次氯酸
編輯次氯酸(HClO、HOCl 或 ClHO)是一種弱酸,當氯溶解在水中時形成,它本身會部分解離,形成次氯酸鹽 ClO?。 HClO和ClO?是氧化劑,是氯溶液的主要消毒劑。 HClO 不能從這些溶液中分離出來,因為它會與其前體氯快速平衡。
由于其強大的抗菌性能,相關化合物次氯酸鈉 (NaClO) 和次氯酸鈣 (Ca(ClO)2) 是許多商業漂白劑、除臭劑和消毒劑的成分。 哺乳動物(例如人類)的白細胞也含有次氯酸作為對抗異物的工具。 在生物體中,HOCl 是在血紅素酶髓過氧化物酶 (MPO) 的催化下,過氧化氫與氯離子反應生成的。
與許多其他消毒劑一樣,次氯酸溶液會破壞吸附在表面上的病原體,例如 COVID-19。 在低濃度下,此類溶液可用于消毒開放性傷口。
歷史
編輯次氯酸是在 1834 年由法國化學家 Antoine Jér?me Balard(1802-1876 年)通過向裝有氯氣的燒瓶中添加氧化汞 (II) 的稀釋水懸浮液而發現的。 他還命名了這種酸及其化合物。
盡管制造起來相對容易,但很難保持穩定的次氯酸溶液。 直到最近幾年,科學家們才能夠經濟高效地生產和維護次氯酸水,以實現穩定的商業用途。
使用
編輯- 在有機合成中,HClO 將烯烴轉化為氯醇。
- 在生物學中,次氯酸是由髓過氧化物酶介導的氯離子過氧化作用在活化的中性粒細胞中產生的,有助于破壞細菌。
- 在醫學上,次氯酸水已被用作消毒劑和殺菌劑。
- 在傷口護理方面,截至 2016 年初,美國食品和藥物管理局已批準其主要活性成分為次氯酸的產品用于治療人類和寵物的傷口和各種感染。 它還經 FDA 批準用作鹽水溶液的防腐劑。
- 在消毒方面,它以液體噴霧、濕巾和霧化應用的形式使用。 最近的研究表明,次氯酸水適用于消毒室的霧化和霧化應用,適用于辦公室、醫院和醫療診所等室內環境的消毒。
- 在食品服務和配水行業,有時會使用專門設備從水和鹽中生成 HClO 稀溶液來生成足量的安全(不穩定)消毒劑,以處理食品制備表面和供水系統。 由于其不易燃和無毒的特性,它也常用于餐廳。
- 在水處理中,次氯酸是基于次氯酸鹽的產品(例如用于游泳池)中的活性消毒劑。
- 類似地,在輪船和游艇中,海洋衛生設備使用電力將海水轉化為次氯酸,以便在排入大海之前對浸軟的糞便進行消毒。
- 在除臭方面,經測試,次氯酸可去除高達 99% 的惡臭,包括垃圾、腐肉、馬桶、糞便和尿液的氣味。
形成、穩定性和反應
編輯向水中加入氯會生成鹽酸 (HCl) 和次氯酸 (HClO):
Cl2 + H2O ? HClO + HClCl2 + 4 OH? ? 2 ClO? + 2 H2O + 2 e?Cl2 + 2 e? ? 2 Cl?
當將酸添加到次氯酸的鹽水溶液(例如商用漂白劑溶液中的次氯酸鈉)時,生成的反應向左移動,并形成氯氣。 因此,通過將氯氣溶解到堿性水溶液(例如氫氧化鈉)中可以促進穩定的次氯酸鹽漂白劑的形成。
該酸也可以通過將一氧化二氯溶解在水中來制備; 在標準水溶液條件下,無水次氯酸目前無法制備,因為它與其酸酐之間的平衡很容易逆轉:
2 HClO ? Cl2O + H2O K(在 0°C 下)= 3.55×10?3 dm3 mol?1
銅、鎳或鈷的輕金屬氧化物或過渡金屬氧化物的存在會加速放熱分解為鹽酸和氧氣:
2 Cl2 + 2 H2O → 4 HCl + O2
基本反應
在水溶液中,次氯酸部分離解成陰離子次氯酸根 ClO?:
HClO ? ClO? + H+
次氯酸鹽稱為次氯酸鹽。 最著名的次氯酸鹽之一是 NaClO,它是漂白劑中的活性成分。
在標準條件下,HClO 是比氯更強的氧化劑。
2 HClO(aq) + 2 H+ + 2 e? ? Cl2(g) + 2 H2O E = +1.63 V
HClO 與 HCl 反應生成氯氣:
HClO + HCl → H2O + Cl2
HClO與氨反應生成一氯胺:
NH3 + HClO → NH2Cl + H2O
HClO 也可以與 orga 反應
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