Chlornan sodný
Chlornan sodný (NaOCl) je sloučenina, kterou lze účinně použít k čištění vody. Používá se ve velkém měřítku k čištění povrchů, bělení, odstraňování zápachu a dezinfekci vody.
Kdy byl objeven chlornan sodný?
Chlornan sodný má dlouhou historii. Kolem roku 1785 vyvinul Francouz Berthollet tekutá bělící činidla na bázi chlornanu sodného. Společnost Javel představila tento produkt a nazvala jej „likér de Javel“. Nejprve se používalo k bělení bavlny. Díky svým specifickým vlastnostem se brzy stala populární směsicí. Chlornan může odstranit skvrny z oblečení při pokojové teplotě. Ve Francii je chlornan sodný stále známý jako „eau de Javel“.
Jaké jsou vlastnosti chlornanu sodného?
Chlornan sodný je čirý, slabě nažloutlý roztok s charakteristickým zápachem.
Chlornan sodný má relativní hustotu 1,1 (5,5% vodný roztok).
Jako bělidlo pro domácí použití obvykle obsahuje 5% chlornanu sodného (s pH kolem 11 je dráždivý). Pokud je koncentrovanější, obsahuje koncentraci 10–15% chlornanu sodného (s pH kolem 13 hoří a je žíravý).
Chlornan sodný je nestabilní. Chlor se z roztoku odpařuje rychlostí 0,75 gramu aktivního chloru denně. Poté se rozpadá zahřátý chlornan sodný. K tomu dochází také při kontaktu chlornanu sodného s kyselinami, slunečním zářením, určitými kovy a jedovatými a korozivními plyny, včetně plynného chloru. Chlórnan sodný je silný oxidátor a reaguje s hořlavými sloučeninami a reduktory. Roztok chlornanu sodného je slabá báze, která je hořlavá.
Tyto vlastnosti je třeba mít na paměti při přepravě, skladování a používání chlornanu sodného.
Co se stane s hodnotou pH, když se do ní přidá chlornan sodný voda?
Díky přítomnosti žíraviny v chlornanu sodném se zvyšuje pH vody. Když se chlornan sodný rozpustí ve vodě, vytvoří se dvě látky, které hrají roli při oxidaci a dezinfekci. Jedná se o kyselinu chlornou (HOCl) a méně aktivní chlornanový ion (OCl-). Hodnota pH vody určuje, kolik kyseliny chlorné se tvoří. Zatímco se používá chlornan sodný, používá se ke snížení pH kyselina chlorovodíková (HCl). Kyselina sírová (H2SO4) může být použita jako alternativa pro kyselinu octovou. Při použití kyseliny sírové se produkují méně škodlivé plyny. Kyselina sírová je silná kyselina, která silně reaguje s bázemi a která je velmi korozivní.
Jak lze vyrobit chlornan sodný?
Chlornan sodný lze vyrábět dvěma způsoby:
– Rozpuštěním soli ve změkčené vodě, což má za následek koncentrovaný solankový roztok. Roztok se elektrolyzuje a ve vodě tvoří roztok chlornanu sodného. Tento roztok obsahuje 150 g aktivního chloru (Cl2) na litr. Během této reakce také vzniká výbušný plynný vodík.
– Přidáním plynného chloru (Cl2) k hydroxidu sodnému (NaOH). Když je toto provedeno, chlornan sodný, voda (H2O) a sůl (NaCl) se vyrábějí podle následující reakce:
Cl2 + 2NaOH + → NaOCl + NaCl + H2O
Jaké jsou aplikace chlornan sodný?
Chlornan sodný se používá ve velkém měřítku. Například v zemědělství, chemickém průmyslu, v průmyslovém odvětví výroby barev a vápna, potravinářském průmyslu, sklářském průmyslu, papírenském průmyslu, farmaceutickém průmyslu, v syntetickém průmyslu a v odvětví likvidace odpadu. V textilním průmyslu se k bělení textilu používá chlornan sodný. Někdy se přidává do průmyslové odpadní vody. To se provádí za účelem snížení zápachu. Chlornan neutralizuje plynný sírovodík (SH) a amoniak (NH3). Používá se také k detoxikaci kyanidových koupelí v kovoprůmyslu. Chlornan lze použít k prevenci růstu řas a měkkýšů v chladicích věžích. Při úpravě vody se k dezinfekci vody používá chlornan. V domácnostech se chlornan často používá k čištění a dezinfekci domu.
Jak funguje dezinfekce chlornanem sodným?
Přidáním chlornanu do vody se vytvoří kyselina chlorná (HOCl):
NaOCl + H2O → HOCl + NaOH-
Kyselina chlorná se dělí na kyselinu chlorovodíkovou (HCl) a kyslík (O). Atom kyslíku je velmi silný oxidátor.
Chlórnan sodný je účinný proti bakteriím, virům a plísním. Chlornan sodný dezinfikuje stejným způsobem jako chlor.
Jak se chlornan sodný používá v bazénech?
Chlornan sodný se používá v bazénech k dezinfekci a oxidaci vody. Má tu výhodu, že mikroorganismy proti němu nemohou vytvářet žádnou rezistenci. Chlornan sodný je účinný proti bakteriím Legionella a bio filmu, ve kterém se mohou bakterie Legionella množit.
Kyselina chlorná je produkována reakcí hydroxidu sodného s plynným chlorem.Ve vodě se tvoří takzvaný „aktivní chlor“.
Existuje několik způsobů, jak použít chlornan sodný. Pro elektrolýzu solí na místě se aplikuje roztok soli (NaCl) ve vodě. Produkují se sodné (Na +) a chloridové (Cl-) ionty.
4NaCl- → 4Na + + 4Cl-
Vedením slaného roztoku přes elektrolýzní článek probíhají na elektrodách následující reakce:
2Cl- → Cl2 + 2e- 2H2O + 2e- → H2 + 20H –
2H20 → O2 + 4H ++ 4e-
Následně chlor a hydroxid reagují za vzniku chlornanu:
OH- + Cl2 → HOCl + Cl-
Výhodou solného elektrolýzního systému je, že nedochází k transportu nebo je vyžadováno skladování chlornanu sodného. Pokud je chlornan sodný dlouhodobě skladován, stává se neaktivním. Další výhodou procesu na místě je, že chlor snižuje pH a ke snížení pH není zapotřebí žádná jiná kyselina. Produkovaný plynný vodík je výbušný a v důsledku toho je pro prevenci výbuchu nutná ventilace. Tento systém je pomalý a je třeba použít pufr extra kyseliny chlorné. Údržba a nákup systému pro elektrolýzu je mnohem dražší než chlornan sodný.
Při použití chlornanu sodného se do vody přidává kyselina octová nebo sírová. Předávkování může způsobit jedovaté plyny. Pokud je dávka příliš nízká, pH stoupne na vysokou a může dráždit oči.
Protože chlornan sodný se používá jak k oxidaci znečištění (moč, pot, kosmetika), tak k odstranění patogenních mikroorganismů, závisí požadovaná koncentrace chlornanu sodného o koncentracích těchto znečišťování. Zejména množství organického znečištění určuje požadovanou koncentraci. Pokud je voda filtrována před aplikací chlornanu sodného, je potřeba méně chlornanu sodného.
Jaké jsou účinky chlornanu sodného na zdraví?
Expozice
Pro expozici chlornanu sodnému neexistuje žádná prahová hodnota. Po vystavení chlornanu sodnému dochází k různým zdravotním účinkům. Lidé jsou vystaveni chlornanu sodnému vdechováním aerosolů. To způsobuje kašel a bolest v krku. Po požití chlornanu sodného jsou to bolest břicha, pocit pálení, kašel, průjem, bolest v krku a zvracení. Chlornan sodný na pokožce nebo v očích způsobuje zarudnutí a bolest. Po delší expozici může být pokožka citlivá. Chlornan sodný je jedovatý pro vodní organismy. Při kontaktu s amonnými solemi je mutagenní a velmi toxický.
Chlornan sodný v bazénech
Koncentrace chlornanu sodného, který se nachází v bazénech, obecně nepoškozuje lidé. Když je ve vodě příliš mnoho chloru, spálí se tělesné tkáně, což způsobí poškození vzduchových cest, žaludku a střev, očí a kůže. Pokud se v plaveckých bazénech používá chlornan sodný, způsobuje to někdy červené oči a vydává typický chlorový zápach. Pokud je přítomno velké množství ureum (směs moči a potu), reaguje kyselina chlorná a ureum za vzniku chloraminů. Tyto chloraminy dráždí sliznice a způsobují takzvaný „zápach chloru“. Ve většině bazénů těmto problémům předchází čištění vody a ventilace. Podráždění očí po chvíli zmizí.
Jaké jsou výhody a nevýhody používání chlornanu sodného?
Výhody
Chlornan sodný jako dezinfekční prostředek má následující výhody:
Lze jej snadno a skladovat a přepravovat při výrobě na místě. Dávkování je jednoduché. Přeprava a skladování chlornanu sodného jsou bezpečné. Chlornan sodný je při dezinfekci stejně účinný jako plynný chlór. Chlornan sodný produkuje zbytkový dezinfekční prostředek.
Nevýhody
Chlornan sodný je nebezpečná a žíravá látka. Při práci s chlornanem sodným je třeba přijmout bezpečnostní opatření k ochraně zaměstnanců a životního prostředí. Chlórnan sodný by neměl přijít do styku se vzduchem, protože to způsobí jeho rozpad. Chlornan sodný i chlor nedeaktivují Giardia Lambia a Cryptosporidium.
Jaká je legislativa pro chlornan sodný?
Regulace chlornanu sodného je stejná jako regulace týkající se chloru.