Նատրիումի հիպոքլորիտ

Կաղապար:Տեղեկաքարտ Նյութ Նատրիումի հիպոքլորիդ, NaOCl, անօրգանական միացություն, հիպոքլորաթթվի նատրիումական աղը։ Ջրային լուծույթի առօրյա անվանումը՝ «լաբարակյան ջուր» կամ «ժավելաջուր»։

Միացությունը սովորական բաղադրությամբ շատ անկայուն է, հեշտությամբ օգտագործվում է պենտահիդրատի՝ NaOCl · 5H₂O կամ ջրային լուծույթի տեսքով, որը ունի քլորին բնորոշ սուր հոտ և բավականին բարձր կոռոզման հատկություն։

Միացություն՝ ուժեղ օքսիդիչ է, պարունակում է 95,2 % ակտիվ քլոր։ Այն ունի հականեխիչ և վարակազերծիչ հատկություն։ Օգտագործվում է վիրակապերի բաղադրության, սպիտակեղենի սպիտակեցման, վարակների, մաքրման միջոցների, ջրի ախտահանման մեջ և մի շարք քիմիական երևույթների մեջ ունի օքսիդիչ հատկություն։ Նրա բակտերիասպան և ստերիլիզացնող հատկությունը կիրառվում է բժշկության, սննդի արդյունաբերության և գյուղատնտեսության մեջ։

Ըստ The 100 Most Important Chemical Compounds (Greenwood Press, 2007) թերթի, նատրիումի հիպոքլորիտը մտնում է հարյուր ամենակարևոր քիմիական միացությունների մեջ։

Բացահայտման պատմություն

1774 թվականին շվեդ քիմիկոս Կարլ Վիլհելմ Շեելեն բացահայտում է քլորը։ 11 տարի անց՝ 1785 թվականին (մեկ այլ տվյալով 1787 թվականին), մեկ այլ քիմիկոս՝ Կլոդ Լուի Բերթոլեն, բացահայտում է, որ այդ գազի ջրային լուծույթը ունի սպիտակեցնող հատկություն (տես (1) հավասարումը)։

$𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{=}𝖧𝖢𝗅\mathsf{+}𝖧𝖮𝖢𝗅(1)$

Փարիզյան ոչ մեծ Societé Javel ընկերությունը 1778 թվականին Սեն գետի ափերին և Լեոնարդ Ալբանի գլխավորությամբ (Կաղապար:Lang-en) հաստատում է Բերթոլեի բացահայտումը, և այդ օրվանից սկսվում է գազային քլորը ջրի մեջ լուծելու արդյունաբերական գործընթացը։ Մեկ այլ ստացված նյութ շատ անկայուն էր և այդ պատճառով 1787 թվականին երևույթը ձևափոխվում է։ Քլորը ստանում էին պոտաշի (կալիումի կարբոնատ) ջրային լուծույթի միջոցով (տես (2) հավասարումը), որի արդյունքում առաջանում է բավականին կայուն քիմիական միացություն, որը ուներ սպտակեցնող հատկություն։ Ալաբանը դրան անվանեց «Eau de Javel» («ժավելաջուր»)։ Նոր նյութը միանգամից հայտնի դարձավ Անգլիայում և Ֆրանսիայում՝ շնորհիվ իր հեշտ փոխադրման և պահպանման։

$𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖪𝖧𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖪𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖪𝖢𝗅(2)$

1820 թվականին ֆրզնսիացի դեղագործ Անտուան Լաբարակը (Կաղապար:Lang-fr) պոտաշը փոխարինում է էժանագին կաուստիկ սոդայով (նատրիումի հիդրօքսիդ) (տես (3) հավասարումը)։ Նատրիումի հիպոքլորիտի ստացված լուծույթը անվանեցին «Eau de Labarraque» («լաբարակյան ջուր»)։ Այն դարձավ սպիտակեցման և վարակազերծման երկար կիրառման միջոցը։

$𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{=}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮(3)$

Չնայած նրան, որ հիպոքլորիտի վարակազերծման հատկությունը հայտնաբերվել է 19-րդ դարի առաջին կեսին, խմելու ջրի ախտահանման և ջրի թափոնների մաքրման աշխատանքները սկսվեցին միայն դարի վերջին։ Ջրի մաքրման առաջին մեխանիզմը բացահայտվեց Համբուրգում՝ 1893 թվականին․ ԱՄՆ-ում թորած ջուր պատրաստելու համար առաջին գործարանը բացվեց 1908 թվականին՝ Ջերսի Սիթիում։

Ֆիզիկական հատկություններ

Անջուր նատրումի հիպոքլորիտը հանդես է գալիս անկայուն բյուրեղային նյութերի ձևով։ Քիմիական կազմը․ Na (30,9 %), Cl (47,6 %), O (21,5 %)։

Լավ է լուծվում ջրում․ 100 գրամ ջրում 53,4 գ (50 °C-ում՝ 100 գրամում 130 գրամ))։

Միացությունից հայտնի է երեք բյուրեղահիդրատ․

• մոնոհիդրատ՝ NaOCl · H₂O - չափազանց անկայուն է, քայքայվում է 60 °C-ից բարձր ջերմաստիճաններում, որը ուղեկցվում է պայթյունով։
• NaOCl · 2,5H₂O - բավականին կայուն է, լուծվում է 57,5 °C ջերմաստիճանային պայմաններում։
• պենտահիդրատ NaOCl · 5H₂O - համեմատաբար կայուն է, իրենից ներկայացնում է սպիտակ (մեկ այլ տվյալներով թույլ կանաչ) շեղանկյունաձև բյուրեղ (a = 0,808 նմ, b = 1,606 նմ, c = 0,533 նմ, Z = 4)։ Հիդրոսկոպիկ չէ, լավ է լուծվում ջրում(100 գրամ ջրի հաշվարկով)․ 26 (−10 °C), 29,5 (0 °C), 38 (10 °C), 82 (25 °C), 100 (30 °C)։ Օդում տարածվում է՝ անցնում է հեղուկ վիճակի, արագ ընդլայնվում է։ Հալման ջերմաստիճանը․ 24,4 °C (մեկ այլ տվյալով․ 18 °C), տաքացման պայմաններում (30-50 °C) քայքայվում է։

Նատրիումի հիպոքլորիտի ջրային լուծույթի խտությունը 18 °C-ում։

	1 %	2 %	4 %	6 %	8 %	10 %	14 %
Խտություն, գ/լ	1005,3	1012,1	1025,8	1039,7	1053,8	1068,1	1097,7
	18 %	22 %	26 %	30 %	34 %	38 %	40 %
	1128,8	1161,4	1195,3	1230,7	1268,0	1308,5	1328,5

Նատրիումի հիպոքլորիտի ջրային լուծույթի կոնցենտրացիան սառեցման դեպքում^{․[էջ 458]}․

	0,8 %	2 %	4 %	6 %	8 %	10 %	12 %	15,6 %
Սառեցման ջերմաստիճան, °C	−1,0	−2,2	−4,4	−7,5	−10,0	−13,9	−19,4	−29,7

Նատրիումի հիպոքլորիտի ջրային լուծույթի թերմոդինամիկական հատկությունները լուծույթը նոսրեցնելու դեպքում․

• ձևավորման ստանդարտ էնթալպիա, ΔH^o₂₉₈․ −350,4 կՋ/մոլ,
• Գիբսի ստնդարտ էներգիա, ΔG^o₂₉₈․ −298,7 կՋ/մոլ։

Քիմիական հատկություններ

Քայքայում և օքսիդավերականգնում

Նատրիումի հիպոքլորիտը անկայուն միացություն է, հեշտությամբ քայքայվում է՝ ազատ թթվածին անջատելով․

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

Այն կարող է հետզհետև քայքայվել նաև սենյակային ջերմաստիճաններում․ 40 օրվա ընթացքում պենտահիդրատը (NaOCl · 5H₂O) անջատում է մոտ 30 % ակտիվ քլոր։ 70 °C չոր հիպոքլորիտի տաքացումը հանգեցնում է պայթյունի։

Տաքացմանը զուգահեռ, տեղի է ունենում օքսիդավերականգնման ռեակցիա․

$\mathrm{𝟥}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{=}𝖭𝖺𝖢𝗅{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖢𝗅$

Հիդրոլիզ և քայքայում ջրային լուծույթում

Ջրում լուծվելով նատրիումի հիպոքլորիտը դիսոցվում է իոնների․

$𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\stackrel{H_{2}O}{\to }𝖭{𝖺}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}𝖮𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}$

Ինչպես և հիպոքլորաթթուն (HOCl) այն շատ աղքատ է (pK_a = 7,537), հիպոքլորիտ իոնը ջրային միջավայրում հիդրոլիզվում է․

$𝖮𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{\leftrightarrows }𝖧𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}$

Հիպոքլորաթթվի առկայությունը նատրիումի հիպոքլորիտի ջրային լուծույթում բացատրվում է նրա ուժեղ վարակազերծիչ և սպիտակեցնող հատկությամբ։

Նատրիումի հիպոքլորիտի ջրային լուծույթը անկայուն է և ժամանակի ընթացքում նույնիսկ սովորական ջերմաստիճաններում քայքայվում է (օրում 0,085 %)։ Քայքայումը արագանում է լույսի ազդեցությամբ, ծանր մետաղների իոններով և ալկալիական մետաղների քլորիդներով․ հակառակը՝ մագնեզիումի սուլֆատը, սիլիկատները, նատրիումի հիդրօքսիդը և բորաթթուն դանդաղեցնում են երևույթը․ առավել կայուն են թույլ ալկալիական մետաղների նկատմամբ (pH > 11)։

Ուժեղ հիմնային միջավայրում (pH > 10), որտեղ հիպոքլորիտ իոնի դիսոցումը ճնշվում է, տեղի է ունենում իոնի քայքայում․

$\mathrm{𝟤}𝖮𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

35 °C-ից բարձր ջերմաստիճաններում տեղի է ունենում օքսիդավերականգնման ռեակցիա․

$\mathrm{𝟥}𝖮𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}𝖢𝗅O_{\mathrm{𝟥}}^{\mathsf{-}}$

pH-ը 5-ից 10 միջակայքու, որտեղ հիպոքլորաթթվի կոնցենտրացիան դառնում է նկատելի, քայքայումը գնում է հաջորդ եղանակով․

$𝖧𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢𝗅{𝖮}^{\mathsf{-}}\mathsf{=}𝖢𝗅O_{\mathrm{𝟥}}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}^{\mathsf{+}}$

$𝖧𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖢𝗅{𝖮}^{\mathsf{-}}\mathsf{=}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}^{\mathsf{+}}$

Թթվային միջավայրում HOCl-ի քայքայուման արագությունը մեծանում է, իսկ շատ ուժեղ թթվային միջավայրում (pH < 3) քայքայումը գնում է մեկ այլ մեխանիզմով․

$\mathrm{𝟦}𝖧𝖮𝖢𝗅\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Եթե օքսիդացման համար օգտագործվում է աղաթթու, արդյունքում քլոր է անջատվում․

$𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖧𝖢𝗅\mathsf{=}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Նատրիումի հիպոքլորիտի ջրային լուծույթի վրայով ածխաթթու գազ անցկացնելով, կարող ենք ստանալ հիպոքլորաթթվի լուծույթ․

$𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{=}𝖭𝖺𝖧𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}𝖧𝖮𝖢𝗅$

Օքսիդացնող հատկություն

Նատրիումի հիպոքլորիդի ջրային լուծույթը ջրային լուծույթը ուժեղ օքսիդիչ է, մասնակցում է մի շարք հիմիական ռեակցիաների և ցուցաբերում է վերականգնիչ հատկություն՝ անկախ թթու-հիմնային հատկությունից։

Դիտարկենք օքսիդացման-վերականգնման և ստանդարտ էլեկտրոդային պոտենցիալներ զարգացման հիմնական եղանակները՝ ջրային լուծույթում։

• թթվային միջավայրում․

$𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}^{\mathsf{+}}\mathsf{=}𝖭{𝖺}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}𝖧𝖮𝖢𝗅$

$\mathrm{𝟤}𝖧𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖾}^{\mathsf{-}}\mathsf{=}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$	$E^o\mathsf{=}\mathrm{𝟣},\mathrm{𝟨}\mathrm{𝟥}\mathrm{𝟢}𝖡$
$𝖧𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖾}^{\mathsf{-}}\mathsf{=}𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$	$E^o\mathsf{=}\mathrm{𝟣},\mathrm{𝟧}\mathrm{𝟢}\mathrm{𝟢}𝖡$

• չեզոք և հիմնային միջավայրում․

$𝖮𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖾}^{\mathsf{-}}\mathsf{=}𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}$	$E^o\mathsf{=}\mathrm{𝟢},\mathrm{𝟪}\mathrm{𝟫}\mathrm{𝟢}𝖡$
$\mathrm{𝟤}𝖮𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖾}^{\mathsf{-}}\mathsf{=}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}$	$E^o\mathsf{=}\mathrm{𝟢},\mathrm{𝟦}\mathrm{𝟤}\mathrm{𝟣}𝖡$

Մի քանի օքսիդացման-վերականգնման ռեակցիաներ նատրիումի հիպոքլորիտի մասնակցությամբ․

• Ալկալիական մետաղների յոդիդները օքսիդացնում է մինչև յոդ (քիչ թթու միջավայրում), յոդատները (չեզոք միջավայրում) կամ պերյոդիտները (հիմնային միջավայրում)․

$𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖨\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{=}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖨}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖧$

$\mathrm{𝟥}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭𝖺𝖨\mathsf{=}\mathrm{𝟥}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭𝖺𝖨{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

$\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭𝖺𝖨\mathsf{=}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭𝖺𝖨{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}$

• Սուլֆիտները օքսիդացնում է մինչև սուլֆատներ, նիտրիտները՝ նիտրատներ, օքսալատները և ֆորմիատները՝ կարբոնատներ, և այդպես շարունակ․

$𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{=}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖪}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}$

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖢𝖺\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖢𝖺\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}$

$𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}𝖧𝖢𝖮𝖮𝖭𝖺\mathsf{=}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Ֆոսֆորը և աստատը լուծվում են նատրիումի հիպոքլորիդի հիմնային լուծույթում, առաջացնում է ֆոսֆորային և աստատային թթվի աղեր^{․[էջ 169]}․

$\mathrm{𝟤}𝖠𝗌\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟥}}𝖠𝗌{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟧}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Ամոնիակը նատրիումի հիպոքլորիդով ազդելիս առաջացնում է միաքլորամին, իսկ հետո՝ հիդրազին (նման ձևով ստացվում է նաև միզանյութ)^{․[էջ 181]}․

$𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{=}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢𝗅$

$𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{+}𝖭{𝖧}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{=}{𝖭}_{\mathrm{𝟤}}{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

• Մետաղների միացությունները օքսիդացման ցածր աստիճանից բարձրացմում է ավելի բարձր օքսիդացման աստիճան^{․[էջ 138, 308]․[էջ 200]}․

$𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖯𝖻𝖮\mathsf{=}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖯𝖻{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖬𝗇𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{=}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖬𝗇{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

$\mathrm{𝟥}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖢𝗋\mathsf{(}𝖮𝖧{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖢𝗋{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟥}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟧}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Ըստ նմանության կարելի է իրականացնել հետրևյալ փոխակերպումը․ Fe(II) → Fe(III) → Fe(VI), Co(II) → Co(III) → Co(IV), Ni(II) → Ni(III), Ru(IV) → Ru(VIII), Ce(III) → Ce(IV) և այլն։

Նույնականացում

Որակական վերլուծության մեջ հիպոքլորիդ իոնը կարող է առաջացնել շագանակագույն նստվածք, որը առաջանում է երբ փորձնական լուծույթին ալկալի և թալիումի աղ ենք ավելացնում (հայտնաբերման սահմանը՝ 0,5 մկգ հիպոլքորիտ)․

$\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖳{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖳𝗅𝖮\mathsf{(}𝖮𝖧\mathsf{)}\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖲{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}$

Մեկ այլ տարբերակ՝ յոդ-օսլայային ռեակցիան աղաթթվային միջավայրում և 4,4’-տետրամեթիլդիամինոդիֆենիլմեթանի գունավոր ռեակցիան կամ n, n’-դիօքսիտրիֆենիլմեթան՝ կալիումի բրոմատի բերկայությամբ։

Նատրիումի հիպոքլորիդի որակական վերլուծության հասարակ ձևերից է պոտենցիալաչափության եղանակը կամ վերլուծվող լուծույթի կոնցենտրացիայի կրճատումը՝ իոնային ընտրողական էլեկտրոդների օգնությամբ։

Մեկ այլ տարբերակ է տիտրման մեթոդը՝ կալիումի յոդիդի կիրառմամաբ (յոդաչափության եղանակ)

Քայքայիչ ազդեցություն

Նատրիումի հիպոքլորտիտը ունի բավականին ուժեղ քայքայիչ ազդեցություն, ինչը վկայում է ներքևում նշված տվյալները․

Նյութ	Կոնցենտրացիա NaOCl, %	Ազդեցության ձև	Ջերմաստիճան, °C	Քայքայման արագություն և բնույթ
Ալյումին	—	կոշտ, թաց	25	> 10 մմ/տարի
	10; pH>7	ջրային լուծույթ	25	> 10 մմ/տարի
պղինձ	2	ջրային լուծույթ	20	< 0,08 մմ/տարի
	20	ջրային լուծույթ	20	> 10 մմ/տարի
Պղնձե համաձուլվածք․	10	ջրային լուծույթ	20	> 10 մմ/տարի
Նիկել	< 34	ջրային լուծույթ	20	0,1—3,0 մմ/տարի
Նիկելային համաձուլվածք	< 34; ակտիվ քլոր․ 3	ջրային լուծույթ	20	0,007 մմ/տարի
Նիկելային համաձուլվածք	< 34	ջրային լուծույթ	35—100	< 0,004 մմ/տարի
Պլատին	< 34	ջրային լուծույթ	< 100	< 0,1 մմ/տարի
Կապար	< 34; ակտիվ քլոր․ 1	ջրային լուծույթ	20	0,54 մմ/տարի
			40	1,4 մմ/տարի
Արծաթ	< 34	ջրային լուծույթ	20	< 0,1 մմ/տարի
Պողպատ	—	կոշտ, անջուր	25—30	< 0,05 մմ/տարի
	0,1; pH > 10	ջրային լուծույթ	20	< 0,1 մմ/տարի
	> 0,1	ջրային լուծույթ	25	> 10,0 մմ/տարի
Պողպատ	5	ջրային լուծույթ	20	> 10,0 մմ/տարի
Պողպատ	< 34; ակտիվ քլոր․ 2	ջրային լուծույթ	40	< 0,001 մմ/տարի
				1,0—3,0 մմ/տարի
Պողպատ	< 34	ջրային լուծույթ	20	< 0,1 մմ/տարի
Տանտալ	< 34	ջրային լուծույթ	20	< 0,05 մմ/տարի
Տիտան	10—20	ջրային լուծույթ	25—105	< 0,05 մմ/տարի
	40	ջրային լուծույթ	25	< 0,05 մմ/տարի
Ցիրկոնիում	10	ջրային լուծույթ	30—110	< 0,05 մմ/տարի
	20	ջրային լուծույթ	30	< 0,05 մմ/տարի
Մոխրագույն թուջ	< 0,1; pH > 7	ջրային լուծույթ	25	< 0,05 մմ/տարի
	> 0,1	ջրային լուծույթ	25	> 10,0 մմ/տարի
Թուջ	< 34	ջրային լուծույթ	25—105	< 1,3 մմ/տարի
Ասբեստ	14	ջրային լուծույթ	20—100	կայուն
Գրաֆիտ	25	ջրային լուծույթ		կայուն
Պոլիամիդներ	< 34	ջրային լուծույթ	20—60	կայուն
Պոլիվինիլքլորիդ	< 34	ջրային լուծույթ	20	կայուն
			65	համեմատաբար կայուն
Պոլիզոբութիլեն	< 34	ջրային լուծույթ	20	կայուն
			60	համեմատաբար կայուն
			100	անկայուն
Պոլիմեթիլմետակրիլատ	< 34	ջրային լուծույթ	20	կայուն
Պոլիէթիլեն	< 34	ջրային լուծույթ	20—60	կայուն
Պոլիպրոպիլեն	< 34	ջրային լուծույթ	20—60	կայուն
Ռետին	10	ջրային լուծույթ	20—65	կայուն
	հագեցած	ջրային լուծույթ	65	կայուն
Ռետին	10—30	ջրային լուծույթ	65	կայուն
Ռետին	ցանկացած	ջրային լուծույթ	20—100	կայուն
Ռետին	< 34	ջրային լուծույթ	20—93	կայուն
Ռետին	20	ջրային լուծույթ	24	համեմատաբար կայուն
	հագեցած	ջրային լուծույթ	65	կայուն
Ռետին	< 34	ջրային լուծույթ	20—60	կայուն
Ապակի	< 34	ջրային լուծույթ	20—60	կայուն
Ֆոտոպլաստ	ցանկացած	ջրային լուծույթ	20—100	կայուն
էմալ	ցանկացած	ջրային լուծույթ	< 100	կայուն
				համեմատաբար դիմացկուն

Ֆիզիոլոգիական հատկություններ և ազդեցությունը շրջակա միջավայրի վրա

NaOCl-ը այն հայտնի նյութերից է, որի հիպոքլորիդ իոնը ունի հակաբակտերիալ ակտիվություն։ Այն նույնիսկ շատ փոքր կոնցենտրացիայով շատ արագ սպանում է միկրոօրգանիզմներին։

Ամենաբարձր բակտերիասպան հատկությունը այն ցուցաբերում է չեզոք միջավայրում, երբ HClO-ի կենցենտրացիան և ClO⁻ հիպոքլորիտ անիոնի կոնցենտրացիան մոտավորապես հավասարվում են։ Հիպոքլորիդ անիոնի քայքայումը ուղեկցվում է մի շարք ակտիվ մասնիկների առաջացմամբ, մասնավորապես, մոլեկուլային թթվածին, որն ունի վարակազերծիչ հատկություն։ Առաջացած ակտիվ մասնիկները մասնակցում են միկրոօրգանիզմների ոչնչացմանը, իրենց կառուցվածքով փոխազդում են պոլիմերների հետ, ընդունակ են օքսիդացման։ Հետազոտություններ ցույց են տվել, որ այդ գործընթացները նման են բոլոր բարձրագույն օրգանիզմներում տեղի ունեցող գործընթացներին։ Մարդու մի քանի բջիջներ (Նեյտրոֆիլային գրանուլոցիտները, հեպատոցիտները և այլն) սինթեզում են հիպոքլորային թթու, կապված են միկրոօրգանիզմների և օտարածին նյութերի պայքարի հետ։

Խմորասնկերը առաջացնում են կանդիդոզ՝ Candida albicans, NaOCl-ի 5,0-0,5%-անոց 30 վայրկյանի ընթացքում կարող է սպանել բակտերիաներին և միկրոօրգանիզմներին․ եթե կոնցենտրացիան փոքր է 0,05 %-ից նյութը իր ազդեցությունը թողնում է 24 ժամվա ընթացքում։ Նատրիումի հիպոքլորիտը ավելի շատ ազդում է էնթերոկոկերի դիմադրողականության վրա։ Այպես օրինակ, պաթոգեն Enterococcus faecalis-ը մահանում է 30 վայրկյանի ընթացքում՝ 5,25%-անոց լուծույթով և 30 րոպեի ընթացքում՝ 0,5%-անոց լուծույթով։ Գրամբացասական անաէրոբ բակտերիաները, ինչպիսիք են՝ Porphyromonas gingivalis, Porphyromonas endodontalis և Prevotella intermedia-ը NaOCl-ի 5,0-0,5%-անոց լուծույթով սատկում են 15 վայրկյանի ընթացքում։

Չնայած նատրիումի հիպոքլորիտի կենսածին հատկությանը պետք է հասկանալ, որ մի քանի պոտենցիալ վտանգավոր նախակենդանիներ, օրինակ, վտանգավոր պաթոգեններ են լամբլիոզը կամ կրիստոսպորոգինազը, որոնք կայուն են այդ գործողությունների նկատմամբ։

Ստացման լաբորատոր եղանակներ

Նատրիումի հիպոքլորիդի լաբորատոր ստացման հիմնական եղանակը համարվում է գազային քլորի՝ նատրիումի հիդրօքսիդի սառը լուծույթի վրայով անց կացնելը․

$𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{=}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Նատրիումի քլորիդը (NaCl) լուծույթից առանձնացնելու համար այն սառեցնում են մոտավորապես մինչև 0 °C՝ աղը նստում է նստվածքի տեսքով։ Հետո մնացած լուծույթը սառեցնում են (−40 °C) և −5 °C պայմաններում ստանում են նատրիումի հիպոքլորիդի պենտահիդրատը՝ NaOCl · 5H₂O։ Անջուր աղը ստանում են վաակումային պայմաններում՝ ծծմբական թթվի առկայությամբ։

Հիդրօքսիդի փոխարեն կարող ենք կիրառել նատրիումի կարբոնատ․

$𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{=}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖧𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}$

Նատրիումի հիպոքլորիդի ջրային լուծույթ կարելի է ստանալ նատրիումի կարբոնատի և կալիցիումի հիպոքլորիդի փոխանակային ռեակցիայից․

$𝖢𝖺\mathsf{(}𝖮𝖢𝗅{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖭{𝖺}_{\mathrm{𝟤}}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{=}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}𝖢𝖺𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{\downarrow }$

Արդյունաբերական արտադրություն

Համաշխարհային արտադրություն

Նատրիումի հիպոքլորիտի արտադրության համաշխարհային ծավալների որոշ դժվարությունները կապված են նրա հետ, որ շատ բան է արտադրվում «in situ» սկզբունքով, այսինքն դա վկայում է նրա անմիջական սպառման մասին։ 2005 թվականի տվյալներով NaOCl-ի համաշխարհային արտադրությունը կազմում է 1 մլն տոննա, որի մի մասը օգտագործվում է վիրակապերի, իսկ մյուս մասը՝ արդյունաբերական ծրագրերի համար։

Արդյունաբերական մեթոդով ստացման եղանակներ

Նատրիումի հիպոքլորիտի սպիտակեցնող և վարակազերծող հատկությունները հանգեցնում են դրա ինտենսիվ սպառմանը, որն իր հերթին թափ է հաղորդում արդյունաբերական արտադրությանը։

Ներկայումս գոյություն ունի նատրիումի հիպոքլորիտի ստացման երկու հիմնական եղանակ․

• քիմիական մեթոդ - նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթի քլորացում,
• էլեկտրաքիմիական մեթոդ - նատրիումի քլորիդի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ։

Իր հերթին քիմիական քլորացումը բաժանվում է երկու ճյուղի․

• հիմնական գործընթաց, որտեղ վերջնական նյութի որակը (մոտավորապես 16 % NaOCl) ստեղծվում է քլորիտի և հիպոքլորիդի խառնուրդով և նատրիումի հիդրօքսիդով․
• թույլ աղային կամ կոնցենտրիկ գործընթաց - սա թույլ է տալիս ստանալ կոնցենտրիկ լուծույթ (25-40 % NaOCl)՝ պակաս աղտոտման հետ^{․[էջ 447-449]}։

Քիմիական եղանակ

NaOCl-ի քիմիական եղանակի էությունը չի փոփոխվել Լաբարկի բացահայտումիվ հետո․

$𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}𝖭𝖺𝖮𝖧\mathsf{=}𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$

Ժամանակակից քիմիական հսկան՝ Dow Chemical Company, առաջին ընկերություններից մեկն էր, որը լայնամասշտաբ հիմքերով սկսեց նատրիումի հիպոքլորիդի արտադրությունը։ 1898 թվականին բացահայտվեց NaOCl-ի արդյունաբերական ստացման եղանակը։ Ուրիշ ընկերություններից, որոնց շնորհիվ այս նյութը ձեռք բերեց իր ճանաչումը՝ Clorox-ն էր, ԱՄՆ-ում վիրակապերի արտադրությամբ զբաղվող մեծագույն ընկերությունը։ 1913 թվականին ստեղծման ժամանակ՝ մինչև 1957 թվականը, ընկերությունը գնում է Procter & Gamble կոնցեռնը, իսկ նատրիումի հիպոքլորիդի սպիտակեցման հիման վրա Clorox Bleach-ը այդ տեսականիում դարձավ միակ ընկերությունը։

Նատրիումի հիպոքլորիդի արդյունաբերական ստացման հիմնական եղանակները պատկերված են նկարում^{․[էջ 442]}․

Նատրիումի հիպոքլորիտի ստացման տեխնոլոգիական գծապատկերը

Թույլ աղային գործընթացը ի տարբերություն տեխնոլոգիական գծապատկերի, այն ներառում է երկու քլորացման փուլ (տես նկարը), որտեղ տեղի է ունենում վերջնական նյութի կոնցենտրացումը և NaOCl-ի լուծույթի ջրիկացումը՝ առաջին ռեակտորում^{․[էջ 450]}․

Նատրիումի հիպոքլորիտի ստացման տեխնոլոգիական գծապատկերը

Ռուսաստանում նատրիումի հիպոքլորիդի արտադրանքը և վաճառքը կատարում են հետևյալ ընկերությունները․

• «Կաուստիկ» (Ստեռլիտամակ),
• «Կաուստիկ» (Վոլգոգրադ),
• «Նորմոսկովյան քլոր» (Նորմոսկվա),
• «Սոդա-քլորատ» (Բերեզնիկի)։

Էլեկտրաքիմիական եղանակ

Նատրիումի հիպոքլորիդի էլեկտրաքիմիական եղանակը ստացվում է նատրիումի քլորիդի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզի պահին կամ ծովի ջրի մեջ էլեկտրոլիզատրի էլեկտրոդներ մտցնելով (ոչ մեմբրանային եղանակ), այսինքն էլեկրոլիզի հետևանքով առաջանում է նյութերի խառնուրդ․

Գործընթաց անոդի վրա․

$\mathrm{𝟤}𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{-}\mathrm{𝟤}{𝖾}^{\mathsf{-}}\mathsf{=}𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}$

Գործընթաց կաթոդի վրա․

$\mathrm{𝟤}{𝖧}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖾}^{\mathsf{-}}\mathsf{=}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}$

Գործընթացի հետևանքով էլեկտրոլիզային գուռում առաջանում են նոր նյութեր․

$𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖮{𝖧}^{\mathsf{-}}\stackrel{e^{-}}{\to }𝖢{𝗅}^{\mathsf{-}}\mathsf{+}𝖧𝖮𝖢𝗅$

Գործընթացի ընդհանուր ռեակցիան․

$𝖭𝖺𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮\mathsf{=}𝖭𝖺𝖮𝖢𝗅\mathsf{+}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}$

Էլեկտրաքիմիական մեթոդը հիմնականում օգտագործում են վարակազերծող լուծույթներ պատրաստելու համար՝ ջրի աղտահանման համար։ Այս մեթոդի հեշտությունը կայանում է նրանում, որ հիպոքլորիդի արտադրությունը չի պահանջում քլորի մատակարարում, արտադրվում է տեղում՝ ջրով, խուսափելու համար նավերի ծախսերից․ բացի դրանից, այս եղանակը թույլ է տալիս արտադրել նատրիումի հիպոքլորիդ՝ ծավալի զարգացման բավականին լայն շրջանականերում։

Աշխարհում նատրիումի հիպոքլորիդ ստանալու համար կիրառվում է մի շարք եղանակներ, որոնցից հատկանշական է Severn Trent De Nora: Seaclor և Sanilec ընկերության կազմած համակարգը։

Seaclor^®-ի համակարգը աշխարհում համարվում է ամենատարածված եղանակը՝ ծովի ջրից էլեկտրոլիզով նատրիումի հիպոքլորիդ ստանալու համար․ ծովային ջրի ավելի քան 70 %-ը։ Seaclor^®-ի ավելի քան 400 կայան աշխատում է աշխարհի շուրջ 60 երկրներում․ տարեկան արտադրվում է ավելի քան 450 հազար տոննա NaOCl, միավոր հզորությունը տատանվում է 227-22 680 կգ/օր սահմաններում։ Կայանները թույլ են տալիս լուծույթում ստանալ 0,1-0,25 % ակտիվ քլոր։

Sanilec^® կայանները արտադրում են 1,2-ից (շարժական գեներատորներ) 21 600 կգ/օր, իսկ ակտիվ քլորի կոնցենտրացիան կազմում է 0,05-0,25 %։

Ծանոթագրություններ

Կաղապար:Ծանցանկ

Գրականություն

• Бахир В. М., Леонов Б. И., Паничева С. А., Прилуцкий В. И., Шомовская Н. Ю. Химический состав и функциональные свойства хлорсодержащих дезинфицирующих растворов // Вестник новых медицинских технологий. — 2003. — № 4.
• Беляк А. А., Касаткина А. Н., Гонтовой А. В., Смирнов А. Д., Привен Е. М., Благова О. Е. К вопросу об использовании растворов гипохлорита натрия в водоподготовке // Питьевая вода. — 2007. — № 2. — С. 25—34.
• Моргуль Т. Г., Гальченко Л. И., Бублик Ю. Н., Колесник А. Р. Перспективы использования хлора и гипохлорита натрия в качестве обеззараживающих реагентов для обеззараживания питьевых и сточных вод // Чистота воды и здоровье. — 2003.
• Перова М. Д., Петросян Э. А., Банченко Г. В. Гипохлорит натрия и его использование в стоматологии // Стоматология. — 1989. — № 2. — С. 84—87.
• Фурман Л. А. Глава 3. Гипохлорит натрия // Хлорсодержащие окислительно-отбеливающие и дезинфицирующие вещества. — М.: Химия, 1976. — С. 48—57.
• Эвентов В. Л., Андрианова М. Ю., Кукаева Е. А. Детоксикация и дезинфекция гипохлоритом натрия // Медицинская техника. — 1998. — № 6. — С. 36—39.
• Casson L., Bess J. Conversion to On-Site Sodium Hypochlorite Generation: Water and Wastewater Applications. — CRC Press, 2002. — 224 p. — ISBN 978-158716094-3.
• Chartier R. A. Bleaching Agents. Sodium Hypochlorite // Encyclopedia of Chemical Processing and Design: Volume 4 — Asphalt Emulsion to Blending / Edited by John J. McKetta, William A. Cunningham. — New York: Marcel Dekker, Inc, 1977. — Т. 4. — P. 434—437. — ISBN 0-824-72454-2.
• Ronco C., Mishkin G. J. Disinfection by Sodium Hypochlorite: Dialysis Applications. — Contributions to nephrology, vol. 154. — Karger Publishers, 2007. — 157 p. — ISBN 978-3-8055-8193-6.
• Rutala W. A., Weber D. J. Uses of Inorganic Hypochlorite (Bleach) in Health-Care Facilities (англ.) // Clinical Microbiology Reviews. — 1997. — Vol. 10, no. 4. — P. 597—610.
• Weisblatt J. Sodium Hypochlorite // Chemical Compounds / Project editor Charles B. Montney. — Thomson Gale, 2006. — P. 759—763. — ISBN 1-4144-0150-7.
• White’s Handbook of Chlorination and Alternative Disinfectants / Black & Veatch Corporation. — 5-th edition. — Hoboken: John Wiley & Sons, 2010. — P. 452—571. — ISBN 978-0-470-18098-3.

Արտաքին հղումներ

1. Կաղապար:Cite web
2. Կաղապար:Cite web
3. Կաղապար:Cite web
4. Կաղապար:Cite web