Натриум хипохлорит, попознат во разреден раствор како белило — неорганско хемиско соединение со формулата NaOCl (или NaClO), што содржи натриум катјон ( ) и хипохлоритен анјон ( или ). Може да се смета и како натриумова сол на хипохлорната киселина. Безводното соединение е нестабилно и може експлозивно да се распадне. Може да се кристализира како пентахидрат ·5 , бледо зеленикаво-жолта цврстина која не е експлозивна и е стабилна ако се чува во фрижидер.
Натриум хипохлоритот најчесто се среќава како бледо зеленикаво-жолт разреден раствор познат како течно белило, кое е хемикалија за домаќинство широко користена (од 18 век) како средство за дезинфекција или средство за белење. Во раствор, соединението е нестабилно и лесно се распаѓа, ослободувајќи хлор, што е активен принцип на таквите производи. Натриум хипохлоритот е најстариот и сè уште најважниот белило базиран на хлор.
Неговите корозивни својства, вообичаената достапност и производите за реакција го прават значаен безбедносен ризик. Особено, мешањето на течното белило со други производи за чистење, како што се киселините кои се наоѓаат во производите што отстрануваат бигор, ќе произведе гас хлор, кој се користел како отровен гас во Првата светска војна. Вообичаена урбана легенда вели дека мешањето белило со амонијак исто така ослободува хлор, но во реалноста двете хемикалии реагираат поинаку, произведувајќи хлорамини и/или азот трихлорид. Со вишок на амонијак и натриум хидроксид, може да се генерира хидразин.
Хемија
Стабилност Може да се подготви безводен натриум хипохлорит, но, како и многу хипохлорити, тој е многу нестабилен и експлозивно се распаѓа при загревање или триење. Распаѓањето се забрзува со јаглерод диоксид на атмосферско ниво. Тоа е бело цврсто тело со ортохомбична кристална структура.
Натриум хипохлорит може да се добие и како кристален пентахидрат ·5 , кој не е експлозивен и е многу постабилен од безводното соединение. Формулата понекогаш се дава како 2 · 10 . Должината на врската Cl-O во пентахидратот е 1,686 Å.Topić, Filip; Marrett, Joseph M.; Borchers, Tristan H.; Titi, Hatem M.; Barrett, Christopher J.; Friščić, Tomislav (2021). Транспарентните, светло зеленикаво-жолти, орторомбни " кристали содржат 44% NaOCl по тежина и се топат на 25-27 °C. Соединението брзо се распаѓа на собна температура, па затоа мора да се чува во фрижидер. На пониски температури, сепак, тој е доста стабилен: наводно само 1% се распаѓа по 360 дена на 7 °C.
Американски патент од 1966 година тврди дека стабилен цврст натриум хипохлорит дихидрат ·2 може да се добие со внимателно исклучување на хлоридните јони ( ), кои се присутни во излезот од обичните производни процеси и се вели дека го катализираат распаѓањето на хипохлоритот во хлорат ( ) и хлорид. Во еден тест, се тврди дека дихидратот покажува само 6% распаѓање по 13,5 месеци складирање на -25 °C. Патентот, исто така, тврди дека дихидратот може да се намали во безводна форма со вакуумско сушење на околу 50 °C, давајќи цврста материја која не покажала распаѓање по 64 часа на -25 °C.
Рамнотежа и стабилност При типични амбиентални температури, натриум хипохлоритот е постабилен во разредени раствори кои содржат солватиран и јони. Густината на растворот е 1,093 g/mL при 5% концентрација, и 1,21 g/mL на 14%, 20 °C.Environment Canada (1985): "Tech Info for Problem Spills: Sodium Hypochlorite (Draft)". Стехиометриските раствори се прилично алкални, со pH 11 или повисока бидејќи хипохлорната киселина е слаба киселина:
+ ⇌ HOCl +
Следниве видови и рамнотежи се присутни во растворите на :
(aq) ⇌ + (aq) + + ⇌ (aq) + (aq) + ⇌ (aq) ⇌ (g)
Втората рамнотежна равенка погоре ќе се помести надесно ако хлорот е дозволено да избега како гас. Односите на , HOCl и во раствор се исто така зависни од pH вредност. При pH под 2, поголемиот дел од хлорот во растворот е во форма на растворен елементарен . При pH поголема од 7,4, мнозинството е во форма на хипохлорит . Рамнотежата може да се помести со додавање киселини (како хлороводородна киселина ) или бази (како натриум хидроксид ) во растворот:
(aq) + 2 HCl (aq) → (g) + (aq) + (aq) (g) + 2 → (aq) + (aq) + (aq)
При pH од околу 4, како што се добива со додавање на силни киселини како хлороводородна киселина, количината на недисоциран (нејонизиран) HOCl е најголема. Реакцијата може да се напише како:
+ ⇌ HClO
Растворите на натриум хипохлорит во комбинација со киселина еволуираат гас хлор, особено силно при pH < 2, со реакциите:
(aq) + + ⇌ (aq) + (aq) ⇌ (g)
При pH > 8, хлорот е практично целиот во форма на хипохлоритни анјони ( ). Растворите се прилично стабилни на pH 11-12. И покрај тоа, еден извештај тврди дека конвенционалниот раствор на реагенс од 13,6% NaOCl изгубил 17% од својата сила откако бил складиран 360 дена на 7 °C.Kirihara M, Okada T, Sugiyama Y, Akiyoshi M, Matsunaga T, Kimura Y (December 2017). Поради оваа причина, во некои апликации може да се користат постабилни соединенија што ослободуваат хлор, како што е калциум хипохлорит или трихлороизоцијанурична киселина .
Безводниот натриум хипохлорит е растворлив во метанол, а растворите се стабилни.
Распаѓање до хлорат или кислород Во раствор, под одредени услови, хипохлоритниот анјон исто така може да е несразмерно (автоксидира) со хлорид и хлорат:
3 + → + 2
Особено, оваа реакција се јавува во раствори на натриум хипохлорит на високи температури, формирајќи натриум хлорат и натриум хлорид:
3 (aq) → 2 (aq) +
Оваа реакција се користи во индустриското производство на натриум хлорат.
Алтернативно распаѓање на хипохлорит произведува кислород наместо:
2 → 2 +
Во топли раствори на натриум хипохлорит, оваа реакција се натпреварува со формирањето на хлорат, при што се добиваат натриум хлорид и кислороден гас:
2 (aq) → 2 (aq) + (g)
Овие две реакции на распаѓање на растворите на NaClO се максимизираат при pH околу 6. Реакцијата што произведува хлор преовладува при pH над 6, додека кислородната станува значајна под тоа. На пример, на 80 °C, со концентрации на NaOCl и NaCl од 80 mM и pH 6-6,5, хлоратот се произведува со ~ 95% ефикасност. Патеката на кислород преовладува при pH 10. На ова распаѓање влијаат катализаторите на светлина и метални јони како што се бакар, никел, кобалт и иридиум. Катализатори како натриум дихромат Na 2Cr 2О 7 и натриум молибдат Na 2MoO 4 може да се додаде индустриски за да се намали патеката на кислородот, но извештајот тврди дека само второто е ефикасно.
Титрација Титрацијата на растворите на хипохлорит често се прави со додавање на измерен примерок на вишок на закиселен раствор на калиум јодид () и потоа титрирање на ослободениот јод ( ) со стандарден раствор на натриум тиосулфат или фениларзин оксид, користејќи скроб како индикатор, додека не исчезне сината боја.
Според еден американски патент, стабилноста на содржината на натриум хипохлорит во цврсти материи или раствори може да се одреди со следење на апсорпцијата на инфрацрвените зраци поради врската O-Cl. Карактеристичната бранова должина е дадена како 140,25 μm за водени раствори, 140,05 μm за цврстиот дихидрат NaOCl·2 , и 139,08 μm за безводна мешана сол .US 3498924, Walsh RH, Dietz A, "Process for preparing stable sodium hypochlorites", issued 1966
Оксидација на органски соединенија Оксидацијата на скробот со натриум хипохлорит, кој додава карбонилни и карбоксилни групи, е релевантна за производството на модифицирани производи од скроб.ASC – PT Asahimas Chemical (2009): "Sodium hypochlorite ".
Во присуство на катализатор за пренос на фаза, алкохолите се оксидираат до соодветното карбонилно соединение (алдехид или кетон). Натриум хипохлоритот исто така може да ги оксидира органските сулфиди во сулфоксиди или сулфони, дисулфиди или тиоли до сулфонил халиди, имините до оксазиридини. Може да ги деароматизира и фенолите.
Оксидација на метали и комплекси Хетерогените реакции на натриум хипохлорит и метали како што е цинкот продолжуваат бавно за да го добијат металниот оксид или хидроксид:
NaOCl + Zn → ZnO + NaCl
Хомогените реакции со метални координативни комплекси се одвиваат нешто побрзо. Ова е искористено во епоксидацијата на Јакобсен.
Други реакции Ако не е правилно складиран во херметички контејнери, натриум хипохлоритот реагира со јаглерод диоксид за да формира натриум карбонат :2 NaOCl + + → + 2 HOCl
Натриум хипохлорит реагира со повеќето азотни соединенија за да формира испарлив монохлорамин, дихлорамини и азот трихлорид :
+ NaOCl → + NaOH + NaOCl → + NaOH + NaOCl → + NaOH
Неутрализација Натриум тиосулфат е ефикасен неутрализатор на хлор. Плакнење со 5 mg/L раствор, проследено со миење со сапун и вода, ќе го отстрани мирисот на хлор од рацете.
Производство
Хлорирање на сода Калиум хипохлоритот првпат бил произведен во 1789 година од страна на Клод Луј Бертоле во неговата лабораторија во Париз, Франција, со поминување на гасот хлор низ раствор од калиум хидроксид. Добиената течност, позната како „ Eau de Javel “ („Јавел вода“), била слаб раствор на калиум хипохлорит. Антоан Лабарак ја заменил со поевтината сода луга, со што добил натриум хипохлорит (Eau de Labarraque).
Cl 2 (g) + 2 NaOH (aq) → NaCl (aq) + NaClO (aq) + H2O (aq)
Оттука, хлорот истовремено се намалува и оксидира; овој процес е познат како диспропорција .
Процесот се користи и за подготовка на пентахидрат ·5 за индустриска и лабораториска употреба. Во типичен процес, гасот хлор се додава во 45-48% раствор на NaOH. Дел од натриум хлоридот се таложи и се отстранува со филтрација, а пентахидратот потоа се добива со ладење на филтратот до 12 °C.
Од калциум хипохлорит Друг метод вклучува реакција на натриум карбонат („сода за перење“) со хлорирана вар („прашок за белење“), мешавина од калциум хипохлорит , калциум хлорид и калциум хидроксид :
(aq) + (aq) → (s) + 2 (aq) (aq) + (aq) → (s) + 2 (aq) (aq) + (s) → (s) + 2 (aq)
Овој метод вообичаено се користел за производство на раствори од хипохлорит за употреба како болнички антисептик што се продавал по Првата светска војна под имињата „Eusol“, кратенка за решението на Универзитетот во Единбург на (хлорирана) вар - референца на одделот за патологија на универзитетот, каде таа била развиена.
Електролиза на саламура Приближно до крајот на деветнаесеттиот век, Е.С. Смит го патентирал процесот на хлоралкали : метод за производство на натриум хипохлорит кој вклучува електролиза на саламура за производство на натриум хидроксид и гас хлор, кои потоа се мешаат за да формираат натриум хипохлорит. Клучните реакции се:
2 Cl − → Cl 2 + 2 e − (на анодата) 2 + 2 e − → + 2 (на катодата)
И електричната енергија и растворот за саламура биле во евтина понуда во тоа време, а разни претприемнички продавачи ја искористијле ситуацијата за да ја задоволат побарувачката на пазарот за натриум хипохлорит. Флашираните раствори на натриум хипохлорит се продавале под бројни трговски имиња.
Денес, подобрената верзија на овој метод, познат како процес на Хукер (именуван по Хукер Хемикалс, купен од Оксидентал Петролеум), е единствениот индустриски метод за производство на натриум хипохлорит од големи размери. Во тој процес, натриум хипохлорит (NaClO) и натриум хлорид (NaCl) се формираат кога хлорот се пренесува во ладен разреден раствор на натриум хидроксид. Хлорот се подготвува индустриски со електролиза со минимално одвојување помеѓу анодата и катодата. Растворот мора да се чува под 40 °C (со ладење намотки) за да се спречи несаканото формирање на натриум хлорат.
Комерцијалните раствори секогаш содржат значителни количини на натриум хлорид (обична сол) како главен нуспроизвод, како што се гледа во равенката погоре.
Од хипохлорна киселина и сода