Гіпохлорит натрію

Гіпохлори́т на́трію, на́трій гіпохлори́т — неорганічна сполука, сіль гіпохлоритної кислоти складу NaClO. Тривіальна (історична) назва водного розчину солі — «лабаракова вода».

Має антисептичні та дезінфікуючі властивості. Використовується як побутовий та промисловий відбілювач і дезінфектант, засіб очищення і знезараження води, окисник для деяких процесів промислового хімічного виробництва. Як бактерицидний і стерилізуючий засіб застосовується в медицині, харчовій промисловості та сільському господарстві.

Міжнародне видавництво «Greenwood Press» внесло гіпохлорит натрію до списку «100 найважливіших хімічних сполук» (2007).

Фізичні властивості

Сполука у вільному стані дуже нестійка, зазвичай використовується у вигляді стабільного пентагідрату NaOCl·5H₂O або водного розчину, має характерний різкий запах хлору і високі корозійні властивості.

Отримання

Промисловим методом отримання гіпохлориту натрію є реакція між газуватим хлором та розчином гідроксиду натрію:

$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\stackrel{35^{o}C}{\to }\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Обов'язковими вимогами до проведення синтезу є:

• дотримання температурного режиму (не більше 35 °C);
• постійно лужне середовище у реакційній суміші;
• відсутність домішок заліза, марганцю, кобальту, нікелю;
• уникнення великих концентрацій хлору в систему (не більше 150 г/л). При перевищенні цієї позначки утворений гіпохлорит розкладається сильніше, що призводить до перевитрат виробничих ресурсів.

Також застосовується синтез гіпохлориту електролізом солі хлориду натрію. Хлорид-аніон окиснюється на аноді до вільного хлору:

$\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{\mathrm{-}}\stackrel{-2e^{-}}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

Отриманий хлор, розчиняючись у воді, утворює хлоридну кислоту (сильний електроліт, який добре дисоціює) та гіпохлоритну (слабкий, погано дисоціює):

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

Утворення гіпохлоритної кислоти і гіпохлорит-іонів припиняється при перенасиченні розчину хлором, при pH 2—3 хлор починає виділяться із системи.

Паралельно на катоді відбувається відновлення з утворенням гідроксид-аніонів:

${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{+2e^{-}}{\to }\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }$

Утворені гідроксид-іони компенсують іони H⁺, а тому сумарний pH системи знаходиться на рівні 7—9. За цих умов концентрація розчиненого хлору залишається досить низькою для утворення газуватого хлору і гіпохлорит-іони синтезуються як основний продукт.

Хімічні властивості

Сполука — сильний окисник, містить 95,2% активного хлору. Під «активним хлором» розуміється кількість хлору, що виділяється при взаємодії з HCl. У чистому хлорі міститься 100% «активного хлору». Вміст «активного хлору» у відсотках розраховується як відношення маси одного моля хлору (70,9 г) до маси шуканого речовини, здатної при реакції з HCl виділити один моль хлору (74,5 г для NaOCl).

Гіпохлорит натрію зазвичай перебуває у більш стійкій формі кристалогідрату NaOCl·5H₂O, яка дегідратується в присутності осушувачів (наприклад, сульфатної кислоти):

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\mathrm{\cdot }\mathrm{5}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{[H_{2}S{O}_4]}{\to }\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{5}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Безводний гіпохлорит є малостійким, навіть при незначному підвищенні температури починає розкладатися:

$\mathrm{3}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\stackrel{30-50^{o}C}{\to }\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$

$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\stackrel{>70^{o}C}{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$

У водних розчинах може зазнавати гідролізу, утворюючи гіпохлоритну кислоту:

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftarrows }\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}$

При нагріванні розчинів (розведеного або концентрованого) розкладається аналогічно до твердої речовини:

$\mathrm{3}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\stackrel{t}{\to }\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$

$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}\stackrel{t}{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}$ (при кип'ятінні)

При взаємодії гіпохлориту з концентрованою хлоридною кислотою виділяється хлор:

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}\stackrel{}{\to }\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Гіпохлорит натрію проявляє сильні окисні властивості:

$\mathrm{5}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\stackrel{}{\to }\mathrm{5}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Сполука може поглинати вуглекислий газ із повітря і частково втрачати свої властивості (тому її треба зберігати у щільно закритих контейнерах):

$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{}{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}$

Застосування

Гіпохлорит натрію, як і більшість інших гіпохлоритів, застосовується у целюлозній промисловості. Перевагою використання саме NaClO є більша міцність та яскравість обробленої целюлози.

Гіпохлорит натрію знаходить широке застосування в побутовій хімії і входить як активний інгредієнт до численних засобів, призначених для відбілювання, очищення та дезінфекції поверхонь і матеріалів. Серед них найбільш відомий відбілювач «Білизна». Засіб являє собою розчин гіпохлориту натрію, який призначується для відбілювання й видалення плям з білих бавовняних і лляних тканин, для миття та дезінфекції посуду, облицювальної плитки, сантехніки тощо.

Може застосовуватися для дезінфекції акваріумів і обладнання. Зазвичай фасується в поліетиленові пляшки місткістю до 1 л.

У стоматології застосовується як основний антисептик у вигляді 3-5,25% водного розчину, для промивання кореневих каналів зуба від залишків органічних речовин (бактерій і пульпи).

При необережному використанні можливі такі наслідки, як білі плями на одязі, хімічний опік шкіри й слизової оболонки ротової порожнини або очей, виражена екструзія гіпохлориту натрію за вершину кореня в оточуючі тканини зуба і гіпохлоритова аварія (виведення гіпохлориту натрію за вершину кореня у венозний кровотік).

Див. також

• Жавелева вода

Джерела

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Цитата:Стаття
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Безуглий фармхімія (С.?)
• Шаблон:Книга