Ziyosfera

Natriy gipoxlorit

Гипохлорит натрия (натрий хлорид, кимёвий формуласи – НаОCл) – хлорид кислотанинг ноорганик натрийли тузи. Тузнинг сувдаги эритмасининг тривиал номлари – „лабаррак суви“ ёки „жавелий сув“.

Бирикма эркин ҳолатда жуда беқарор ва одатда барқарор пентагидрат НаОCл · 5Ҳ2О ёки ўткир ҳидли сувли эритмада учрайди.

У таркибида 95,2% фаол хлор бўлган кучли оксидловчидир. У антисептик ва дезинфексияловчи хусусиятларга эга. Маиший ва саноат оқартирувчиси, дезинфектант, сувни тозалаш ва зарарсизлантириш учун восита, шунингдек, баъзи кимёвий жараёнларда ишлатилади. Тиббиётда бактерицид ва стерилизацияловчи восита сифатида, шунингдек озиқ-овқат саноати ва қишлоқ хўжалигида қўлланилади.

Тҳе 100 Мост Импортант Чемиcал Cомпоундс (Греэнwоод Пресс, 2007)[1] нашрига кўра, натрий гипохлорит юзлаб энг муҳим кимёвий бирикмалар қаторига киради.

Кашфиёт тарихи

1774-йилда швед кимёгари Карл Вилгелм Шеэле хлорни кашф этган[2]. Орадан 11-йил ўтгач, 1785-йилда (бошқа маълумотларга кўра 1787-йилда[1]) франсуз кимёгари Клод Луи Бертолле бу газнинг сувдаги эритмаси оқартирувчи хусусиятга эга эканлигини аниқлаган[3].

Фаилед то парсе (Ункноwн фунcтион \ригҳтлефтарроwс): {\дисплайстйле \матҳсф{Cл_2+Ҳ_2О\ригҳтлефтарроwс ҲCл+ҲОCл}\ \ \ \ (1)}

1778-йилда Париждаги Леонардо Албан бошчилигидаги Соcиэтé Жавел кичик корхонаси Бертолле усулини саноат шароитига мослаштириб, хлор газини сувда эритиб оқартирувчи суюқлик ишлаб чиқара бошлаган. Бироқ, маҳсулот беқарор эди, шунинг учун 1787-йилда жараён ўзгартирилди. Хлор поташнинг сувли эритмаси орқали ўтказила бошланди, бу эса юқори оқартириш хусусиятига эга барқарор маҳсулот берган. Албан уни "Эау де Жавел" („жавел суви“) деб атади. Янги маҳсулот ташиш ва сақлаш қулайлиги туфайли тезда Франсия ва Англияда машҳур бўлган[4].

Cл2+2К2CО3+Ҳ2О→2КҲCО3+КОCл+КCл(2){\дисплайстйле \матҳсф{Cл_2+2К_2CО_3+Ҳ_2О\ригҳтарроw2КҲCО_3+КОCл+КCл}\ \ \ \ (2)}

1820-йилда франсуз фармацевт Антуан Лабаррак поташни арзонроқ каустик сода (натрий гидроксид) билан алмаштирди. Ҳосил бўлган натрий гипохлорит эритмасига „Лабаррак суви“ деб ном берилди. У оқартириш ва дезинфексиялаш учун кенг қўлланилган. Реаксия совуқ суюлтирилган эритмада содир бўлди:

Cл2+2НаОҲ→НаCл+НаОCл+Ҳ2О(3){\дисплайстйле \матҳсф{Cл_2+2НаОҲ\ригҳтарроw НаCл+НаОCл+Ҳ_2О}\ \ \ \ (3)}

Гипохлоритнинг дезинфексиялаш хусусиятлари ХИХ асрнинг биринчи ярмида аниқланган бўлса-да, ундан ичимлик ва оқова сувларни тозалашда фақат асрнинг охирларида фойдаланила бошланди. Биринчи сув тозалаш тизимлари 1893-йилда Гамбургда очилган ва АҚШда тозаланган ичимлик суви ишлаб чиқарадиган биринчи завод 1908-йилда Жерси-Ситида пайдо бўлган[5].

Физик хусусиятлари

Сувсиз натрий гипохлорит беқарор рангсиз кристалл модда. Унинг таркиби: натрий (30,9%), хлор (47,6%) ва кислород (21,5%).

У 100 г сувга 53,4 г (50 °C да 100 г сувга 130 г) яхши эрийди[6].

Бирикмада учта кристаллгидрат борлиги маълум:

  • моногидрат НаОCл · Ҳ2О – 60 °C дан юқори ҳароратда парчаланиб, жуда беқарор; янада юқори ҳароратларда портлаш билан парчаланади[7].
  • НаОCл · 2,5Ҳ2О – нисбатан барқарор, 57,5 °C да суюқланади[7].
  • пентагидрат НаОCл · 5Ҳ2О – энг барқарор шакл – оч яшил-сариқ (техник сифат – оқ рангда[8]). Ҳавода модда тез парчаланиши туфайли суюқ ҳолатга ўтади[7]. Суюқланиш ҳарорати 24,4 °C (бошқа маълумотларга кўра – 18 °C[8]) ва 30-50 °C гача қиздирилганда парчаланади[9].

Натрий гипохлоритнинг сувдаги эритмасининг 18 °C даги зичлиги[10]:

1% 2% 4% 6% 8% 10% 14%
Зичлик, г/л 1005,3 1012,1 1025,8 1039,7 1053,8 1068,1 1097,7
18% 22% 26% 30% 34% 38% 40%
1128,8 1161,4 1195,3 1230,7 1268,0 1308,5 1328,5

Турли консентрацияли натрий гипохлоритнинг сувли эритмаларининг музлаш ҳарорати[11]:

0,8% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 15,6%
Музлаш ҳарорати, °C −1,0 −2,2 −4,4 −7,5 −10,0 −13,9 −19,4 −29,7

Кимёвий хусусиятлари

Парчаланиш ва номутаносиблик

Натрий гипохлорит беқарор бирикма бўлиб, осонгина парчаланиб, кислород чиқаради:

2НаОCл→70оC2НаCл+О2↑{\дисплайстйле \матҳсф{2НаОCл\ \хригҳтарроw{70^оC}\ 2НаCл+О_2\!\упарроw}}

Ўз-ўзидан парчаланиш хона ҳароратида ҳам секин содир бўлади: 40 кун ичида пентагидрат (НаОCл 5Ҳ2О) 30% фаол хлорни йўқотади[12]. 70 °C да сувсиз гипохлорит портловчи даражада парчаланади[13].

Қиздирилганда параллел равишда номутаносиблик (дисмутация) реакцияси содир бўлади:

3НаОCл→50оCНаCлО3+2НаCл{\дисплайстйле \матҳсф{3НаОCл\ \хригҳтарроw{50^оC}\ НаCлО_3+2НаCл}}

Сувли эритмаларда гидролиз ва парчаланиш

Сувда эриган натрий гипохлорит ионларга ажралади:

НаОCл→Ҳ2ОНа++ОCл−{\дисплайстйле \матҳсф{НаОCл\ \хригҳтарроw{Ҳ_2О}\ На^++ОCл^-}}

Гипохлорид кислота (ҲОCл) жуда заиф (пКа = 7,537) бўлгани учун сувли муҳитда гипохлорит иони гидролизга учрайди[14]:

Фаилед то парсе (Ункноwн фунcтион \лефтригҳтарроwс): {\дисплайстйле \матҳсф{ОCл^-\!+Ҳ_2О\лефтригҳтарроwс ҲОCл+ОҲ^-}}

Натрий гипохлоритнинг сувли эритмаларида гипохлорид кислотанинг мавжудлиги унинг кучли дезинфекциялаш ва оқартириш хусусиятларини тушунтиради („Физиологик таъсирлар ва атроф-муҳит таъсири“ бўлимига қаранг)[15].

Натрий гипохлоритнинг сувли эритмалари беқарор ва ҳатто оддий ҳароратларда ҳам (кунига 0,085%) вақт ўтиши билан парчаланади. Парчаланиш ёруғлик, оғир металлар ионлари ва гидроксиди металл хлоридлари билан тезлашади; аксинча, магний сулфат, ортоборик кислота, силикат ва натрий гидроксид жараённи секинлаштиради; бу ҳолда юқори ишқорий муҳитга эга эритмалар (пҲ > 11) энг барқарор ҳисобланади[16].

Юқори ишқорий муҳитда (пҲ > 10), гипохлорит ионининг гидролизи бостирилганда, парчаланиш қуйидагича содир бўлади[17]:

2ОCл−→2Cл−+О2{\дисплайстйле \матҳсф{2ОCл^-\!\ригҳтарроw2Cл^-\!+О_2}}

35 °C дан юқори ҳароратларда парчаланиш номутаносиблик (дисмутация) реакцияси билан бирга келади[17]:

3ОCл−→2Cл−+CлО3−{\дисплайстйле \матҳсф{3ОCл^-\!\ригҳтарроw2Cл^-\!+CлО_3^-}}

ПҲ 5 дан 10 гача бўлган диапазонда, эритмадаги гипохлорид кислота концентрацияси сезиларли бўлганда, парчаланиш қуйидаги схема бўйича давом этади[17]:

ҲОCл+2CлО−→CлО3−+2Cл−+Ҳ+{\дисплайстйле \матҳсф{ҲОCл+2CлО^-\ригҳтарроw CлО_3^-+2Cл^-+Ҳ^+}}
ҲОCл+CлО−→О2+2Cл−+Ҳ+{\дисплайстйле \матҳсф{ҲОCл+CлО^-\!\ригҳтарроw О_2+2Cл^-\!+Ҳ^+}}

Кислотали муҳитда ҲОCл нинг парчаланиши тезлашади ва жуда кислотали муҳитда (пҲ < 3) хона ҳароратида парчаланиш қуйидаги схема бўйича кузатилади[12]:

4ҲОCл→2Cл2+О2+2Ҳ2О{\дисплайстйле \матҳсф{4ҲОCл\ригҳтарроw 2Cл_2+О_2+2Ҳ_2О}}

Агар хлорид кислота кислоталаш учун ишлатилса, натижада хлор ажралиб чиқади:

НаОCл+2ҲCл→НаCл+Cл2↑+Ҳ2О{\дисплайстйле \матҳсф{НаОCл+2ҲCл\ригҳтарроw НаCл+Cл_2\!\упарроw\!+Ҳ_2О}}

Карбонат ангидрит натрий гипохлоритнинг тойинган сувли эритмаси оргали ўтказиш, сиз гипохлорид кислота эритмасий олиш мумкин:

НаОCл+Ҳ2О+CО2→НаҲCО3+ҲОCл{\дисплайстйле \матҳсф{НаОCл+Ҳ_2О+CО_2\ригҳтарроw НаҲCО_3+ҲОCл}}

Оксидланиш хоссалари

Натрий гипохлоритнинг сувли эритмаси кучли оксидловчи модда бўлиб, муҳитнинг кислота-асос хусусиятидан қатъи назар, турли қайтарувчи моддалар билан кўплаб реаксияларга киришади[18].

Сувли муҳитда оксидланиш-қайтарилиш жараёнини ва ярим реаксияларнинг стандарт электрод потенциалларини ривожлантиришнинг асосий вариантлари[19]:

  • кислотали муҳитда:
НаОCл+Ҳ+=На++ҲОCл{\дисплайстйле \матҳсф{НаОCл+Ҳ^+=На^++ҲОCл}}
      2ҲОCл+2Ҳ++2э−=Cл2↑+2Ҳ2О{\дисплайстйле \матҳсф{2ҲОCл+2Ҳ^+\!+2э^-=Cл_2\!\упарроw\!+2Ҳ_2О}} Эо=1,630Б{\дисплайстйле Э^о\матҳсф{=1,630Б}}
      ҲОCл+Ҳ++2э−=Cл−+Ҳ2О{\дисплайстйле \матҳсф{ҲОCл+Ҳ^+\!+2э^-=Cл^-\!+Ҳ_2О}} Эо=1,500Б{\дисплайстйле Э^о\матҳсф{=1,500Б}}
  • нейтрал ва ишқорий муҳитда:
      ОCл−+Ҳ2О+2э−=Cл−+2ОҲ−{\дисплайстйле \матҳсф{ОCл^-\!+Ҳ_2О+2э^-=Cл^-\!+2ОҲ^-}} Эо=0,890Б{\дисплайстйле Э^о\матҳсф{=0,890Б}}
      2ОCл−+2Ҳ2О+2э−=Cл2↑+4ОҲ−{\дисплайстйле \матҳсф{2ОCл^-\!+2Ҳ_2О+2э^-=Cл_2\!\упарроw\!+\ 4ОҲ^-}} Эо=0,421Б{\дисплайстйле Э^о\матҳсф{=0,421Б}}
  • Ишқорий металл ёдидлари ёдга (бир оз кислотали муҳитда), ёдатга (нейтрал муҳитда) ёки периодатга (ишқорий муҳитда) оксидланади[20]:
НаОCл+2НаИ+Ҳ2О→НаCл+И2↓+2НаОҲ{\дисплайстйле \матҳсф{НаОCл+2НаИ+Ҳ_2О\ригҳтарроw НаCл+И_2\!\доwнарроw+2НаОҲ}}
3НаОCл+НаИ→3НаCл+НаИО3{\дисплайстйле \матҳсф{3НаОCл+НаИ\ригҳтарроw3НаCл+НаИО_3}}
4НаОCл+НаИ→4НаCл+НаИО4{\дисплайстйле \матҳсф{4НаОCл+НаИ\ригҳтарроw4НаCл+НаИО_4}}
НаОCл+К2СО3→НаCл+К2СО4{\дисплайстйле \матҳсф{НаОCл+К_2СО_3\ригҳтарроw НаCл+К_2СО_4}}
2НаОCл+Cа(НО2)2→2НаCл+Cа(НО3)2{\дисплайстйле \матҳсф{2НаОCл+Cа(НО_2)_2\ригҳтарроw2НаCл+Cа(НО_3)_2}}
НаОCл+НаОҲ+ҲCООНа→НаCл+На2CО3+Ҳ2О{\дисплайстйле \матҳсф{НаОCл+НаОҲ+ҲCООНа\ригҳтарроw НаCл+На_2CО_3+Ҳ_2О}}
  • Фосфор ва мишяк натрий гипохлоритнинг ишқорий эритмасида эрийди ва фосфор ва мишяк кислоталарининг тузларини ҳосил қилади[21]:
2Ас+6НаОҲ+5НаОCл→2На3АсО4+5НаCл+3Ҳ2О{\дисплайстйле \матҳсф{2Ас+6НаОҲ+5НаОCл\ригҳтарроw 2На_3АсО_4+5НаCл+3Ҳ_2О}}
  • Аммиак, натрий гипохлорит таъсирида, хлорамин ҳосил бўлиш босқичида гидразинга айланади (карбамид ҳам худди шундай реаксияга киришади)[22]
НаОCл+НҲ3→НаОҲ+НҲ2Cл{\дисплайстйле \матҳсф{НаОCл+НҲ_3\ригҳтарроw НаОҲ+НҲ_2Cл}}
НҲ2Cл+НаОҲ+НҲ3→Н2Ҳ4+НаCл+Ҳ2О{\дисплайстйле \матҳсф{НҲ_2Cл+НаОҲ+НҲ_3\ригҳтарроw Н_2Ҳ_4+НаCл+Ҳ_2О}}
  • Оксидланиш даражаси паст бўлган металларнинг бирикмалари юқори оксидланиш даражасига эга бўлган бирикмаларга айланади[22]:
НаОCл+ПбО→НаCл+ПбО2{\дисплайстйле \матҳсф{НаОCл+ПбО\ригҳтарроw НаCл+ПбО_2}}
2НаОCл+МнCл2+4НаОҲ→На2МнО4+4НаCл+2Ҳ2О{\дисплайстйле \матҳсф{2НаОCл+МнCл_2+4НаОҲ\ригҳтарроw На_2МнО_4+4НаCл+2Ҳ_2О}}
3НаОCл+2Cр(ОҲ)3+4НаОҲ→2На2CрО4+3НаCл+5Ҳ2О{\дисплайстйле \матҳсф{3НаОCл+2Cр(ОҲ)_3+4НаОҲ\ригҳтарроw 2На_2CрО_4+3НаCл+5Ҳ_2О}}

Аналогия бўйича трансформациялар амалга оширилиши мумкин: Фе(ИИ) → Фе(ИИИ) → Фе(ВИ); Cо(ИИ) → Cо(ИИИ) → Cо(ИВ); Ни(ИИ) → Ни(ИИИ); Ру(ИВ) → Ру(ВИИИ); Cе(ИИИ) → Cе(ИВ) ва бошқалар[23].

Идентификацияси

Гипохлорит ионига сифатли аналитик реакциялар орасида синов намунаси хона ҳароратида бир валентли таллий тузининг ишқорий эритмасига қўшилганда жигарранг метагидроксид чўкмасининг чўкиши қайд этилиши мумкин (аниқлаш чегараси 0,5 мкг гипохлорит):

2НаОCл+Тл2СО4+2НаОҲ=2ТлО(ОҲ)↓+2НаCл+На2СО4{\дисплайстйле \матҳсф{2НаОCл+Тл_2СО_4+2НаОҲ=2ТлО(ОҲ)\!\доwнарроw+2НаCл+На_2СО_4}}

Яна бир вариант – кучли кислотали муҳитда крахмалли ёд реакцияси ва калий бромат иштирокида 4,4'-тетраметилдиаминодифенилметан ёки н, нъ-диокситрифенилметан билан рангли реаксия[24].

Эритмадаги натрий гипохлоритни миқдорий таҳлил қилишнинг кенг тарқалган усули – бу таҳлил қилинган эритмани стандарт эритмага (МДА) қўшиш орқали потенциометрик таҳлил ёки таҳлил қилинадиган эритманинг консентрациясини стандарт эритмага қўшиш орқали камайтириш усули (МУА) бром-ион-селектив электрод (Бр-ИСЕ) ёрдамида[25].

Калий ёдид (билвосита ёдометрия) ёрдамида титриметрик усул ҳам қўлланилади[26].

Манбалар

  1. ↑ 1,0 1,1 Мерс Р. Л. (2007). „Тҳе 100 Мост Импортант Чемиcал Cомпоундс: А Референcе Гуиде“. Греэнwоод Пресс. 260-бет. ИСБН 9780313337581.
  2. ↑ „Хлор, Члорум, Cл (17)“. Открытие элементов и происхождение их названий. Химическая информационная сеть ЧемНет. 2011-йил 20-августда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 2010-йил 27-январ.
  3. ↑ Балдwин Р. Т. Усес оф члорине (эн) // Жоурнал оф Чемиcал Эдуcатион. — 1927. — Вол. 4, но. 4. — П. 454.
  4. ↑ Ронcо C., Мишкин Г. Ж. „Тҳе Ҳйсторй оф Ҳйпочлорите“, . Дисинфеcтион бй Содиум Ҳйпочлорите: Диалйсис Апплиcатионс, Cонтрибутионс то непҳрологй, вол. 154, Каргер Публишерс, 2007 — 7—8-бет. ИСБН 978-3-8055-8193-6. 
  5. ↑ Дринкинг Wатер анд Ҳеалтҳ. Wашингтон: Натионал Пресс Аcадемй, 1980 — 18-бет. ИСБН 978-030902931-5. 
  6. ↑ „Таблица неорганических и координационных соединений“. Новый справочник химика и технолога. Основные свойства неорганических, органических и элементоорганических соединений. ЧемАналйтиcа.cом. 2011-йил 20-августда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 2010-йил 25-январ.
  7. ↑ 7,0 7,1 7,2 „Натрия гипохлорит“, Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1992 — 355-бет. ИСБН 5-85270-039-8. 
  8. ↑ 8,0 8,1 Патнаик П.. Ҳандбоок оф Инорганиc Чемиcалс. МcГраw-Ҳилл, 2003 — 870—871-бет. ИСБН 0-07-049439-8. 
  9. ↑ Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. „Глава 3. Физические свойства“, . Константы неорганических веществ: справочник, 2-е изд., перераб. и доп, М.: Дрофа, 2006 — 137-бет. ИСБН 5-7107-8085-5. 
  10. ↑ Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. „Часть ВИИ. Плотность воды и водных растворов. Глава 3. Соли“, . Константы неорганических веществ: справочник, 2-е изд., перераб. и доп, М.: Дрофа, 2006 — 657-бет. ИСБН 5-7107-8085-5. 
  11. ↑ Wҳите’с Ҳандбоок оф Члоринатион анд Алтернативе Дисинфеcтанц, 5-тҳ эдитион, Ҳобокен: Жоҳн Wилей & Сонс, 2010 — 452—571-бет. ИСБН 978-0-470-18098-3. 
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 „Гипохлориты“, Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1988 — 1121—1122-бет. 
  13. ↑ Турова Н. Я.. Неорганическая химия в таблицах. М.: Высший химический колледж РАН, 1997 — 6-бет. 
  14. ↑ „Гипохлориты“, Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1988 — 1121—1122-бет. 
  15. ↑ „Гипохлориты“, Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1988 — 1121—1122-бет. 
  16. ↑ „Натрия гипохлорит“, Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1992 — 355-бет. ИСБН 5-85270-039-8. 
  17. ↑ 17,0 17,1 17,2 „Химизм разложения активного хлора в растворах“. ООО ФСП «Кравт». 2014-йил 29-апрелда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 2010-йил 29-январ.
  18. ↑ Ахметов Н. С.. Общая и неорганическая химия. Учебник для вузов, 4-е изд., исправленное, М.: Высшая школа, 2001 — 326-бет. ИСБН 5-06-003363-5. 
  19. ↑ „Электродные процессы в растворах“. Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия. Коллоидная химия. ЧемАналйтиcа.cом. 2011-йил 20-августда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 2010-йил 25-январ.
  20. ↑ „Гипохлориты“, Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1988 — 1121—1122-бет. 
  21. ↑ Неорганическая химия. Академия, 2004. ИСБН 5-7695-1436-1. 
  22. ↑ 22,0 22,1 Неорганическая химия. Академия, 2004. ИСБН 5-7695-1436-1. 
  23. ↑ Неорганическая химия. Академия, 2004. ИСБН 5-7695-2533-9. 
  24. ↑ Фрумина Н. С., Лисенко Н. Ф., Чернова М. А.. Хлор, Серия: Аналитическая химия элементов, М.: Наука, 1983 — 25-бет. 
  25. ↑ „Прямая потенциометрия“. Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия (часть И). ЧемАналйтиcа.cом. 2011-йил 20-августда асл нусхадан архивланган. Қаралди: 2010-йил 25-январ.
  26. ↑ „Иодометрия“, Химическая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1990 — 496—497-бет. ИСБН 5-85270-035-5.  
"https://new.ziyosfera.uz/ziyo/Natriy_gipoxlorit" dan olindi