Гипохлорит натрия (NaOCl) - это химическое вещество, эффективно применяющееся в промышленности, медицине и в быту для обеззараживания воды, в том числе питьевой, отбеливания, устранения запахов, антисептической обработки, очистки поверхностей и многого другого.
Когда был открыт гипохлорит натрия
Гипохлорит натрия имеет долгую историю. Около 1785 года француз Клод Луи Бертолле открыл отбеливающие агенты, основанные на гипохлорите натрия. Парижская компания Societé Javel представила продукт под названием «жавелевый ликёр». Первое время он использовался для отбеливания хлопка. Благодаря своим специфическим характеристикам «жавелевый ликёр» стал популярным составом. Гипохлорит обладал способностью удалять пятна с одежды при комнатной температуре. Во Франции гипохлорит натрия до сих пор известен как «eau de Javel» («жавелевая вода»).
Каковы характеристики гипохлорита натрия?
Гипохлорит натрия - это прозрачный, слегка желтый раствор с характерным запахом. Гипохлорит натрия имеет относительную плотность 1.1 (5.5% водный раствор). Отбеливающий агент для бытового использования обычно содержит 5% гипохлорита натрия (с pH около 11) и вызывает раздражения кожи. Более концентрированная смесь, содержащая 10-15% гипохлорита натрия (с pH около 13) - может вызывать ожоги кожи и коррозию поверхностей. Гипохлорит натрия нестабилен. Активный хлор выделяется из раствора со скоростью 0.75 грамм в сутки. Нагревание ускоряет выделение хлора, в процессе которого гипохлорит натрия распадается. Также распад происходит при нахождении под солнечными лучами, при контакте вещества с кислотами, некоторыми металлами или газами. Раствор гипохлорита натрия является негорючим, однако разложение безводного гипохлорита натрия при температуре 70° протекает со взрывом. Гипохлорит натрия - это сильный окислитель, вступающий в реакции со многими восстановителями. Про эти характеристики нужно помнить при транспортировке, хранении и использовании гипохлорита натрия.
Что происходит после того, как гипохлорит натрия добавляют в воду
При добавлении промышленного гипохлорита натрия в воду pH воды увеличивается, вследствие того, что гипохлорит натрия содержит едкий натр. Когда гипохлорит натрия растворяется в воде, образуются две субстанции, играющие роль в окислении и дезинфекции. Это хлорноватистая кислота (HOCl) и менее активный продукт её распада - гипохлорит-анион (OCl -). pH воды является показателем количества сформированной хлорноватистой кислоты. Применяя гипохлорит натрия для обеззараживания воды, для стабилизации уровня pH используют корректор pH - препарат на основе неорганической кислоты.
Как получают гипохлорит натрия
Гипохлорит натрия обычно производят двумя способами:
1. Растворяя поваренную соль в умягчённой воде, получая концентрированный рассол. Раствор подвергают электролизу, в процессе которого образуется растворённый в воде гипохлорит натрия. Этот раствор содержит до 150 г активного хлора (Cl 2) на литр. В процессе этой реакции формируется очень взрывоопасный водород, поэтому процесс должен обязательно сопровождаться вентиляцией.
2. Насыщая едкий натр (NaOH) газообразным хлором. В результате реакции образуется гипохлорит натрия, вода (H 2 O) и поваренная соль (NaCl):
Cl 2 + 2NaOH + → NaOCl + NaCl + H 2 O
Как применяют гипохлорит натрия
Гипохлорит натрия имеет широкую область применения. Например, в сельском хозяйстве, химической промышленности, лакокрасочной индустрии, пищевой промышленности, при производстве стекла, бумаги, в фармацевтической промышленности, производстве синтетики, для обеззараживания питьевой воды и очистки сточных вод. В текстильной промышленности гипохлорит натрия используется для отбеливания тканей. Иногда гипохлорит натрия добавляют в промышленные сточные воды для уменьшения запахов. Гипохлорит натрия нейтрализует сероводород (H 2 S) и аммиак (NH 3). Также он используется для детоксикации цианистых ванн в металлургии. Гипохлорит натрия может использоваться для предотвращения роста водорослей и моллюсков в охлаждающих башнях. В системах водоочистки гипохлорит натрия используется для дезинфекции воды. В домашних хозяйствах гипохлорит используется для очистки и дезинфекции дома.
Как работает дезинфекция гипохлоритом натрия
При добавлении гипохлорита натрия в воду формируется хлорноватистая кислота HOCl:
NaOCl + H 2 O → HOCl + NaOH -
Хлорноватистая кислота является сильным окислителем. Именно на окислительных свойствах хлорноватистой кислоты HOCl основана обеззараживающее действие ГХН. В целом, дезинфекция гипохлоритом натрия подобна дезинфекции хлором.
Как применяют гипохлорит натрия для плавательных бассейнов
Гипохлорит натрия применяют для дезинфекции и окисления воды. Преимуществом гипохлорита является то, что микроорганизмы не могут защищаться от него. Гипохлорит натрия эффективен против бактерий Legionella и биоплёнки, в которой могут размножаться эти бактерии. Хлорноватистая кислота является результатом реакции гипохлорита натрия с газообразным хлором. В воде формируется так называемый активный хлор.
Существует множество вариантов использования гипохлорита натрия. Для систем электролиза, располагающихся на месте эксплуатации, в качестве сырья для производства гипохлорита используют водный раствор NaCl. При растворении в воде получаются ионы натрия Na + и хлора Cl - :
4NaCl - → 4Na + + 4Cl -
При прохождении солевого раствора через электролизер на электродах протекает следующая реакция:
Процесс на аноде:
2Cl - – 2e - = Cl 2
Процесс на катоде:
2H + + 2e - = H 2
Процесс в электролизёре за счёт химического взаимодействия образующихся продуктов:
Cl 2 + OH - = Cl - + HOCl
Общая схема процесса:
NaCl + H 2 O = NaOCl + H 2
Преимуществом солевой электролизной системы является то, что не требуется транспортировка и хранение гипохлорита натрия. При долгом хранении гипохлорита натрия он теряет свою активность. В процессе электролиза выделяется взрывоопасный водород, поэтому эксплуатация системы должна быть обеспечена постоянной вентиляцией. Система малопроизводительна и требует буфера для хранения хлорноватистой кислоты. Затраты на покупку и обслуживание системы электролиза намного превышают стоимость покупки концентрированного гипохлорита натрия, то есть срок окупаемости очень велик.
При использовании гипохлорита натрия марки А требуется добавление в воду уксусной или серной кислот. Передозировка кислот может привести к выделению вредных газов. При недостаточной дозировке уровень pH остаётся слишком высоким, что может привести к раздражению глаз. Потому как гипохлорит натрия используется и для оксидации загрязнений (от мочи, пота, косметики), и для удаления патогенных микроорганизмов, необходимый уровень его концентрации зависит от концентрации загрязняющих веществ. Если перед добавлением гипохлорита натрия вода была профильтрована, требуется меньшая его дозировка.
Каково влияние гипохлорита натрия на здоровье
Нет определённого порога, после которого проявляется воздействие гипохлорита натрия на здоровье человека. Растворы его могут быть опасны из-за возможности выделения токсичного хлора, вдыхание которого вызывает удушающий эффект и раздражение дыхательных путей. Приём разбавленного гипохлорита натрия внутрь вызывает чувство жжения, боль в желудке, кашель, диарею, раздражение дыхательных путей и рвоту. Концентрированные растворы способны вызвать серьёзные повреждения, и даже прободение ЖКТ. Контакт слабого раствора гипохлорита с кожей или глазами вызывает покраснение и боль. Прямое попадание в глаза концентрированного гипохлорита может вызвать частичную или полную потерю зрения. Гипохлорит натрия токсичен для всех водных организмов. Но, несмотря на сильную химическую активность, безопасность гипохлорита натрия для человека подтверждена исследованиями токсикологических центров Северной Америки и Европы, экспериментально показавших, что вещество в рабочих концентрациях не оказывает серьёзного воздействия на здоровье после случайного проглатывания или попадания на кожу. Также подтверждено, что гипохлорит натрия не является мутагенным и канцерогенным веществом, а также кожным аллергеном.
Гипохлорит натрия в плавательных бассейнах
Гипохлорит натрия не опасен для людей в той концентрации, в которой он используется в плавательных бассейнах. Слишком большое содержание хлора в воде вызывает раздражение кожи и слизистых оболочек, и может даже привести к повреждению дыхательных путей, отделов пищевода, глаз и кожи. В обычной концентрации он может вызвать покраснение глаз и давать характерный запах хлора в бассейне. Там, где присутствует достаточное количество смеси мочи и пота, компоненты этой смеси реагируют с хлорноватистой кислотой с образованием хлораминов. Хлорамины раздражают слизистые оболочки и могут вызвать запах хлорки . В большинстве плавательных бассейнов эти проблемы решаются путём очистки и циркуляции воды и обработкой бассейна хлором.
Хлор на протяжении многих лет является эффективным дезинфекционным средством. Его применяли (и сейчас используют) для обеззараживания:
«Гипохлорит кальция Твердый (65 или 68%)»
- различных поверхностей;
- очищения колодцев;
- дезинфекции выгребных ям и септиков.
Но положительный эффект и тогда и сейчас во многом зависит от профессионализма тех, кто применяет гипохлорит кальция для дезинфекции и от того используют ли они инструкцию по применению гипохлорита кальция для дезинфекции.
Порошок белого цвета, со слабым запахом хлорки – это и есть кальция гипохлорит нейтральный
При определении данного средства используют аббревиатуру КГН.
Из данного порошка готовят специальный раствор. Он мутный, чуть беловатого оттенка. Храниться может не более трех суток. На дне раствора остается осадок из нерастворимых кальционных солей.
Общее применение
Средство используют при обеззараживании:
- скотомогильников (особенно, если есть подозрение на наличие очага инфекции);
- выгребных ям и септиков;
- почвы и асфальта;
- помещений, в которых долгое время находились больные холерой или туберкулезом (действует как бактерицидное средство);
- помещений общего пользования (больницы, школы, детские сады, лагеря, базы отдыха и пансионаты);
- уборных общего пользования;
- жилых индивидуальных помещений;
- предметов быта (кроме металлических предметов, которые могут подвергнуться коррозии);
- посуды (после обработки посуду необходимо тщательно промыть несколько раз).
Такое средство как гипохлорит кальция 45 применяется при обеззараживании питьевой воды и воды в плавательных бассейнах.
Для дезинфекции одежды данный раствор не применяют, она почти сразу приходит в негодность.
Если раствор попадет в глаза или на незащищенную кожу, может возникнуть покраснение и начаться жжение. Необходимо промыть глаза и кожу большим количеством чистой воды
При попадании в желудок раствор может вызвать воспаление ЖКТ. Это умеренно опасное средство. Лечение при попадании вещества в организм человека должен назначить врач.
Применение гипохлорита кальция должно строго контролироваться специалистами.
Как правильно приготовить раствор
Для дезинфекции КГН используют:
- в виде не осветленного раствора;
- в виде светлого раствора;
- активированного раствора;
- в виде порошка.
Не осветленный раствор изготовляют из 200 грамм порошка КГН и одного литра воды.
Светлый раствор готовят из не осветленного раствора.
- Не осветлённому раствору дают отстояться.
- Жидкость, которая образовалась над осадком, сливают (получается один литр раствора с концентрацией чистого хлора 10%).
- Жидкость разбавляют для получения светлого раствора (если нужен один литр раствора с хлором 0,5%, то 50 мл активированного раствора разводят в одном литре воды (10% разделить на 0,5%, 1000 мл разделить на 20); если нужна другая концентрация применяются простые математические методы подсчета).
Для получения активированного раствора в светлый раствор подсыпают соли аммония в пропорциях один к двум. Данного типа раствор изготовляют прямо перед применением.
В любом случае только специалисты имеют право изготавливать препараты и проводить их проверку.
Применение разного типа растворов и порошка
Вопрос о том, где применяют раствор гипохлорита кальция важен. Здесь акценты расставлены очень точно.
Не осветленный раствор применяют для обработки:
- производственных помещений (600 мл. на квадратный метр);
- надворных построек (600 мл. на квадратный метр);
- мусорных ям (600 мл. на квадратный метр);
- инвентаря, которым убирается мусор.
Осветленный раствор используют при обеззараживании:
- жилых помещений (210 мл. на квадратный метр; после обработки помещение надо в обязательном порядке убрать и проветрить);
- мебели (можно распылять средство из расчета 210 мл на квадратный метр; можно использовать раствор для влажного протирания поверхностей из расчета 180 мл. на квадратный метр);
- посуды (один комплект посуды на два литра средства);
- детских игрушек (мелкие можно вымачивать в растворе, а крупные — орошать; после выдерживания игрушки необходимо отчистить с помощью большого количества воды).
Активированный раствор используют при вспышках вирусных и инфекционных заболеваний (600 мл на квадратный метр).
Порошком обрабатывают выделения больных, остатки пищи, питьевую воду. Порошок используют в больших количествах или в пропорциях один к одному.
Правила работы со средством
Техника безопасности при работе должна обязательно соблюдаться.
- детям до 18 лет;
- беременным;
- лицам с общими противопоказаниями.
Кроме того:
- приготовление раствора необходимо проводить в помещениях с хорошей системой вентиляции или в специальных вытяжных шкафах;
- специалисты должны быть одеты в спецодежду и иметь защитные маски на лице. Если действовать строго по инструкции, то человек должен быть защищен респиратором РУ-60 с патроном марки А; защитными очками, резиновыми перчатками; защитными передниками;
- хранить порошок и раствор можно только в емкостях с плотными крышками, в помещениях, недоступным детям, хорошо вентилируемых и не влажных;
- все обработанные бытовые предметы и детские игрушки необходимо тщательно промывать до полного исчезновения запаха хлора;
- Остатки порошка запрещено просто выбрасывать в мусорник, его разводят водой и сливают в канализацию;
- после окончания работы со средством необходимо тщательно вымыть руки (но лучше принять душ).
Правила оказания помощи при отравлении КГН
В некоторых случаях возникает отравление КГЛ (если не соблюдается техника безопасности или случается авария на производстве). Симптомы отравления:
- резь и боль в глазах;
- першение в горле;
- першение в носу;
- кашель;
- покраснения или ожоги.
При появлении первых симптом необходимо:
- вывести пострадавшего человека на воздух;
- заставить его хорошо вымыть руки и лицо;
- заставить выпить щелочное питье (самый лучший вариант – молоко с растворенной в нем содой пищевой);
- остановить кашель;
- проверить ритм биения сердца и измерить давление;
- если появилось покраснение или ожог, его необходимо тщательно промыть, а потом обработать пораженный участок раствором соды;
- если КГН попало в глаза, необходимо промыть их проточной водой, закапать альбуцитом или новокаином (раствором), а потом обратиться к врачу.
Если вещество попало в желудок, то нужно вызвать рвоту, а потом выпить молока или воду с нашатырным спиртом (несколько капель на стакан).
При использовании КГН надо руководствоваться инструкцией, которая была специально издана для производителей средства и для тех, кто использует его для дезинфекции.
Наш специалист уточняет информацию, подбирает оптимальное решение Вашей проблемы и договаривается с Вами об удобном для Вас времени выезда мастера.
Полный осмотр помещения, обнаружение зон обитания грибка, грызунов или насекомых и уничтожение заражений. По окончанию обработки Вы получаете бесплатную консультацию, во избежание повторения заражения.
Мы следим за санитарно-техническим состоянием объекта в течение всего срока гарантии.
Растворы гипохлорита натрия используются для дезинфекции и обеззараживания воды около 100 лет. Многолетняя практика использования растворов гипохлорита натрия для обработки воды, как в нашей стране так и за рубежом показывает, что реагенты могут использоваться в широком диапазоне:
- для дезинфекции воды в плавательных бассейнах и водоемах различного назначения;
- для обработки природных и сточных вод в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения;
- при обработке бытовых и промышленных сточных вод и др.
Использование растворов гипохлорита натрия для дезинфекции воды плавательных бассейнов и прудов позволяет получать чистую прозрачную воду, лишенную водорослей и бактерий. При обработке бассейнов растворами гипохлорита натрия необходимо тщательно контролировать содержание активного хлора в воде . Важное значение имеет поддержание Ph на определенном уровне , обычно 7,4-8,0, а лучше 7,6-7,8. Регулирование Ph осуществляется введением специальных добавок.
Содержание остаточного хлора в воде плавательных бассейнов должно находиться на уровне 0,3-0,5 мг/дм 3 . Надежное обеззараживание в течение 30 мин. обеспечивают растворы, содержащие 0,1-0,2% гипохлорита натрия . При этом содержание активного хлора в зоне дыхания не должно превышать 0,1 мг/дм 3 в публичных плавательных бассейнах и 0,03 мг/м 3 в спортивных плавательных бассейнах. Замена газообразного хлора гипохлоритом натрия приводит к снижению выделения хлора в воздух, и, кроме того, позволяет легче поддерживать остаточное количество активного хлора в воде.
Использование растворов гипохлорита натрия для обработки питьевой воды предпочтительно на стадии предварительного окисления и для стерилизации воды перед подачей ее в распределительную сеть. Обычно в систему водоочистки растворы гипохлорита натрия вводят после разбавления примерно в 100 раз. При этом, помимо снижения концентрации активного хлора , снижается также величина Ph (c 12-13 до 10-11), что способствует повышению дезинфицирующей способности раствора.
Гипохлорит натрия широко применяется: для обработки бытовых и промышленных сточных вод; для разрушения животных и растительных микроорганизмов; устранения запахов; обезвреживания промышленных стоков, в том числе содержащих цианистые соединения. Он может быть использован также для обработки воды, содержащей аммоний, фенолы и гуминовые вещества.
Гипохлорит натрия также используется для обезвреживания промышленных стоков от цианистых соединений; для удаления из сточных вод ртути и для обработки охлаждающей конденсаторной воды на электростанциях.
Основные свойства гипохлорита натрия:
Гипохлорит натрия (натриевая соль хлорноватистой кислоты) - NaClO, получают хлорированием водного едкого натра (NaOH). Промышленностью выпускается в виде водных растворов различной концентрации. Малоконцентрированные растворы гипохлорита натрия получают электролизом раствора хлорида натрия (NaCl) в специальных электрохимических установках, как правило, непосредственно у потребителя.
Водные растворы гипохлорита натрия стали использоваться для дезинфекции с самого зарождения хлорной промышленности. Благодаря высокой антибактериальной активности и широкому спектру действия на различные микроорганизмы, это дезинфицирующее средство находит применение во многих направлениях человеческой деятельности.
Дезинфицирующее действие гипохлорита натрия основано на том, что при растворении в воде он точно так же, как хлор, образует хлорноватистую кислоту, которая оказывает непосредственное окисляющее и дезинфицирующее действие.
NaClO + H 2 O→← NaOH + HClO
Существуют растворы гипохлорита натрия различных марок.
Основные физико-химические показатели растворов гипохлорита натрия , выпускаемых в РФ:
| Наименование показателя | Норма для марок | ||||||
| По | По | ||||||
| Марка А | Марка Б | Марка А | Марка Б | Марка В | Марка Г | Марка Э | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1. Внешний вид | Жидкость зеленовато-желтого цвета | Бесцветная жидкость | |||||
| 2. Коэффициент светопропускания, %, не менее | 20 | 20 | Не регламентируется | ||||
| 3. Массовая концентрация активного хлора, г/дм 3 , не менее | 190 | 170 | 120 | 120 | 190 | 120 | 7 |
| 4. Массовая концентрация щелочи в пересчете на NaOH, г/дм 3 , не менее | 10-20 | 40-60 | 40 | 90 | 10-20 | 20-40 | 1 |
| 5. Массовая концентрация железа, г/дм 3 , не более | 0,02 | 0,06 | 120 | ||||
Растворы гипохлорита натрия различных марок применяют:
- раствор марки А по - в химической промышленности, для обеззараживания питьевой воды и воды плавательных бассейнов, для дезинфекции и отбелки;
- раствор марки Б по - в витаминной промышленности, как окислитель;
- раствор марки А по - для обеззараживания природных и сточных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении, дезинфекции воды рыбохозяйственных водоемов, в пищевой промышленности, для получения отбеливающих средств;
- раствор марки Б по - для дезинфекции территорий, загрязненных фекальными сбросами, пищевыми и бытовыми отходами; обеззараживания сточных вод;
- раствор марки В, Г по - для дезинфекции воды рыбохозяйственных водоемов;
- раствор марки Э по - для дезинфекции аналогично марке А , а также дезинфекции в медико-санитарных учреждениях, предприятиях общественного питания, санаториях, детских учреждениях, бассейнах, объектах ГО и др., а также обеззараживания питьевой воды, стоков, отбеливания.
Необходимо отметить, что для изготовления растворов гипохлорита натрия марок А и Б по и растворов марки А по не допускается применение абгазного хлора от хлоропотребляющих органических и неорганических производств, а также едкого натра, полученного ртутным методом.
Растворы марки Б по получают из абгазного хлора органических и неорганических производств и диафрагменного или ртутного едкого натра.
Растворы марок В и Г по получают из абгазного хлора стадии сжижения производства хлора и диафрагменного едкого натра с добавлением стабилизирующей добавки - цитраля сорта ”Парфюмерный” по . Растворы марки Э по получают электролизом раствора поваренной соли.
— неорганическое вещество, соль хлорноватистой кислоты с формулой NaOCl. Реактив применяется давно, поэтому его также называют, по исторической традиции, жавелевой или лабарраковой водой.
Жавелевая вода, на самом деле, является водным раствором гипохлорита калия, но название часто используют и для NaOCl. Лабарраковая вода названа в честь француза А. Лабаррака, впервые получившего именно гипохлорит натрия.
Свойства
В чистом виде гипохлорит натрия — мелкокристаллический порошок без цвета, с запахом хлора. Легко растворяется в воде, но влагу из воздуха не поглощает. Тем не менее, из-за своей неустойчивости, вещество достаточно быстро разлагается, оплывает и становится жидким. На практике обычно применяют водные растворы, более устойчивые, чем кристаллическая форма, хотя и растворы постепенно разлагаются, теряя активный хлор. Особенно активно раствор разлагается при нагревании и под действием света, поэтому хранить растворы гипохлорита натрия следует в прохладных, темных помещениях, в прочной таре с антикоррозионным покрытием.
Гипохлорит натрия — очень сильный окислитель; легко вступает в реакции с солями щелочных металлов, аммиаком, оксидами металлов, щелочами. Обладает ярко выраженным коррозионным воздействием на многие металлы. К гипохлориту натрия устойчивы почти все пластики , фторопласты, поливинилхлорид, многие резины, поэтому хранят его, обычно, в стальных емкостях с резиновым покрытием.
Так как в нормальных условиях водные растворы постепенно разлагаются с выделением кислорода, при хранении это нужно учитывать, заполняя емкость не полностью и периодически сбрасывая образовавшийся кислород. С течением времени водный раствор теряет свою активность.
Скорость разложения раствора сильно зависит от рН среды. Наибольшая скорость разложения — в кислой среде, наименьшая — в высокощелочной. Для хранения наиболее пригодны водные растворы с выраженной щелочной реакцией.
Влияние на окружающую среду и человека
NaOCl, несмотря на свою химическую активность, считается практически безвредным для экологии. В конечном счете, он разлагается на кислород, воду и хлорид натрия — совершено безопасные вещества. Длительные научные исследования доказали, что реактив в рекомендованных концентрациях не обладает канцерогенным действием, не вызывает аллергии. Напротив, очистка воды с помощью гипохлорита натрия позволяет избавиться от многих опасных хлорорганических соединений, фенолов, токсинов.
Работы с растворами NaOCl должны проводиться с соблюдением техники безопасности и средств защиты. Концентрированные растворы вызывают химический ожог, особенно опасный для глаз — вплоть до полной потери зрения. Воздействие на кожу может привести к раздражению и язвам. Проглатывание — к ожогу пищевода, в тяжелом случае — к прободению ЖКТ. Вдыхание выделяющегося хлора приводит к токсикации, человеку становится трудно дышать.
Применение
— Для обеззараживания воды в системах городского водоснабжения, 
в бассейнах, в рыбохозяйствах; для очистки промышленных и городских сточных вод. Обработка воды этим реагентом гораздо безопаснее и экологичнее, чем газообразным хлором.
— Для дезинфекционной обработки помещений.
— Для изготовления производственных отбеливателей, дезинфектантов, СМС.
— В химическом производстве — для изготовления гидразина , антраниловой кислоты, метансульфоновой и синтетической аскорбиновой кислоты, модифицированного крахмала, некоторых других веществ, использующихся в производстве пестицидов и инсектицидов.
— В электрохимии — для травления.
— Для удаления из индустриальных газов опасных цианистых соединений.
— В лабораторной химии — ингредиент органического синтеза многих соединений, в том числе кетонов, карбоновых кислот, хлороформа, альдегидов, аминов и многих других.
— В медицине — для дезинфекционной обработки помещений, аппаратов, сантехники, мебели, белья, предметов обихода. Растворы гипохлорита натрия эффективны против большинства патогенов, вирусов (включая ВИЧ, гепатит, ротавирус), бактерий, грибков, токсинов. Применяется для наружной обработки кожи, полоскания горла и носа, для обработки ран в гинекологии, стоматологии, хирургии; для инъекций.
— Входит во множество средств бытовой химии, в том числе таких популярных, как «Белизна», Tiret, Domestos гель.
Кислоты, в состав которых входит хлор, достаточно разнообразны. Всего их можно выделить пять:
Каждая из них - сильнейший окислитель, который имеет широкий спектр действия и поэтому достаточно широко используется в различных химических синтезах и промышленности. Однако особое значение имеет самая слабая из них, но при этом по окисляющим способностям не уступающая другим - хлорноватистая. Одна из ее солей, натрий гипохлорит, входит в сто самых синтезируемых и важных химических соединений для использования в быту. Почему и с чем это связано, попробуем разобраться.
Хлорноватистая кислота и ее соли
Как уже было обозначено, данная кислота не самая сильная среди своих коллег. Однако именно она способна легко высвобождаться из своих солей и проявлять сильнейшие антибактериальные, окислительные и дезинфицирующие свойства. Это и определяет основные области ее применения и подчеркивает важное значение.
Так как сама кислота достаточно нестабильна, то экономически выгоднее и удобнее применять ее соли. Самые распространенные из них в промышленности, это:
- гипохлорит калия;
Все они при обычных условиях - твердые кристаллические вещества, способные при небольшом нагревании разлагаться, с высвобождением свободного хлора. При правильной транспортировке, хранении и использовании являются незаменимыми помощниками в промышленности, хозяйстве и медицине.
Наибольшее значение имеет именно гипохлорит натрия, поэтому его рассмотрим подробнее.
Формула натрия гипохлорита
Если рассматривать особенности состава молекулы, то количественное соотношение элементов будет таким:
- натрий - 31%;
- хлор - 48%;
- кислород - 21%.
Эмпирическая формула гипохлорит натрия имеет вид NaCLO. Положительно заряженный ион натрия связывается ионными взаимодействиями с хлорит-ионом. Связи внутри последнего образованы по ковалентному полярному механизму: шесть электронов хлора по парам и один неспаренный объединяется с одним электроном атома кислорода. Общий заряд иона CLO - .
Очевидно, что формула гипохлорит натрия отражает и строение его молекулы, и ступени диссоциации в водном растворе. Также демонстрирует качественный и количественный состав соединения.
История открытия и использования вещества
На самом деле данная история берет свое начало с XVIII века. Ведь именно тогда, в 1774 году, Карлом Шееле был открыт элементарный (молекулярный) хлор. В течение многих лет изучались его свойства. Поэтому только в 1787 году Клод Бертолле сумел обнаружить, что если данный газ растворить в воде, то получиться смесь кислот, способная давать потрясающий отбеливающий и дезинфицирующий эффект.
Эту смесь назвали белильной жидкостью и наладили массовое производство. Однако буквально в этом же году стало понятно, что в такой форме хранить и транспортировать это вещество нецелесообразно, так как оно быстро разлагается под действием ряда факторов:
- температуры;
- освещения;
- попадания инородных частиц;
- просто на открытом воздухе и прочее.
Поэтому способ получения был модернизирован. Стали пропускать едкий газ хлор не через воду, а через раствор поташа. В результате образовывался более стабильный продукт KCLO, который обладал теми же свойствами при использовании. Данное соединение назвали "жавелевая вода" и стали широко применять для бытовых нужд.
Но поташ, или карбонат калия, - это достаточно дорогая соль. Поэтому с экономической точки зрения данный способ был не слишком выгодным. Тогда в 1820 году Антуан Лабаррак догадался заменить поташ на более дешевую и общедоступную соль - каустическую соду. Это решило проблему. В результате стали получать продукт, который используется до сих пор - натрий гипохлорит NaCLO.
Сегодня существует несколько синонимов названию для этого соединения:
- жавелевая вода;
- лабарракова вода;
- гипохлорит натрия;
- натрий хлорноватистокислый.
Физические свойства
По своим физическим параметрам это соединение ничем не отличается от других солей хлорноватистой кислоты. Можно выделить несколько основных характеристических черт.
- По внешнему виду при обычных условиях это бесцветные кубические кристаллы, имеющие слабый едкий запах хлора.
- Легко и полностью растворяются в воде в больших количествах, дают щелочную реакцию среды.
- Температура плавления кристаллов - 18-24 0 С.
- Температура замерзания зависит от концентрации раствора и колеблется в пределах от -1 0 С до -30 0 С.
- При нагревании свыше 30 0 С вещество разлагается с высвобождением свободного хлора, при более высоких температурах разложение происходит со взрывом.
- Гипохлорит натрия плотность имеет равную 1250-1265 кг/м³.
- При нахождении на открытом воздухе кристаллы способны самопроизвольно плавиться, переходя в жидкое состояние.
- Водный раствор имеет бледно-зеленую окраску, выражен запах хлора. Легко разлагается при внешнем воздействии и попадании посторонних предметов в емкость.
- Может выделять токсичный хлор, опасен при попадании в глаза и длительном воздействии на кожу. Сильный окислитель.
Таким образом, мы видим, что лабарракова вода - стабильное соединение только при соблюдении всех условий хранения. Поэтому обращаться с ним и использовать следует очень осторожно.
Формы существования
Рассматриваемое нами вещество существует в форме трех кристаллогидратов.
- Моногидрат . Химическая формула NaOCL*H 2 O. Данная форма не является устойчивой, способна взрываться при температуре выше 60 0 С.
- При более высоком содержании воды в составе молекулы устойчивость повышается. Следующий кристаллогидрат имеет вид NaOCL*2,5H 2 O. Не взрывается, при температуре выше 50 0 С плавится.
- Пентагидрат с формулой NaOCL*5H 2 O - самая устойчивая форма, которая и применяется в быту. Именно для нее были описаны вышеперечисленные физические свойства.
Натрий гипохлорит в водном растворе можно выделить выпариванием. Образуются бледно-зеленые или почти прозрачные игольчатые кристаллы пентагидрата.
Химические свойства
Данные характеристики базируются на окислительной способности рассматриваемого соединения. Самые главные типы реакций, в которых жавелевая вода способна принимать участие, следующие:
- Разложение. В зависимости от условий могут получаться разные продукты. При обычных условиях это поваренная соль и кислород. При нагревании - хлорат натрия и поваренная соль. При действии кислот реакция проходит с выделением свободного хлора.
- Сильные окислительные свойства со всеми восстановителями. Способна преобразовывать сульфиты в сульфаты, нитриты в нитраты, растворять фосфор и мышьяк, с образованием их кислот, а также переводить аммиак в молекулу гидразина.
- При реакциях с металлами способствует увеличению их степени окисления до максимально возможной.
- Обладает сильными коррозионными свойствами, поэтому не может применяться для обработки металлических изделий.
Очевидно, что химические свойства рассматриваемого вещества сводятся к одному - это окислительное воздействие.
Производство гипохлорита натрия
Возможно получение жавелевой воды в лаборатории или же промышленности. Способы различаются. Рассмотрим оба варианта.
Получение гипохлорита натрия в промышленности.
- Способ, который был предложен еще в 1820 году Лабарраком, остается актуальным по сей день. Пропусканием хлора через раствор гидроксида натрия получают необходимый продукт. Данный вариант называется химическим.
- Электрохимический. Заключается в подвергании электролизу раствора NaCL или морской воды.
Оба используются сегодня и обеспечивают большие объемы продукта на производствах.
Лабораторные методы синтеза заключаются в получении небольших порций продукта. Они заключаются в пропускании хлора через раствор каустика или карбоната натрия.
Использование в промышленности
Самая главная отрасль народного хозяйства, в которой применяется данное вещество - это водоснабжение. Уже много лет, с начала XX века, используется обеззараживание воды гипохлоритом натрия. Почему это настолько актуально и применимо? На это есть ряд причин.
- Данный способ считается экологически чистым и безопасным, ведь при естественном разложении гипохлорита выделяется кислород и образуется поваренная соль, что не представляет никакой угрозы для природы и человека.
- Это самый эффективный метод борьбы с подавляющим числом бактерий, вирусов и грибков, а также простейших, вызывающих патологии.
- С экономической точки зрения данный способ самый выгодный и дешевый.
Сочетание всех обозначенных факторов позволяет считать гипохлорит натрия идеальным на сегодняшний день веществом для обработки питьевой воды. Также производится очистка воды в бассейнах и других искусственных водоемах. Можно вычищать аквариумы, обеспечивая рыбам комфортное существование и свободный доступ кислорода.
Применение в медицине
Гипохлорит натрия применение себе находит и в медицинских целях. Ведь его дезинфицирующие, бактерицидные и очищающие свойства не могли остаться незамеченными в этой области. Как конкретно его используют?
- Для обработки гнойных ран, открытых мест повреждений.
- Для дезинфекции инструментов, обработки рабочих поверхностей и санитарных зон.
- Для лечения целого ряда инфекционных заболеваний, вызванных вирусами, бактериями или грибками (ВИЧ, герпес, гепатит А и Б, хламидиоз и прочие).
- В хирургии для обработки дренажных ран, внутренних полостей при гнойных поражениях.
- В акушерстве и гинекологии.
- В оториноларингологии и дерматологии, применяются даже растворы для инъекций или закапывания внутрь слухового прохода.
Применение этого средства позволяет избегать высокой смертности при распространении инфекций в малоразвитых странах.
Жавелевая вода в химических синтезах
На основе рассматриваемого вещества создаются различные чистящие и моющие средства, препараты для обработки санузлов и прочистки труб. Также с помощью хлорноватистого натрия синтезируются различные отбеливатели для тканей, которые способны удалять самые сложные пятна (например, от кофе, вина, травы и прочее).
На основе лабарраковой воды создаются средства для разложения бытовых и промышленных отходов. Причем на такие вещества, которые будут максимально безопасны для окружающей среды.
Во многих реакциях используются сильные окислительные свойства соединения, так получают многие другие важные вещества в химии.
Использование в животноводстве и растениеводстве
В данных отраслях народного хозяйства также используется гипохлорит натрия. Так, например, в животноводстве он нужен для уборки помещений, в которых живут животные. Это позволяет избавить их от нечистот, продезинфицировать и уничтожить болезнетворные микроорганизмы. Тем самым сокращается заболеваемость скота.
В растениеводстве натрий гипохлорит также позволяет избежать заражения грибками и бактериями. При предпосевной обработке семян раствором жавелевой воды рост заболеваний среди сельскохозяйственных культур резко сокращается. Иногда обрабатываются и сами растения с целью также бактерицидного действия.
Особенности и условия хранения
Так как вещество особенное, то и уход за ним особенный. Существует целый список, который описывает, как правильно хранить и использовать гипохлорит натрия. ГОСТ 11086-76 дает технические характеристики и рассказывает обо всех особенностях, касающихся хранения и транспортировки, а также использования и уничтожения отходов после применения для жавелевой воды.
Там же описаны все марки товара, подробные характеристики. Поэтому перед применением или покупкой необходимо с данным документом тщательно ознакомиться. В целом же, хранение гипохлорита натрия должно осуществляться в темных помещениях, специальных устойчивых к окислению и коррозии емкостях. Его нельзя нагревать, так как может произойти взрыв. Перевозить можно любым способом, но с соблюдением правил техники безопасности.
Гипохлорит натрия: инструкция по применению
Если говорить о применении рассматриваемого вещества внутрь, то здесь необходимы строгие медицинские рекомендации. Ведь входящий в состав соединения хлор может оказать пагубное воздействие на организм. Можно получить химический ожог, отравление и т. д. Это еще не все, к чему может привести неконтролируемый прием такого вещества, как гипохлорит натрия. Инструкция по применению препаратов на его основе должна быть тщательно изучена и согласована с лечащим врачом, применение его самостоятельно в лечебных целях запрещено!