Podchloryn sodu
Podchloryn sodu (NaOCl) to związek, który można skutecznie stosować do oczyszczania wody. Jest stosowany na dużą skalę do oczyszczania powierzchni, wybielania, usuwania zapachów i dezynfekcji wody.
Kiedy odkryto podchloryn sodu?
Podchloryn sodu ma długą historię. Około 1785 roku Francuz Berthollet opracował płynne środki wybielające na bazie podchlorynu sodu. Firma Javel wprowadziła ten produkt i nazwała go „liqueur de Javel”. Początkowo był używany do wybielania bawełny. Ze względu na swoje specyficzne właściwości szybko stał się popularnym związkiem. Podchloryn może usuwać plamy z ubrań w temperaturze pokojowej. We Francji podchloryn sodu jest nadal znany jako „eau de Javel”.
Jakie właściwości ma podchloryn sodu?
Podchloryn sodu jest klarownym, lekko żółtawym roztworem o charakterystycznym zapachu.
Podchloryn sodu ma względną gęstość 1,1 (5,5% wodny roztwór).
Jako środek wybielający do użytku domowego zawiera zwykle 5% podchlorynu sodu (o pH około 11 działa drażniąco). Jeśli jest bardziej skoncentrowany, zawiera 10-15% podchlorynu sodu (o pH około 13, pali się i działa korodująco).
Podchloryn sodu jest niestabilny. Chlor wyparowuje z roztworu z szybkością 0,75 grama aktywnego chloru dziennie. Następnie ogrzany podchloryn sodu rozpada się. Dzieje się tak również, gdy podchloryn sodu wejdzie w kontakt z kwasami, światłem słonecznym, niektórymi metalami oraz trującymi i korozyjnymi gazami, w tym chlorem gazowym. Podchloryn sodu jest silnym utleniaczem i reaguje z łatwopalnymi związkami i reduktorami. Roztwór podchlorynu sodu jest słabą zasadą, która jest łatwopalna.
Należy pamiętać o tych właściwościach podczas transportu, przechowywania i stosowania podchlorynu sodu.
Co dzieje się z wartością pH po dodaniu podchlorynu sodu do woda?
Ze względu na obecność sody kaustycznej w podchlorynie sodu, pH wody jest podwyższone. Kiedy podchloryn sodu rozpuszcza się w wodzie, tworzą się dwie substancje, które odgrywają rolę w utlenianiu i dezynfekcji. Są to kwas podchlorawy (HOCl) i mniej aktywny jon podchlorynu (OCl-). Od pH wody zależy ilość utworzonego kwasu podchlorawego. Podczas gdy stosuje się podchloryn sodu, kwas solny (HCl) jest używany do obniżania pH. Alternatywnie dla kwasu octowego można zastosować kwas siarkowy (H2SO4). W przypadku stosowania kwasu siarkowego wytwarzane są mniej szkodliwe gazy. Kwas siarkowy to mocny kwas, który silnie reaguje z zasadami i jest bardzo korozyjny.
Jak można wytwarzać podchloryn sodu?
Podchloryn sodu można wytwarzać na dwa sposoby:
– Poprzez rozpuszczenie soli w zmiękczonej wodzie, co daje w rezultacie stężony roztwór solanki. Roztwór poddaje się elektrolizie i tworzy roztwór podchlorynu sodu w wodzie. Ten roztwór zawiera 150 g aktywnego chloru (Cl2) na litr. Podczas tej reakcji powstaje również wybuchowy wodór.
– Poprzez dodanie gazowego chloru (Cl2) do sody kaustycznej (NaOH). Po wykonaniu tej czynności podchloryn sodu, woda (H2O) i sól (NaCl) są wytwarzane zgodnie z następującą reakcją:
Cl2 + 2NaOH + → NaOCl + NaCl + H2O
Jakie są zastosowania podchloryn sodu?
Podchloryn sodu jest używany na dużą skalę. Na przykład w rolnictwie, przemyśle chemicznym, przemyśle farbiarskim i wapienniczym, przemyśle spożywczym, szklarskim, papierniczym, farmaceutycznym, syntetycznym i utylizacji odpadów. W przemyśle tekstylnym podchloryn sodu jest używany do wybielania tekstyliów. Czasami jest dodawany do ścieków przemysłowych. Ma to na celu zmniejszenie zapachów. Podchloryn neutralizuje siarkowodór gazowy (SH) i amoniak (NH3). Służy również do odtruwania kąpieli cyjankowych w przemyśle metalowym. Podchloryn może być stosowany do zapobiegania rozwojowi glonów i skorupiaków w wieżach chłodniczych. W uzdatnianiu wody podchloryn służy do dezynfekcji wody. W gospodarstwach domowych podchloryn jest często używany do oczyszczania i dezynfekcji domu.
Jak działa dezynfekcja podchlorynem sodu?
Po dodaniu podchlorynu do wody powstaje kwas podchlorawy (HOCl):
NaOCl + H2O → HOCl + NaOH-
Kwas podchlorawy dzieli się na kwas solny (HCl) i tlen (O). Atom tlenu jest bardzo silnym utleniaczem.
Podchloryn sodu skutecznie zwalcza bakterie, wirusy i grzyby. Podchloryn sodu dezynfekuje tak samo jak chlor.
W jaki sposób podchloryn sodu stosuje się w basenach?
Podchloryn sodu jest stosowany w basenach do dezynfekcji i utleniania wody. Ma tę zaletę, że mikroorganizmy nie mogą wytworzyć na nią żadnej odporności. Podchloryn sodu skutecznie zwalcza bakterie Legionella i biofilm, w którym bakterie Legionella mogą się namnażać.
W reakcji wodorotlenku sodu z chlorem gazowym powstaje kwas podchlorawy.W wodzie powstaje tak zwany „aktywny chlor”.
Podchloryn sodu można stosować na różne sposoby. Do elektrolizy soli na miejscu stosuje się roztwór soli (NaCl) w wodzie. Wytwarzane są jony sodu (Na +) i chlorkowe (Cl-).
4NaCl- → 4Na + + 4Cl-
Prowadząc roztwór soli przez elektrolizę, na elektrodach zachodzą następujące reakcje:
2Cl- → Cl2 + 2e- 2H2O + 2e- → H2 + 20H –
2H20 → O2 + 4H ++ 4e-
Następnie chlor i wodorotlenek reagują tworząc podchloryn:
OH- + Cl2 → HOCl + Cl-
Zaletą systemu elektrolizy soli jest brak transportu lub wymagane jest przechowywanie podchlorynu sodu. Kiedy podchloryn sodu jest przechowywany przez długi czas, staje się nieaktywny. Kolejną zaletą procesu na miejscu jest to, że chlor obniża pH i żaden inny kwas nie jest wymagany do obniżenia pH. Wytwarzany wodór jest wybuchowy, w związku z czym wymagana jest wentylacja w celu zapobieżenia eksplozji. Ten system jest powolny i należy użyć dodatkowego buforu kwasu podchlorawego. Utrzymanie i zakup systemu elektrolizy jest znacznie droższy niż podchloryn sodu.
W przypadku stosowania podchlorynu sodu do wody dodaje się kwas octowy lub siarkowy. Przedawkowanie może spowodować powstanie trujących gazów. Jeśli dawka jest zbyt niska, pH staje się zbyt wysokie i może podrażniać oczy.
Ponieważ podchloryn sodu jest używany zarówno do utleniania zanieczyszczeń (mocz, pot, kosmetyki), jak i do usuwania chorobotwórczych mikroorganizmów, wymagane stężenie podchlorynu sodu zależy od stężeń tych zanieczyszczeń. W szczególności ilość zanieczyszczeń organicznych determinuje wymagane stężenie. Jeśli woda jest filtrowana przed zastosowaniem podchlorynu sodu, potrzeba mniej podchlorynu sodu.
Jakie są skutki zdrowotne podchlorynu sodu?
Narażenie
Nie ma wartości progowej dla narażenia na podchloryn sodu. Po ekspozycji na podchloryn sodu występują różne skutki zdrowotne. Ludzie są narażeni na podchloryn sodu przez wdychanie aerozoli. Powoduje to kaszel i ból gardła. Po połknięciu podchlorynu sodu skutkuje bólem brzucha, pieczeniem, kaszlem, biegunką, bólem gardła i wymiotami. Podchloryn sodu na skórze lub oczach powoduje zaczerwienienie i ból. Po dłuższej ekspozycji skóra może stać się wrażliwa. Podchloryn sodu jest trujący dla organizmów wodnych. Jest mutagenny i bardzo toksyczny w kontakcie z solami amonowymi.
Podchloryn sodu w basenach
Stężenie podchlorynu sodu w basenach na ogół nie jest szkodliwe dla ludzie. Kiedy w wodzie jest zbyt dużo chloru, powoduje to spalanie tkanek ciała, co powoduje uszkodzenie dróg oddechowych, żołądka i jelit, oczu i skóry. Kiedy podchloryn sodu jest używany w basenach, czasami powoduje zaczerwienienie oczu i wydziela typowy zapach chloru. Kiedy jest dużo mocznika (mieszanka moczu i potu), kwas podchlorawy i mocznik reagują, tworząc chloraminy. Te chloraminy podrażniają błony śluzowe i powodują tzw. „Zapach chloru”. W większości basenów problemom tym zapobiega oczyszczanie wody i wentylacja. Podrażnienie oczu znika po pewnym czasie.
Jakie są zalety i wady stosowania podchlorynu sodu?
Zalety
Podchloryn sodu jako środek dezynfekujący ma następujące zalety:
Można go łatwo przechowywać i transportować, gdy jest produkowany na miejscu. Dawkowanie jest proste. Transport i przechowywanie podchlorynu sodu są bezpieczne. Podchloryn sodu jest tak samo skuteczny w dezynfekcji, jak gaz chlorowy. Podchloryn sodu wytwarza pozostałości środka dezynfekującego.
Wady
Podchloryn sodu jest substancją niebezpieczną i żrącą. Podczas pracy z podchlorynem sodu należy podjąć środki bezpieczeństwa w celu ochrony pracowników i środowiska. Podchloryn sodu nie powinien mieć kontaktu z powietrzem, ponieważ spowoduje to jego rozpad. Zarówno podchloryn sodu, jak i chlor nie dezaktywują Giardia Lambia i Cryptosporidium.
Jakie są przepisy dotyczące podchlorynu sodu?
Przepisy dotyczące podchlorynu sodu są takie same, jak przepisy dotyczące chloru.