Natriumhypochlorit
Natriumhypochlorit (NaOCl) ist eine Verbindung, die effektiv zur Wasserreinigung verwendet werden kann. Es wird in großem Maßstab zur Oberflächenreinigung, zum Bleichen, zur Geruchsentfernung und zur Wasserdesinfektion verwendet.
Wann wurde Natriumhypochlorit entdeckt?
Natriumhypochlorit hat eine lange Geschichte. Um 1785 entwickelte der Franzose Berthollet flüssige Bleichmittel auf Basis von Natriumhypochlorit. Die Firma Javel stellte dieses Produkt vor und nannte es „Likör de Javel“. Zuerst wurde es zum Bleichen von Baumwolle verwendet. Aufgrund seiner spezifischen Eigenschaften wurde es bald eine beliebte Verbindung. Hypochlorit kann bei Raumtemperatur Flecken von der Kleidung entfernen. In Frankreich ist Natriumhypochlorit immer noch als „Eau de Javel“ bekannt.
Was sind die Eigenschaften von Natriumhypochlorit?
Natriumhypochlorit ist eine klare, leicht gelbliche Lösung mit einem charakteristischen Geruch.
Natriumhypochlorit hat eine relative Dichte von 1,1 (5,5% wässrige Lösung).
Als Bleichmittel für den Hausgebrauch enthält es normalerweise 5% Natriumhypochlorit (bei einem pH-Wert von etwa 11 ist es reizend). Wenn es konzentrierter ist, enthält es eine Konzentration von 10-15% Natriumhypochlorit (bei einem pH-Wert von etwa 13 brennt es und ist ätzend).
Natriumhypochlorit ist instabil. Aus der Lösung verdampft Chlor mit einer Geschwindigkeit von 0,75 g aktivem Chlor pro Tag. Dann zerfällt erhitztes Natriumhypochlorit. Dies geschieht auch, wenn Natriumhypochlorit mit Säuren, Sonnenlicht, bestimmten Metallen sowie giftigen und ätzenden Gasen, einschließlich Chlorgas, in Kontakt kommt. Natriumhypochlorit ist ein starker Oxidator und reagiert mit brennbaren Verbindungen und Reduktoren. Natriumhypochloritlösung ist eine schwache Base, die brennbar ist.
Diese Eigenschaften müssen beim Transport, der Lagerung und der Verwendung von Natriumhypochlorit berücksichtigt werden.
Was passiert mit dem pH-Wert, wenn Natriumhypochlorit zugesetzt wird? Wasser?
Aufgrund des Vorhandenseins von Natronlauge in Natriumhypochlorit wird der pH-Wert des Wassers erhöht. Wenn sich Natriumhypochlorit in Wasser löst, bilden sich zwei Substanzen, die bei der Oxidation und Desinfektion eine Rolle spielen. Dies sind Hypochlorsäure (HOCl) und das weniger aktive Hypochlorition (OCl-). Der pH-Wert des Wassers bestimmt, wie viel Hypochlorsäure gebildet wird. Während Natriumhypochlorit verwendet wird, wird Salzsäure (HCl) verwendet, um den pH-Wert zu senken. Schwefelsäure (H2SO4) kann als Alternative für Essigsäure verwendet werden. Bei Verwendung von Schwefelsäure entstehen weniger schädliche Gase. Schwefelsäure ist eine starke Säure, die stark mit Basen reagiert und sehr ätzend ist.
Wie kann Natriumhypochlorit hergestellt werden?
Natriumhypochlorit kann auf zwei Arten hergestellt werden:
– Durch Auflösen von Salz in enthärtetem Wasser, was zu einer konzentrierten Salzlösung führt. Die Lösung wird elektrolysiert und bildet in Wasser eine Natriumhypochloritlösung. Diese Lösung enthält 150 g aktives Chlor (Cl2) pro Liter. Während dieser Reaktion wird auch das explosive Wasserstoffgas gebildet.
– Durch Zugabe von Chlorgas (Cl2) zu Natronlauge (NaOH). Wenn dies erfolgt ist, werden Natriumhypochlorit, Wasser (H2O) und Salz (NaCl) gemäß der folgenden Reaktion hergestellt:
Cl2 + 2NaOH + → NaOCl + NaCl + H2O
Was sind die Anwendungen von Natriumhypochlorit?
Natriumhypochlorit wird in großem Umfang verwendet. Zum Beispiel in der Landwirtschaft, der chemischen Industrie, der Farben- und Kalkindustrie, der Lebensmittelindustrie, der Glasindustrie, der Papierindustrie, der Pharmaindustrie, der Kunststoffindustrie und der Abfallentsorgung. In der Textilindustrie wird Natriumhypochlorit zum Bleichen von Textilien verwendet. Es wird manchmal industriellem Abwasser zugesetzt. Dies geschieht, um Gerüche zu reduzieren. Hypochlorit neutralisiert Schwefelwasserstoffgas (SH) und Ammoniak (NH3). Es wird auch zur Entgiftung von Cyanidbädern in der Metallindustrie verwendet. Hypochlorit kann verwendet werden, um das Wachstum von Algen und Schalentieren in Kühltürmen zu verhindern. Bei der Wasseraufbereitung wird Hypochlorit zur Desinfektion von Wasser verwendet. In Haushalten wird Hypochlorit häufig zur Reinigung und Desinfektion des Hauses verwendet.
Wie funktioniert die Desinfektion mit Natriumhypochlorit?
Durch Zugabe von Hypochlorit zu Wasser wird Hypochlorsäure (HOCl) gebildet:
NaOCl + H2O → HOCl + NaOH-
Hypochlorsäure wird in Salzsäure (HCl) und unterteilt Sauerstoff (O). Das Sauerstoffatom ist ein sehr starker Oxidator.
Natriumhypochlorit wirkt gegen Bakterien, Viren und Pilze. Natriumhypochlorit desinfiziert auf die gleiche Weise wie Chlor.
Wie wird Natriumhypochlorit in Schwimmbädern angewendet?
Natriumhypochlorit wird in Schwimmbädern zur Desinfektion und Oxidation von Wasser angewendet. Es hat den Vorteil, dass Mikroorganismen keine Resistenz dagegen aufbauen können. Natriumhypochlorit wirkt gegen Legionellenbakterien und Biofilme, in denen sich Legionellenbakterien vermehren können.
Hypochlorsäure entsteht durch die Reaktion von Natriumhydroxid mit Chlorgas.In Wasser wird das sogenannte „aktive Chlor“ gebildet.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Natriumhypochlorit zu verwenden. Für die Salzelektrolyse vor Ort wird eine Lösung von Salz (NaCl) in Wasser angewendet. Es entstehen Natrium (Na +) – und Chlorid (Cl-) -Ionen.
4NaCl- → 4Na + + 4Cl-
Durch Führen der Salzlösung über eine Elektrolysezelle finden an den Elektroden folgende Reaktionen statt:
2Cl- → Cl2 + 2e- 2H2O + 2e- → H2 + 20H –
2H20 → O2 + 4H ++ 4e-
Anschließend reagieren Chlor und Hydroxid unter Bildung von Hypochlorit:
OH- + Cl2 → HOCl + Cl-
Der Vorteil des Salzelektrolyse-Systems besteht darin, dass kein Transport erfolgt oder Lagerung von Natriumhypochlorit ist erforderlich. Wenn Natriumhypochlorit längere Zeit gelagert wird, wird es inaktiv. Ein weiterer Vorteil des Vor-Ort-Verfahrens besteht darin, dass Chlor den pH-Wert senkt und keine andere Säure erforderlich ist, um den pH-Wert zu senken. Das erzeugte Wasserstoffgas ist explosiv und daher ist eine Belüftung zur Verhinderung der Ausdehnung erforderlich. Dieses System ist langsam und es muss ein Puffer mit zusätzlicher Hypochlorsäure verwendet werden. Die Wartung und der Kauf des Elektrolysesystems sind viel teurer als Natriumhypochlorit.
Bei Verwendung von Natriumhypochlorit wird dem Wasser Essigsäure oder Schwefelsäure zugesetzt. Eine Überdosierung kann giftige Gase produzieren. Wenn die Dosierung zu niedrig ist, wird der pH-Wert zu hoch und kann die Augen reizen.
Da Natriumhypochlorit sowohl zur Oxidation von Verschmutzungen (Urin, Schweiß, Kosmetika) als auch zur Entfernung pathogener Mikroorganismen verwendet wird, hängt die erforderliche Konzentration an Natriumhypochlorit ab auf die Konzentrationen dieser Verschmutzungen. Insbesondere die Menge der organischen Verschmutzung bestimmt die erforderliche Konzentration. Wenn das Wasser vor der Anwendung von Natriumhypochlorit gefiltert wird, wird weniger Natriumhypochlorit benötigt.
Welche gesundheitlichen Auswirkungen hat Natriumhypochlorit?
Exposition
Es gibt keinen Schwellenwert für die Exposition gegenüber Natriumhypochlorit. Nach Exposition gegenüber Natriumhypochlorit treten verschiedene gesundheitliche Auswirkungen auf. Menschen sind durch Einatmen von Aerosolen Natriumhypochlorit ausgesetzt. Dies führt zu Husten und Halsschmerzen. Nach dem Verschlucken von Natriumhypochlorit treten Magenschmerzen, Brennen, Husten, Durchfall, Halsschmerzen und Erbrechen auf. Natriumhypochlorit auf Haut oder Augen verursacht Rötungen und Schmerzen. Nach längerer Exposition kann die Haut empfindlich werden. Natriumhypochlorit ist giftig für Wasserorganismen. Es ist mutagen und sehr giftig, wenn es mit Ammoniumsalzen in Kontakt kommt.
Natriumhypochlorit in Schwimmbädern
Die Konzentration von Natriumhypochlorit in Schwimmbädern ist im Allgemeinen nicht schädlich für Menschen. Wenn sich zu viel Chlor im Wasser befindet, verbrennt dies das Körpergewebe, wodurch die Luftwege, der Magen und der Darm, die Augen und die Haut geschädigt werden. Wenn Natriumhypochlorit in Schwimmbädern verwendet wird, verursacht es manchmal rote Augen und gibt einen typischen Chlorgeruch ab. Wenn viel Ureum (eine Mischung aus Urin und Schweiß) vorhanden ist, reagieren Hypochlorsäure und Ureum unter Bildung von Chloraminen. Diese Chloramine reizen die Schleimhäute und verursachen den sogenannten „Chlorgeruch“. In den meisten Schwimmbädern werden diese Probleme durch Wasseraufbereitung und Belüftung verhindert. Die Augenreizung verschwindet nach einer Weile.
Welche Vor- und Nachteile hat die Verwendung von Natriumhypochlorit?
Vorteile
Natriumhypochlorit als Desinfektionsmittel hat folgende Vorteile:
Es kann leicht gelagert und transportiert werden, wenn es vor Ort hergestellt wird. Die Dosierung ist einfach. Transport und Lagerung von Natriumhypochlorit sind sicher. Natriumhypochlorit ist zur Desinfektion genauso wirksam wie Chlorgas. Natriumhypochlorit erzeugt restliches Desinfektionsmittel.
Nachteile
Natriumhypochlorit ist eine gefährliche und ätzende Substanz. Bei der Arbeit mit Natriumhypochlorit müssen Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz der Arbeitnehmer und der Umwelt getroffen werden. Natriumhypochlorit sollte nicht mit Luft in Kontakt kommen, da es sonst zerfällt. Sowohl Natriumhypochlorit als auch Chlor deaktivieren Giardia Lambia und Cryptosporidium nicht.
Wie ist die Gesetzgebung für Natriumhypochlorit?
Die Verordnung für Natriumhypochlorit entspricht der Verordnung für Chlor.