους νατρίου σε θερμοκρασία δωματίου είναι άχρωμα και έχουν οσμή γλυκού χλωρίου. Οι φυσικές ιδιότητες ποικίλουν ανάλογα με τις συγκεντρώσεις του άλατος που διαλύεται στο νερό. Όλα έχουν κίτρινα χρώματα.

Μέσω τεχνικών κρυστάλλωσης, από αυτά τα διαλύματα λαμβάνεται το στερεό NaClO · 5Η₂Ή, των οποίων οι κρύσταλλοι είναι πράσινοι-ανοιχτοί.

Αυτό το ενυδατωμένο άλας έχει κατά προσέγγιση μοριακό βάρος 164 g / mol, πυκνότητα 1,11 g / ml, είναι πολύ διαλυτό στο νερό και αποσυντίθεται στους 101 ° C. NaClO · 5Η₂Ή είναι επίσης ευαίσθητο στις ίδιες αντιδράσεις του ανυδρίτη.

Γιατί είναι το πενταϋδρικό άλας; Καθώς το NaClO κρυσταλλώνεται στο υδατικό του περιβάλλον, τα μόρια νερού περιβάλλουν τα ιόντα σε μια υδατική σφαίρα. 

Είναι δυνατόν να σκεφτούμε ότι τρία από αυτά τα μόρια αλληλεπιδρούν με τα ζεύγη ηλεκτρονίων που δεν μοιράζονται το Cl: μία μορφή υδρογόνου με το Ο και η τελευταία προσελκύεται από το Na.

Ωστόσο, οι μελέτες που επικεντρώνονται στην κρυσταλλική δομή αυτού του στερεού έχουν την αληθινή απάντηση σε αυτή την ερώτηση.

Ισορροπία νερού

Το ανιόν ClO^- συμμετέχει στην ακόλουθη ισορροπία υδρόλυσης:

HClO (ac) + Η₂O (l) <=> ClO^-(ac) + Η⁺(ac)

Εάν η οξύτητα του διαλύματος αυξηθεί, η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αριστερά, παράγοντας HClO.

Το οξύ αυτό είναι ακόμη πιο ασταθές από το υποχλωριώδες και επομένως η αποσύνθεση μειώνει τη συγκέντρωση του δραστικού παράγοντα. Αν το pH είναι βασικό (μεγαλύτερο από 11), εγγυάται την ύπαρξη ClO^- και τον χρόνο ζωής του προϊόντος.

Ωστόσο, η υπερβολική αλκαλικότητα προκαλεί άλλα προβλήματα στις εφαρμογές της. Για παράδειγμα, ένα πολύ βασικό διάλυμα NaClO βλάπτει τα ρούχα αντί να το λεύκωμα.

Ομοίως, σε υδατικό μέσο το HClO μετατρέπεται επίσης σε χλώριο, πράγμα που εξηγεί τους κίτρινους χρωματισμούς αυτών των διαλυμάτων:

HClO (ac) <=> Cl₂(g) + Η₂O (l)

Διαφορά

Το άτομο χλωρίου στο υποχλωριώδες νάτριο έχει μία κατάσταση οξείδωσης +1, που χρειάζεται μόνο δύο ηλεκτρόνια για να ολοκληρώσει την οκτάδα σθένους.

Από την άλλη πλευρά, η ηλεκτρονική του διαμόρφωση είναι [Ne] 3s²3ρ⁵, ενώ είναι επίσης σε θέση να αδειάσει όλα τα ηλεκτρόνια από τα τροχιακά τους "ρ", πιο ενεργητικά.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το υποχλωριώδες να υποφέρει σε αντιδράσεις δυσαναλογίας στα ιόντα με καταστάσεις οξείδωσης +1 και +5:

3ClO^-(ac) <=> 2Cl^-(ac) + ClO₃^-(ac)

Αυτή η αντίδραση σε υδατικό διάλυμα επιταχύνεται με αυξήσεις της θερμοκρασίας και των συγκεντρώσεων υποχλωριωδών. Ομοίως, η αντίδραση προχωρά με ένα διαφορετικό μηχανισμό καταλυόμενο από φως και οξείδια μετάλλων χαλκού, νικελίου και κοβαλτίου:

2NaOCl (aq) => 0₂(g) + 2ΝaCl (υδ)

Το άνυδρο NaClO δυσκολεύεται με πολύ ταχύτερο ρυθμό, ακόμη και να εκραγεί.

Οξειδωτικό μέσο

Το άτομο χλωρίου μπορεί να δέχεται ηλεκτρόνια από αρνητικά (πυρηνόφιλα) είδη. Ο ανυδρίτης είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας, μειώνοντας σε χλωριούχα ανιόντα (Cl^-).

Στην περίπτωση του NaClO · 5Η₂Ή, πιστεύεται ότι τα μόρια του νερού παρεμποδίζουν εν μέρει το ClO^- υποφέρουν από πυρηνόφιλες επιθέσεις.

Ωστόσο, δεδομένης της δομικής γραμμικότητας του ClO^-, αυτά τα μόρια νερού δεν επιβραδύνουν αρκετές "επιθέσεις" στο άτομο Cl.Για το λόγο αυτό, το υποχλωριώδες νάτριο είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας.

Αναφορές

1. Wikipedia. (2018). Υποχλωριώδες νάτριο. Ανακτήθηκε στις 7 Απριλίου 2018, από: en.wikipedia.org
2. Francisco J. Arnaiz. (2016). Πειράματα για το Εργαστήριο Πράσινης Ανόργανης Χημείας. Τμήμα Χημείας, Πανεπιστήμιο Burgos, Ισπανία.
3. Chemical Book. (2017). Υποχλωριώδες νάτριο. Ανακτήθηκε στις 7 Απριλίου 2018, από: chembook.com
4. Μπράιαν Κλέγκ. (9 Μαρτίου 2016). Υποχλωριώδες νάτριο. Ανακτήθηκε στις 7 Απριλίου 2018, από: chemistryworld.com
5. OxyChem. (Δεκέμβριος 2014). Εγχειρίδιο υποχλωριώδους νατρίου. Ανακτήθηκε στις 7 Απριλίου 2018, από: oxy.com
6. Azchemistry (18 Απριλίου 2017). 10 Χλωροχλωριώδες νάτριο χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή - Εργαστήριο - Νοσοκομείο. Ανακτήθηκε στις 7 Απριλίου 2018, από: azchemistry.com
7. PubChem. (2018). Υποχλωριώδες νάτριο. Ανακτήθηκε στις 7 Απριλίου 2018, από: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.