Det Hypochlorsyre Det er en uorganisk forbindelse, hvis kemiske formel er HClO. Det svarer til det mindst oxiderede af oxosyrerne af klor, da det kun indeholder et iltatom. Fra det stammer de hypochloritanionen, ClO-, og salte deraf, der i vid udstrækning anvendes som kommercielle vanddesinfektionsmidler.
HClO er det stærkeste oxiderende og antimikrobielle middel, der genereres, når chlorgas opløses i vand. Dens antiseptiske virkning har været kendt i mere end et århundrede, selv før kloropløsninger blev brugt til at rense sårene hos soldater i første verdenskrig..
Dens opdagelse dateres faktisk tilbage til året 1834 af den franske kemiker Antoine Jérôme Balard, der opnåede den delvise oxidation af klor ved at boble det i en vandig suspension af kviksølvoxid, HgO. Siden da er det blevet brugt som et desinfektionsmiddel og et antiviralt middel..
Kemisk set er HClO et oxidationsmiddel, der ender med at opgive sit chloratom til andre molekyler; Med andre ord kan klorerede forbindelser syntetiseres med det, hvor kloraminer er af stor relevans i udviklingen af nye antibiotika..
I 1970'erne blev det opdaget, at kroppen er i stand til naturligt at producere denne syre gennem virkningen af enzymet myeloperoxidase; enzym, der virker på peroxider og kloridanioner under fagocytose. Således kan denne "dræber" af ubudne gæster komme fra den samme organisme, men i en harmløs skala for sit eget velbefindende..
Artikelindeks
Det øverste billede viser strukturen af HClO. Bemærk, at formlen modsiger strukturen: molekylet er H-O-Cl og ikke H-Cl-O; dog foretrækkes sidstnævnte sædvanligvis for at være i stand til at sammenligne det direkte med dets mere oxiderede modstykker: HClOto, HC13 og HClO4.
Surt hydrogen, H+, frigivet af HClO er placeret på OH-gruppen bundet til chloratomet. Bemærk også de bemærkelsesværdige forskelle i længde i O-H- og Cl-O-bindingerne, hvor sidstnævnte er den længste på grund af den mindre grad af overlapning af klororbitalerne, mere diffust med ilt..
HOCl-molekylet kan næppe forblive stabilt under normale forhold; kan ikke isoleres fra dets vandige opløsninger uden at være uforholdsmæssigt store eller frigives som klorgas, Clto.
Derfor er der ingen vandfrie krystaller (ikke engang hydrater deraf) af hypochlorsyre; Og til dato er der heller ingen indikation af, at de kan fremstilles ved ekstravagante metoder. Hvis de kunne krystallisere, ville HClO-molekylerne interagere med hinanden gennem deres permanente dipoler (negative ladninger orienteret mod ilt).
HCI er en monoprotisk syre; det vil sige, du kan kun donere en H+ til det vandige medium (hvor det dannes):
HC1 (aq) + HtoO ↔ ClO-(ac) + H3ELLER+(ac) (pKa = 7,53)
Fra denne ligevægtsligning observeres det, at et fald i H-ioner3ELLER+ (en forøgelse af mediumets basalitet), favoriserer dannelsen af flere hypochloritanioner, ClO-. Derfor, hvis du vil holde en opløsning af ClO relativt stabil- pH-værdien skal være basisk, hvilket opnås med NaOH.
Dens dissociationskonstant, pKa, sætter spørgsmålstegn ved, at HCI er en svag syre. Derfor, når du håndterer det koncentreret, behøver du ikke bekymre dig så meget om H-ionerne3ELLER+, men af HClO selv (i betragtning af dens høje reaktivitet og ikke på grund af dens ætsningsevne).
Det blev nævnt, at chloratomet i HCI har et oxidationsnummer på +1. Dette betyder, at det næppe kræver forstærkning af en enkelt elektron for at vende tilbage til sin jordtilstand (Cl0) og være i stand til at danne molekylet Clto. Som følge heraf reduceres HClO til Clto og HtoEller ved at oxidere en anden art hurtigere sammenlignet med den samme Clto eller ClO-:
2HClO (aq) + 2H+ + 2e- ↔ Clto(g) + 2HtoO (l)
Denne reaktion giver os allerede mulighed for at se, hvor stabil HClO er i dets vandige opløsninger..
Dets oxiderende effekt måles ikke kun ved dannelsen af Clto, men også på grund af dets evne til at opgive sit chloratom. For eksempel kan det reagere med nitrogenholdige arter (inklusive ammoniak og nitrogenholdige baser) for at producere kloraminer:
HClO + N-H → N-Cl + HtoELLER
Bemærk, at en N-H-binding af en aminogruppe (-NHto) for det meste og erstattes af en N-Cl. Det samme sker med O-H-bindingerne af hydroxylgrupper:
HClO + O-H → O-Cl + HtoELLER
Disse reaktioner er afgørende og forklarer desinfektionsmiddel og antibakteriel virkning af HClO..
HClO er ustabil næsten overalt, hvor man ser på det. For eksempel er hypochloritanionen uforholdsmæssig i klorarter med oxidationstal på -1 og +5, mere stabil end +1 i HC1 (H+Cl+ELLERto-):
3ClO-(aq) ↔ 2Cl-(ac) + ClO3-(ac)
Denne reaktion ville igen skifte ligevægt mod forsvinden af HCI. Ligeledes deltager HClO direkte i en parallel ligevægt med vand og klorgas:
Clto(g) + HtoO (l) ↔ HClO (aq) + H+(ac) + Cl-(ac)
Derfor fører forsøg på at opvarme en opløsning af HClO for at koncentrere den (eller isolere den) til produktion af Clto, som er identificeret som en gul gas. Ligeledes kan disse opløsninger ikke udsættes for lys for længe eller for tilstedeværelsen af metaloxider, da de nedbryder Clto (HClO forsvinder endnu mere):
2Clto + 2HtoO → 4HCl + Oto
HCI reagerer med HCI for at generere mere Clto:
HC1 + HCI → Clto + HtoELLER
Og så videre, indtil der ikke er mere HCI.
En af metoderne til fremstilling eller syntetisering af hypochlorsyre er allerede implicit forklaret: opløsning af chlorgas i vand. En anden ret lignende metode består i at opløse anhydriden af denne syre i vand: dichlormonoxid, CltoELLER:
CltoO (g) + HtoO (l) ↔ 2HClO (aq)
Igen er der ingen måde at isolere ren HC1, da fordampning af vandet vil forskyde ligevægten til dannelsen af CltoEller gas, der slipper ud af vandet.
På den anden side har det været muligt at fremstille mere koncentrerede opløsninger af HCI (20%) under anvendelse af kviksølvoxid, HgO. For at gøre dette opløses klor i et volumen vand lige ved dets frysepunkt på en sådan måde, at der opnås en chloreret is. Derefter omrøres den samme is, og når den smelter, blandes den med HgO:
2Clto + HgO + 12HtoO → 2HClO + HgClto + 11HtoELLER
20% HCI-opløsningen kan endelig vakuumdestilleres.
En enklere og sikrere metode til fremstilling af hypochlorsyreopløsninger er at anvende saltvand som råmateriale i stedet for klor. Saltvand er rige på kloridioner, Cl-, som gennem en elektrolyseproces kan oxideres til Clto:
2HtoO → Oto + 4H+ + 4e-
2Cl- ↔ 2e- + Clto
Disse to reaktioner forekommer ved anoden, hvor der produceres klor, som straks opløses for at give anledning til HC1; mens i katodeafdelingen reduceres vandet:
2HtoO + 2e- → 2OH- + Hto
På denne måde kan HClO syntetiseres i kommerciel til industriel skala; og disse opløsninger opnået fra saltlage er faktisk de kommercielt tilgængelige produkter af denne syre.
HClO kan bruges som et oxidationsmiddel til at oxidere alkoholer til ketoner og til at syntetisere chloroaminer, chloramider eller chlorhydriner (startende med alkener).
Imidlertid kan alle dets andre anvendelser omfatte i et ord: biocid. Det er en dræber af svampe, bakterier, vira og en neutralisator af toksiner frigivet af patogener.
Immunsystemet i vores krop syntetiserer sit eget HC1 ved hjælp af enzymets myeloperoxidase, hvilket hjælper de hvide blodlegemer med at udrydde de ubudne gæster, der forårsager infektionen..
Utallige undersøgelser antyder forskellige mekanismer for HClO's virkning på den biologiske matrix. Dette donerer sit chloratom til aminogrupperne i visse proteiner og oxiderer også deres SH-grupper til stede til S-S-disulfidbroer, hvilket resulterer i deres denaturering..
Ligeledes stopper det DNA-replikation ved at reagere med nitrogenholdige baser, påvirker den fuldstændige oxidation af glucose og kan også deformere cellemembranen. Alle disse handlinger ender med at skade bakterier.
Det er derfor, HClO-løsninger ender med at være vant til:
-Behandling af smitsomme sår og koldbrand
-Desinficér vandforsyningen
-Steriliseringsmiddel til kirurgisk materiale eller værktøjer, der anvendes i veterinærmedicin, medicin og tandpleje
-Desinfektionsmiddel af enhver form for overflade eller genstand generelt: barer, gelændere, kaffemaskiner, keramik, glasborde, laboratorietællere osv..
-Syntetiser kloraminer, der tjener som mindre aggressive antibiotika, men samtidig mere holdbare, specifikke og stabile end HClO selv
HClO-opløsninger kan være farlige, hvis de er stærkt koncentrerede, da de kan reagere voldsomt med arter, der er udsat for oxidation. Derudover har de en tendens til at frigive gasformigt klor, når de er destabiliserede, så de skal opbevares under en streng sikkerhedsprotokol..
HClO er så reaktivt over for bakterier, at hvor det vandes, forsvinder det øjeblikkeligt uden at udgøre en risiko senere for dem, der berører overfladerne, der er behandlet med det. Det samme sker inde i organismen: den nedbrydes hurtigt eller neutraliseres af enhver art i det biologiske miljø.
Når det genereres af selve kroppen, er det formodet, at det kan tåle lave koncentrationer af HClO. Men hvis det er stærkt koncentreret (bruges til syntetiske formål og ikke desinfektionsmidler), kan det have uønskede virkninger ved også at angribe sunde celler (for eksempel på huden).
Endnu ingen kommentarer