Гипохлорита натрия что это
Сферы применения гипохлорита натрия
Самая известная особенность гипохлорита натрия кроется в его антибактериальных свойствах проявляющихся из-за наличия гипохлорит-иона. Гипохлорит – производные соли и эфиры хлорноватистой кислоты. Гипохлорит-ион – окислитель, отвечающий за разложение органики в очищенной воде, при этом для активации этих свойств не требуется большой концентрации вещества и много времени.
Именно вышеописанное свойство определило самое популярное направление использования гипохлорита натрия – бытовое.
Подробнее о характеристиках, свойствах и технических условиях гипохлорит натрия, читайте в соответствующей статье.
Бытовое и промышленное использование
Гипохлорит натрия используется для следующих целей:
Дезинфекция и антибактериальные обработки
Для таких целей используют раствор, полученный заводским способом, заключающимся в поглощении хлора едким натром. Полученные растворы отличаются содержанием активного хлора и щелочности. Выпускаются в стальных цистернах, полиэтиленовых канистрах, бочках. Для целей дезинфекции и обеззараживания проводится орошение, протирание, мытье, замачивание необходимых объектов. Не подлежит обработке гипохлоритом натрия окрашенное и неокрашенное белье и прочие ткани, металлические предметы и конструкции, если они не защищены от коррозии.
Наибольшую популярность применение такого раствора имеется при обеззараживании воды в бассейнах, при производстве отбеливающих свойств, для очищения сточных вод, для дезинфекции медицинских помещений и мест общественного питания, при обработке технологического оборудования для производства продуктов питания.
Отбеливание
В самых популярных бытовых отбеливателях типа «Белизна», гипохлорит натрия и его содержащая хлорноватистая кислота работают на то, чтобы разрушать краситель любого рода. Ежегодно мировые компании производят около 5 миллионов тонн гипохлорита натрия используемого как отбеливатель и пятновыводитель. Его разрешено применять для хлопка, полиэстера, нейлона, льна, вискозы и многих других. Его уникальные особенности способны удалить следы травы и почвы, пятна крови, кофе, и устойчивые пятна от фруктовых соков.
В отбеливающих составах содержание гипохлорита натрия не должно превышать 2-10%. Выпускаются в жидкой форме, в пластике и стекле. Эффективность подтверждена без нагревания и механической обработки. Однако в этом направлении есть и минусы использования гипохлорита натрия. Так его применение приводит к преждевременному изнашиванию, сокращению сроков жизни материалов и тканей, невозможностью использования с металлическими конструкциями и стиральными машинами, короткий срок хранения растворов, специфический запах.
Растворение химических санитарно-технических отложений
Гипохлорит натрия отлично проявляет себя в качестве очистителя санитарно-технических комнат и помещений. Его способность удалять налет от воды, ржавчину и пищевые загрязнения имеет туже природу, что и отбеливание. Из-за этих способностей гипохлорит натрия входит в состав многих магазинных чистящих средств. Как правило, для этих целей применяется раствор с концентрацией данного вещества в пределах 3-6 %. Его можно найти в составе таких средств как: Белизна, Clorox Regular-Bleach, Aquachem Chlorinizor, Tiret, Domestos.
Применение гипохлорита натрия в медицине
Кроме вышеописанных характеристик (в бытовом и промышленном варианте) применение гипохлорита натрия распространено в медицинской отрасли.
И в данной области гипохлорит натрия известен своими обеззараживающими свойствами. Его применяют для дезинфекции ран, как антисептический раствор, противовирусное, противогрибковое, бактерицидное средство. Допустимо применение как наружно, так и в качестве местного использования.
В медицинской области его часто используют для обеззараживания воды. NaOCl «стоит на страже» поддержания гигиенических стандартов с начала XX века, был фаворитом в борьбе с холерой, дизентерией, брюшным тифом. Используется в составе 0,06% раствора наружно, так и для инъекций.
В хирургии распространена практика обработки хирургического инструмента, а также операционных ран раствором гипохлорита натрия. В стоматологии используется для орошения ротовой полости во время проведения хирургических манипуляций.
NaOCl в борьбе с COVID19
В настоящее время отдельно следует упомянуть, что гипохлорит натрия входит во многие средства для дезинфекции и обработки помещений. Всемирная организация здравоохранения называет одной из самых эффективных мер в COVID19 мытье и обработку рук и подручных предметов антибактериальными средствами. Конечно, в настоящее время точно не известно о «живучести» вируса на поверхности, но рекомендация обрабатывать поверхности берет свое начало со схожести коронавируса с другими вирусами, у которых жизнеспособность на поверхностях (от минут до нескольких дней) имеет доказательную базу.
В октябре 2020 года французские ученые в результате опытов сделали вывод, о живучести коронавируса SARS-Cov-2 на бумажных и полимерных банкнотах, стекле и нержавеющей стали в течение 28 дней. Такое открытие говорит о том, что средства дезинфекции как защита от опасного заболевания актуальны как никогда.
Во многие средства для дезинфекции входит гипохлорит натрия как неорганический активный хлор. Хлорактивные соединения имеет высокую эффективность и широкий спектр антивирусной активности, борются с бактериями многих типов, спорами и патогенными флорами, грибами.
Согласно рекомендации ВОЗ концентрация гипохлорита натрия в санитайзерах и жидкостях для обработки помещений должна быть не менее 0,5% по активному хлору.
Гипохлорит натрия в пищевой промышленности
Плохо очищенные поверхности при контакте с пищевыми продуктами приводят к тому, что в продуктах образуется патогенная микрофлора. В связи с чем, на любом производстве при контакте с пищевыми продуктами соблюдение санитарно-технических норм является стратегически важной задачей. Для этих задач гипохлорит натрия стали применять еще в начале ХХ века. Именно тогда опытным путем было выявлено, что данное вещество гораздо более стойкое в отношении всех спор и бактерий.
Гипохлорит натрия в пищевой сфере используется для таких целей как:
ООО «Эверест» предлагает оптовую продажу гипохлорита натрия. Поставки осуществляются в канистрах 25 кг и еврокубах. Оставьте заявку или свяжитесь по телефону: +7 (812) 448-47-55, чтобы получить выгодное предложение.
Гипохлорит натрия
Гипохлорит натрия | |
Общие | |
---|---|
Систематическое наименование | Гипохлорит натрия |
Традиционные названия | Гипохлорит натрия, лабарракова вода, жавелевая вода [К 1] |
Химическая формула | NaOCl |
Эмпирическая формула | NaOCl |
Физические свойства | |
Молярная масса | 74,443 г/моль |
Плотность | пентагидрат: 1,574 [1] г/см³; 1,1 [2] г/см³ |
Термические свойства | |
Температура плавления | NaOCl · 5H2O [К 2] : 24,4 °C; NaOCl · 2,5H2O: 57,5 [3] °C |
Температура разложения | 5%-й раствор [2] : 40 |
Энтальпия образования (ст. усл.) | пентагидрат [К 3] : − 350,4 [3] кДж/моль |
Химические свойства | |
Растворимость в воде | NaOCl · 5H2O (20 °C): 53,4 [4] |
Растворимость в в воде | NaOCl · 2,5H2O (50 °C): 129,9 [4] |
Классификация | |
Рег. номер CAS | 7681-52-9 |
Регистрационный номер EC | 231-668-3 |
RTECS | NH3486300 |
Соединение в свободном состоянии очень неустойчиво, обычно используется в виде относительно стабильного пентагидрата NaOCl · 5H2O или водного раствора, имеющего характерный резкий запах хлора и обладающего высокими коррозионными свойствами.
Содержание
История открытия
Физические свойства
Безводный гипохлорит натрия представляет собой неустойчивое бесцветное кристаллическое вещество. Элементный состав: Na (30,9 %), Cl (47,6 %), O (21,5 %).
У соединения известно три кристаллогидрата:
Плотность водного раствора гипохлорита натрия при 18 °C [11] :
1 % | 2 % | 4 % | 6 % | 8 % | 10 % | 14 % | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
Плотность, г/л | 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 |
Температура замерзания водных растворов гипохлорита натрия различных концентраций [12] :[стр. 458] :
0,8 % | 2 % | 4 % | 6 % | 8 % | 10 % | 12 % | 15,6 % | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Температура замерзания, °C | −1,0 | −2,2 | −4,4 | −7,5 | −10,0 | −13,9 | −19,4 | −29,7 |
Термодинамические характеристики гипохлорита натрия в бесконечно разбавленном водном растворе [13] :
Химические свойства
Разложение и диспропорционирование
Гипохлорит натрия — неустойчивое соединение, легко разлагающееся с выделением кислорода:
При нагревании параллельно происходит реакция диспропорционирования [13] :
Гидролиз и разложение в водных растворах
Растворяясь в воде, гипохлорит натрия диссоциирует на ионы:
Так как хлорноватистая кислота (HOCl) очень слабая (pKa = 7,537 [13] ), гипохлорит-ион в водной среде подвергается гидролизу:
Именно наличие хлорноватистой кислоты в водных растворах гипохлорита натрия объясняет его сильные дезинфицирующие и отбеливающие свойства [13] (см. раздел «Физиологическое действие и воздействие на окружающую среду»).
В сильнощелочной среде (pH > 10), когда гидролиз гипохлорит-иона подавлен, разложение происходит следующим образом [15] :
При температурах выше 35 °C распад сопровождается реакцией диспропорционирования [15] :
При диапазоне pH от 5 до 10, когда концентрация хлорноватистой кислоты в растворе становится заметной, разложение идёт по следующей схеме [15] :
В кислой среде разложение HOCl ускоряется, а в очень кислой среде (pH [13] :
Если для подкисления используется соляная кислота, в результате выделяется хлор:
Пропуская через охлаждённый водный раствор гипохлорита натрия углекислый газ, можно получить раствор хлорноватистой кислоты:
Окислительные свойства
Рассмотрим основные варианты развития окислительно-восстановительного процесса и стандартные электродные потенциалы полуреакций в водной среде [17] [К 7] :
Некоторые окислительно-восстановительные реакции с участием гипохлорита натрия:
Идентификация
Среди качественных аналитических реакций на гипохлорит-ион можно отметить выпадение коричневого осадка метагидроксида при добавлении при комнатной температуре испытуемого образца к щелочному раствору соли одновалентного таллия (предел обнаружения 0,5 мкг гипохлорита):
Коррозионное воздействие
Гипохлорит натрия оказывает довольно сильное коррозионное воздействие на различные материалы, о чём свидетельствуют приведённые ниже данные [24] :
Материал | Концентрация NaOCl, масс. % | Форма воздействия | Температура, °C | Скорость и характер коррозии | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Алюминий | — | твёрдый, влажный | 25 | > 10 мм/год | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10; pH>7 | водный раствор | 25 | > 10 мм/год | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Медь | 2 | водный раствор | 20 | 10 мм/год | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Медные сплавы: БрА5, БрА7, Л59, Л63, Л68, Л80, ЛО68-1 | 10 | водный раствор | 20 | > 10 мм/год | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Никель | 10 | водный раствор | 20 | 0,1 | водный раствор | 25 | > 10,0 мм/год | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Сталь 12Х17, 12Х18Н10Т | 5 | водный раствор | 20 | > 10,0 мм/год | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Сталь 10Х17Н13М2Т | 7 | водный раствор | 25 | 0,1 | водный раствор | 25 | > 10,0 мм/год | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Чугун СЧ15, СЧ17 | Физиологическое действие и воздействие на окружающую среду NaOCl одно из лучших известных средств, проявляющих благодаря гипохлорит-иону сильную антибактериальную активность. Он убивает микроорганизмы очень быстро и уже в очень низких концентрациях. Высокие окислительные свойства гипохлорита натрия позволяют его успешно использовать для обезвреживания различных токсинов. В приведённой ниже таблице представлены результаты инактивации токсинов при 30-минутной экспозиции различных концентраций NaOCl («+» — токсин инактивирован; «−» — токсин остался активен) [27] :
Пероральная токсичность соединения [30] : Внутривенная токсичность соединения [30] : Гипохлорит натрия не представляет угрозы с точки зрения пожароопасности. Рейтинг NFPA 704 для концентрированных растворов (10—20 %) [31] : Лабораторные методы полученияОсновным лабораторным методом получения гипохлорита натрия является пропускание газообразного хлора через охлаждённый насыщенный раствор гидроксида натрия [32] : Вместо гидроксида для синтеза можно взять карбонат натрия [33] : Водный раствор гипохлорита натрия можно получить обменной реакцией карбоната натрия с гипохлоритом кальция [34] : Промышленное производствоМировое производствоОбзор промышленных способов полученияВыдающиеся отбеливающие и дезинфекционные свойства гипохлорита натрия привели к интенсивному росту его потребления, что в свою очередь дало стимул для создания крупномасштабных промышленных производств. В современной промышленности существует два основных метода производства гипохлорита натрия: В свою очередь, способ химического хлорирования, предлагает две производственные схемы: Химический методСущность химического метода получения NaOCl не изменилась с момента его открытия Лабарраком (см. подраздел «История открытия»): Современная технологическая схема непрерывного производства гипохлорита натрия представлена на рисунке [36] :[стр. 442] : Низкосолевой процесс производства, в отличие от основной технологической схемы, представленной выше, включает в себя две стадии хлорирования, причём в кристаллизатор (см. на рисунке), где происходит концентрирование готового продукта, подаётся разбавленный раствор NaOCl из первого реактора [36] :[стр. 450] : В России товарный гипохлорит натрия производят следующие предприятия: Электрохимический метод Процесс в электролизёре за счёт химического взаимодействия образующихся продуктов: Общая схема процесса: Характеристика продукции, обращение, хранение и транспортировкаВ Российской Федерации гипохлорит натрия выпускается в соответствии с ГОСТ 11086-76 «Гипохлорит натрия. Технические условия». В соответствии с этим документом, по назначению NaOCl делится на две марки, характеристики которых представлены ниже [47] :
Растворы товарного гипохлорита натрия со временем теряют свою активность из-за разложения NaOCl, что наглядно иллюстрирует следующая таблица [12] :[стр. 469] :
ПрименениеОбзор направлений использованияВесь широкий спектр использования гипохлорита натрия можно разбить на три условные группы: Бытовое использование включает в себя: Промышленное использование включает в себя: Применение в бытовой химииКоммерческая доступность и высокая эффективность действующего вещества определяет его широкое использование различными производственными компаниями, где гипохлорит натрия или средства на его основе выпускаются под различными торговыми марками, некоторые из которых представлены в таблице:
Применение в медицинеПромышленное применениеПрименение в качестве промышленного отбеливателяГипохлорит натрия широко используется в качестве отбеливателя и пятновыводителя в текстильном производстве и промышленных прачечных и химчистках. Он может быть безопасно использован для многих видов тканей, включая хлопок, полиэстер, нейлон, ацетат, лён, вискозу и другие. Он очень эффективен для удаления следов почвы и широкого спектра пятен в том числе, кровь, кофе, трава, горчица, красное вино и т. д. [29] Применение в качестве промышленного дезинфицирующего средстваШирокое применение гипохлорита натрия в качестве промышленного дезинфицирующего средства связано, прежде всего, со следующими направлениями [49] : Промышленные дезинфицирующие и отбеливающие растворы выпускаются многими производителями под различными торговыми марками, некоторые из которых представлены в таблице:
Использование для дезинфекции водыИспользование гипохлорита натрия в качестве дезинфицирующего агента в отличие от применения хлора обладает рядом существенных достоинств: Также с технической точки зрения, для условий использования в РФ, эксперты отмечают: Производство гидразина В качестве побочной реакции наблюдается взаимодействие гидразина с хлорамином [80] : Модификацией процесса Рашига стал процесс Хофмана (англ. Hoffmann Process или англ. Urea Process ), где вместо аммиака используется мочевина [83] : Применение в промышленном органическом синтезеСильные окислительные свойства гипохлорита натрия используются в промышленном органическом синтезе для получения различных соединений, среди которых: Применение в лабораторном органическом синтезеГипохлорит натрия находит широкое применение в лабораторной органической практике прежде всего, из-за своих сильных окислительных свойств и доступности как реактива. Окислительные возможности NaOCl используются в следующих превращениях: Среди других вариантов использования отметим: Прочие направления использованияСреди прочих направлений использования гипохлорита натрия отметим:
|