חומצת נתרן (NaOCl) היא מלח נתרן משולש ואי-אורגני. זה זמין מסחרית כפתרונות מימיים והוא החומר הפעיל במוצרים מקומיים ותעשייתיים אלה. פתרונות אלה ידועים בשמם של אקונומיקה כלורית, אקונומיקה סודה, אקונומיקה נוזלית או, אפילו מעודנת יותר, ליקר ג'בל.
במים, נתרן היפוכלוריט מציג את אותן תכונות מחמצנות כמו גז כלור, ולכן פיתרון של מלח זה שווה לנשיאת תרכובת זו בתוך בקבוק פלסטיק. למעשה, הכלור הזמין במיכלים אלה מהווה אינדיקטור לריכוז וכוח ההלבנה של תמיסת הנתרן היפוכלוריט.
מלח טריניארי זה במים עשוי בהחלט להיחשב כפתרון מימי פשוט של כלור; עם זאת, קיימות גם צורות אחרות, כמו מוצק במקרה של סידן היפוכלוריט, וכלור נוזלי. לשלושתן יש כוח חמצון זהה והשימושים שלהם תלויים במשתנים כמו נוחות, ביצועים או זמן.
נוּסחָה
הנוסחה הכימית לנתרן היפוכלוריט היא NaClO. זה מורכב מקטיון Na + ו- ClO - anion . Na + יונים להרגיש משיכה אלקטרוסטטית ידי CLO - יונים , שהאחרון אימוץ מבנה tetrahedral עם sp 3 הכלאה .
הנוסחה מציינת את היחס של היונים במצב האנהידריד, השווה ל -1: 1. עם זאת, זה תקף רק לאנהידריד.
במקרה של נתרן היפוכלוריט הידר-אחד מהצורות היציבות ביותר למלח זה- הנוסחה הכימית שלו היא NaClO · 5H 2 O.
איפה זה נמצא?
NaClO הוא מוצר סינטטי ובשל תגובתיותו הוא נמצא רק באזורים מקומיים בהם הוא משמש, במיוחד בשפכים, בקרקעות או אפילו בפליטות מי שתייה.
יוני כלוריד נמצאים בשפע בגוף האדם, שיכולים להשתתף בתגובות redox המייצרות נתרן היפוכלוריט בגוף.
איך זה נעשה?
לאורך ההיסטוריה NaClO הוכנה בשיטות שונות. הפשוט ביותר מורכב מתמיסה של כלור במים, או מתמיסות של Na 2 CO 3 המשחררים CO 2 על ידי פעולת חומצה היפוכלורית (HClO).
שיטות אחרות משתמשות במי מלח כחומר גלם בתהליך אלקטרוליטי. תחת ערבוב מכני יעיל, Cl 2 ו- NaOH הנוצרים על ידי NaCl ומים מגיבים והופכים ל- NaClO:
Cl 2 (g) + 2NaOH (aq) => NaClO + NaCl + H 2 O + Q (חום)
כיום תהליך הוקר מייצר מתחם זה בסולמות גדולים, המורכב מגרסה משופרת של השיטה הקודמת שתוארה.
יישומים
- נתרן היפוכלוריט משמש כחומר הלבנה בטקסטיל, בדטרגנטים המשלבים אותו ובתעשיית הנייר.
- השימוש בו כחומר קוטל חיידקים ומחטא הוא רחב מאוד, ומשמש לטיהור מים ובטיפול בשפכים.
- ידוע מועילותו בחיטוי ציוד המשמש בהכנת מזון ובעיבוד פירות וירקות. כמו כן, הוא משמש באותה פונקציה מחטא לחלל בייצור פטריות, בקר, חזירים ועופות.
- נתרן היפוכלוריט משמש בתעשיית השמן בשלב הזיקוק.
- בבית משתמשים בכושר ההלבנה של נתרן היפוכלוריט בשטיפת בגדים לבנים, ופעולת החיטוי בניקוי חדרי אמבטיה, רצפות וכו '.
- נתרן היפוכלוריט משמש בטיפול אנדודונטי, במיוחד לטיפול בתעלת השורש של השן. בטיפול זה משתמשים בתמיסה של דקין (0.5% משובט), המשמרת רקמת שיניים חיונית על ידי המסת רקמות נמקיות.
נכסים
תמיסות נתרן היפוכלוריט בטמפרטורת החדר הן חסרות צבע ובעל ריח כלור מתוק. התכונות הפיזיקליות משתנות בהתאם לריכוזי המלח המומסים במים. לכולם צבעי צהוב.
באמצעות טכניקות התגבשות מתקבל מתמיסות אלה NaClO · 5H 2 O המוצק, שגבישיו בצבע ירוק בהיר.
למלח hydrated זה משקל מולקולרי משוער של 164 גרם / מול, צפיפות של 1.11 גרם / מ"ל. הוא מסיס מאוד במים ומתפרק בחום של 101 מעלות צלזיוס. NaClO · 5H 2 O הוא גם רגיש לאותן תגובות אנהידריד.
מדוע מחומשים מלח? כאשר NaClO מתגבש בסביבתו המימית, מולקולות המים עוטפות את היונים בספירה מימית.
ניתן לחשוב ששלוש ממולקולות אלה מקיימות אינטראקציה עם זוגות האלקטרונים הלא-משותפים של Cl: האחת יוצרת קשר מימן עם O והשנייה נמשכת אל Na.
עם זאת, המחקרים המתמקדים במבנה הגבישי של מוצק זה הם התשובה האמיתית לשאלה זו.
מאזן מים
Clion anion - משתתף בשיווי המשקל הבא להידרוליזה:
HClO (aq) + H 2 O (l) <=> ClO - (aq) + H + (aq)
אם החומציות של התמיסה עולה, שיווי המשקל עובר שמאלה ומייצר HClO.
חומצה זו אפילו לא יציבה יותר מהיפוכילוריט, ולכן הפירוק מוריד את ריכוז החומר הפעיל. אם ה- pH בסיסי (גדול מ -11), הוא מבטיח את קיומו של ClO - ואת חיי המוצר.
עם זאת, אלקליות מוגזמת מעוררת בעיות אחרות ביישומים שלך. לדוגמא, פיתרון NaClO בסיסי מאוד פוגע בבגדים ולא רק בהלבנתם.
באופן דומה, במדיום מימי, HClO הופך גם לכלור, מה שמסביר את הצבע הצהוב של הפתרונות הללו:
HClO (aq) <=> Cl 2 (g) + H 2 O (l)
חוסר פרופורציה
לאטום הכלור בנתרן היפוכלוריט הוא מצב חמצון של +1, ומחייב רק שני אלקטרונים להשלים את שמיניית הערכיות שלו.
מצד שני, התצורה האלקטרונית שלה היא 3s 2 3p 5 , והיא יכולה גם לרוקן את כל האלקטרונים מהאורביטלים היותר אנרגטיים שלהם.
התוצאה היא שההיפוכלוריט עובר תגובות לא פרופורציונליות ביונים עם מצבי חמצון של +1 ו- +5:
3ClO - (aq) <=> 2Cl - (aq) + ClO 3 - (aq)
תגובה זו בתמיסה מימית מואצת עם עליית הטמפרטורה וריכוזי ההיפוכלוריט. כמו כן, התגובה מתבצעת על ידי מנגנון שונה המוזרז על ידי תחמוצות קלות ומתכיות של נחושת, ניקל וקובלט:
2NaOCl (aq) => O 2 (g) + 2NaCl (aq)
NaClO נטול המים מתייחס ללא פרופורציות בקצב מהיר הרבה יותר, אפילו מתפוצץ.
סוכן חמצון
אטום הכלור יכול לקבל אלקטרונים מזן שלילי (נוקלאופילי). אנהידריד הוא חומר חמצון רב עוצמה, ומפחית את עצמו לאניוני כלוריד (Cl - ).
במקרה של NaClO · 5H 2 O, נהוג לחשוב שמולקולות המים מונעות באופן חלקי את ה- ClO - לעבור התקפות נוקלאופיליות.
עם זאת, לנוכח הליניאריות המבנית של ClO - , מולקולות מים אלה אינן מאטות מספיק "התקפות" על אטום ה- Cl. מסיבה זו נתרן היפוכלוריט הוא חומר חמצון חזק.
הפניות
- ויקיפדיה. (2018). נתרן תת - כלורי. הוחזר ב- 7 באפריל 2018 מ: en.wikipedia.org
- פרנסיסקו ג'יי ארנאיז. (2016). ניסויים במעבדה לכימיה אורגנית ירוקה. המחלקה לכימיה, אוניברסיטת בורגוס, ספרד.
- ספר כימי. (2017). נתרן תת - כלורי. הוחזר ב- 7 באפריל 2018 מ: Chemicalbook.com
- בריאן קלג. (9 במרץ, 2016). נתרן תת - כלורי. הוחזר ב- 7 באפריל 2018 מ: chemistryworld.com
- OxyChem. (דצמבר 2014). נתרן היפוכלוריט. הוחזר ב- 7 באפריל 2018 מ: oxy.com
- אזכימיה (18 באפריל 2017). 10 שימושים בהיפוכלוריט נתרן בחיי היומיום - מעבדה - בית חולים. הוחזר ב- 7 באפריל 2018 מ: azchemistry.com
- PubChem. (2018). נתרן תת - כלורי. הוחזר ב -7 באפריל 2018 מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.