Кислоти, до складу яких входить хлор, досить різноманітні. Всього їх можна виділити п`ять:
- безкиснева соляна HCL;
- хлорнуватиста HCLO;
- хлориста HLO2;
- хлорноватої HCLO3;
- хлорне HCLO4.
Кожна з них - найсильніший окислювач, який має широкий спектр дії і тому досить широко використовується в різних хімічних синтезах і промисловості. Однак особливе значення має найслабша з них, але при цьому по окислюючими здібностям не поступається іншим - хлорнуватиста. Одна з її солей, натрій гіпохлорит, входить в сто самих синтезованих і важливих хімічних сполук для використання в побуті. Чому і з чим це пов`язано, спробуємо розібратися.
Хлорнуватиста кислота і її солі
Як вже було зазначено, дана кислота не найсильніша серед своїх колег. Однак саме вона здатна легко вивільнятися зі своїх солей і проявляти сильні антибактеріальні, окисні і дезінфікуючі властивості. Це і визначає основні сфери її застосування і підкреслює важливе значення.
Так як сама кислота досить нестабільна, то економічно вигідніше і зручніше застосовувати її солі. Найпоширеніші з них в промисловості, це:
- гіпохлорит калію;
- натрій гіпохлорит;
- гіпохлорит кальцію.
Всі вони при звичайних умовах - тверді кристалічні речовини, здатні при невеликому нагріванні розкладатися, з вивільненням вільного хлору. При правильній транспортуванні, зберіганні і використанні є незамінними помічниками в промисловості, господарстві і медицині.
Найбільше значення має саме гіпохлорит натрію, тому його розглянемо докладніше.
Формула натрію гіпохлориту
Якщо розглядати особливості складу молекули, то кількісне співвідношення елементів буде таким:
- натрій - 31%;
- хлор - 48%;
- кисень - 21%.
Емпірична формула гіпохлорит натрію має вигляд NaCLO. Позитивно заряджений іон натрію зв`язується іонними взаємодіями з хлорит-іоном. Зв`язки всередині останнього утворені по ковалентному полярного механізму: шість електронів хлору по парам і один неспарених об`єднується з одним електроном атома кисню. Загальний заряд іона CLO-.
Очевидно, що формула гіпохлорит натрію відображає і будова його молекули, і ступені дисоціації у водному розчині. Також демонструє якісний і кількісний склад з`єднання.
Історія відкриття і використання речовини
Насправді дана історія бере свій початок з XVIII століття. Адже саме тоді, в 1774 році, Карлом Шеєле був відкритий елементарний (молекулярний) хлор. Протягом багатьох років вивчалися його властивості. Тому тільки в 1787 році Клод Бертолле зумів виявити, що якщо даний газ розчинити у воді, то вийти суміш кислот, здатна давати приголомшливий відбілюючий і дезинфікуючий ефект.
Цю суміш назвали белільной рідиною і налагодили масове виробництво. Однак буквально в цьому ж році стало зрозуміло, що в такій формі зберігати і транспортувати цю речовину недоцільно, так як воно швидко розкладається під дією ряду факторів:
- температури;
- освітлення;
- попадання сторонніх часток;
- просто на відкритому повітрі та інше.
Тому спосіб отримання був модернізований. Стали пропускати їдкий газ хлору не через воду, а через розчин поташу. В результаті утворювався більш стабільний продукт KCLO, який володів тими ж властивостями при використанні. Дане з`єднання назвали "жавелева вода" і стали широко застосовувати для побутових потреб.
Але поташ, або карбонат калію, - це досить дорога сіль. Тому з економічної точки зору цей спосіб був не дуже вигідним. Тоді в 1820 році Антуан Лабаррак здогадався замінити поташ на більш дешеву і загальнодоступну сіль - каустичну соду. Це вирішило проблему. В результаті стали отримувати продукт, який використовується до сих пір - натрій гіпохлорит NaCLO.
Сьогодні існує кілька синонімів назвою для цього з`єднання:
- жавелева вода;
- лабарракова вода;
- гіпохлорит натрію;
- натрій хлорноватістокіслий.
Фізичні властивості
За своїми фізичними параметрами це з`єднання нічим не відрізняється від інших солей хлорнуватистої кислоти. Можна виділити кілька основних характеристичних рис.
- За зовнішнім виглядом при звичайних умовах це безбарвні кубічні кристали, мають слабкий їдкий запах хлору.
- Легко і повністю розчиняються у воді у великих кількостях, дають лужну реакцію середовища.
- Температура плавлення кристалів - 18-240С.
- Температура замерзання залежить від концентрації розчину і коливається в межах від -10З до -300С.
- При нагріванні понад 300З речовина розкладається з вивільненням вільного хлору, при більш високих температурах розкладання відбувається з вибухом.
- Гіпохлорит натрію щільність має рівну 1250-1265 кг / мsup3-.
- При перебуванні на відкритому повітрі кристали здатні мимовільно плавитися, переходячи в рідкий стан.
- Водний розчин має блідо-зелене забарвлення, виражений запах хлору. Легко розкладається при зовнішньому впливі і попаданні сторонніх предметів в ємність.
- Може утворювати токсичний хлор, небезпечний при попаданні в очі і тривалому впливі на шкіру. Сильний окислювач.
Таким чином, ми бачимо, що лабарракова вода - стабільне з`єднання тільки при дотриманні всіх умов зберігання. Тому поводитися з ним і використовувати слід дуже обережно.
форми існування
Аналізованих нами речовина існує в формі трьох кристаллогидратов.
- моногидрат. Хімічна формула NaOCL * H2O. Дана форма не є стійкою, здатна вибухати при температурі вище 600С.
- При більш високому вмісті води в складі молекули стійкість підвищується. Наступний кристаллогидрат має вигляд NaOCL * 2,5H2O. Чи не вибухає, при температурі вище 500З плавиться.
- пентагідрат з формулою NaOCL * 5H2O - найстійкіша форма, яка і застосовується в побуті. Саме для неї були описані вище перелічені фізичні властивості.
Натрій гіпохлорит у водному розчині можна виділити виправними. Утворюються блідо-зелені або майже прозорі голки пентагідрату.
Хімічні властивості
Дані характеристики базуються на окислювальної здатності розглянутого з`єднання. Найголовніші типи реакцій, в яких жавелева вода здатна брати участь, такі:
- Розкладання. Залежно від умов можуть виходити різні продукти. При звичайних умовах це кухонна сіль і кисень. При нагріванні - хлорат натрію і кухонна сіль. При дії кислот реакція проходить з виділенням вільного хлору.
- Сильні окислювальні властивості з усіма восстановителями. Здатна перетворювати сульфіти в сульфати, нітрити в нітрати, розчиняти фосфор і миш`як, з утворенням їх кислот, а також переводити аміак в молекулу гідразину.
- При реакціях з металами сприяє збільшенню їх ступеня окислення до максимально можливої.
- Має сильні корозійні властивості, тому не може застосовуватися для обробки металевих виробів.
Очевидно, що хімічні властивості даної речовини зводяться до одного - це окисне вплив.
Виробництво гіпохлориту натрію
Можливе отримання жавелевой води в лабораторії або ж промисловості. Способи розрізняються. Розглянемо обидва варіанти.
Отримання гіпохлориту натрію в промисловості.
- Спосіб, який був запропонований ще в 1820 році Лабарраком, залишається актуальним донині. Пропусканням хлору через розчин гідроксиду натрію отримують необхідний продукт. Даний варіант називається хімічним.
- Електрохімічний. Полягає в піддав електролізу розчину NaCL або морської води.
Обидва використовуються сьогодні і забезпечують великі обсяги продукту на виробництвах.
Лабораторні методи синтезу полягають в отриманні невеликих порцій продукту. Вони полягають в пропущенні хлору через розчин каустику або карбонату натрію.
Використання в промисловості
Найголовніша галузь народного господарства, в якій застосовується дана речовина - це водопостачання. Уже багато років, з початку XX століття, використовується знезараження води гіпохлоритом натрію. Чому це настільки актуально і може бути застосовано? На це є ряд причин.
- Даний спосіб вважається екологічно чистим і безпечним, адже при природному розкладанні гіпохлориту виділяється кисень і утворюється кухонна сіль, що не представляє ніякої загрози для природи і людини.
- Це найефективніший метод боротьби з переважною кількістю бактерій, вірусів і грибків, а також найпростіших, що викликають патології.
- З економічної точки зору цей спосіб найвигідніший і дешевий.
Поєднання всіх позначених факторів дозволяє вважати гіпохлорит натрію ідеальним на сьогоднішній день речовиною для обробки питної води. Також проводиться очищення води в басейнах і інших штучних водоймах. Можна вичищати акваріуми, забезпечуючи рибам комфортне існування і вільний доступ кисню.
Застосування в медицині
Гіпохлорит натрію застосування собі знаходить і в медичних цілях. Адже його дезінфікуючі, бактерицидні і очищаючі властивості не могли залишитися непоміченими в цій області. Як конкретно його використовують?
- Для обробки гнійних ран, відкритих місць пошкоджень.
- Для дезінфекції інструментів, обробки робочих поверхонь і санітарних зон.
- Для лікування цілого ряду інфекційних захворювань, викликаних вірусами, бактеріями або грибками (ВІЛ, герпес, гепатит А і Б, хламідіоз та інші).
- У хірургії для обробки дренажних ран, внутрішніх порожнин при гнійних ураженнях.
- В акушерстві та гінекології.
- В оториноларингології і дерматології, застосовуються навіть розчини для ін`єкцій або закапування всередину слухового проходу.
Застосування цього засобу дозволяє уникати високої смертності при поширенні інфекцій в малорозвинених країнах.
Жавелева вода в хімічних синтезах
На основі даної речовини створюються різні чистячі і миючі засоби, препарати для обробки санвузлів і прочищення труб. Також за допомогою хлорнуватиста натрію синтезуються різні відбілювачі для тканин, які здатні видаляти найскладніші плями (наприклад, від кави, вина, трави та інше).
На основі лабарраковой води створюються засоби для розкладання побутових і промислових відходів. Причому на такі речовини, які будуть максимально безпечні для навколишнього середовища.
У багатьох реакціях використовуються сильні окислювальні властивості з`єднання, так отримують багато інших важливих речовини в хімії.
Використання в тваринництві і рослинництві
У даних галузях народного господарства також використовується гіпохлорит натрію. Так, наприклад, в тваринництві він потрібен для прибирання приміщень, в яких живуть тварини. Це дозволяє позбавити їх від нечистот, продезінфікувати і знищити хвороботворні мікроорганізми. Тим самим скорочується захворюваність худоби.
В рослинництві натрій гіпохлорит також дозволяє уникнути зараження грибками і бактеріями. При передпосівної обробки насіння розчином жавелевой води зростання захворювань серед сільськогосподарських культур різко скорочується. Іноді обробляються і самі рослини з метою також бактерицидної дії.
Особливості та умови зберігання
Так як речовина особливе, то і догляд за ним особливий. Існує цілий список, який описує, як правильно зберігати і використовувати гіпохлорит натрію. ГОСТ 11086-76 дає технічні характеристики і розповідає про всі особливості, що стосуються зберігання і транспортування, а також використання і знищення відходів після застосування для жавелевой води.
Там же описані всі марки товару, докладні характеристики. Тому перед застосуванням або покупкою необхідно до цього документа ретельно ознайомитися. В цілому ж, зберігання гіпохлориту натрію має здійснюватися в темних приміщеннях, спеціальних стійких до окислення і корозії ємкостях. Його не можна нагрівати, так як може статися вибух. Перевозити можна будь-яким способом, але з дотриманням правил техніки безпеки.
Гіпохлорит натрію: інструкція із застосування
Якщо говорити про застосування даної речовини всередину, то тут необхідні суворі медичні рекомендації. Адже що входить до складу з`єднання хлор може зробити згубний вплив на організм. Можна отримати хімічний опік, отруєння і т. Д. Це ще не все, до чого може привести неконтрольований прийом такого речовини, як гіпохлорит натрію. Інструкція по застосуванню препаратів на його основі повинна бути ретельно вивчена і узгоджена з лікарем, застосування його самостійно в лікувальних цілях заборонено!
