Plik Kwas podchlorawy Jest to związek nieorganiczny, którego wzór chemiczny to HClO. Odpowiada najmniej utlenionemu z oksokwasów chloru, ponieważ zawiera tylko jeden atom tlenu. Z niego pochodzą anion podchlorynowy ClO-, i jego sole, szeroko stosowane jako komercyjne środki do dezynfekcji wody.
HClO jest najsilniejszym środkiem utleniającym i przeciwbakteryjnym powstającym, gdy gazowy chlor rozpuszcza się w wodzie. Jego działanie antyseptyczne jest znane od ponad wieku, jeszcze zanim roztwory chloru zostały użyte do czyszczenia ran żołnierzy podczas I wojny światowej..
Faktycznie, jego odkrycie datuje się na rok 1834, przez francuskiego chemika Antoine Jérôme Balarda, który dokonał częściowego utlenienia chloru przez barbotowanie go w wodnej zawiesinie tlenku rtęci, HgO. Od tego czasu jest używany jako środek dezynfekujący i przeciwwirusowy..
Mówiąc chemicznie, HClO jest utleniaczem, który oddaje swój atom chloru innym cząsteczkom; Innymi słowy, można przy jego pomocy syntetyzować związki chlorowane, przy czym chloroaminy mają ogromne znaczenie w opracowywaniu nowych antybiotyków..
W latach siedemdziesiątych XX wieku odkryto, że organizm jest zdolny do naturalnej produkcji tego kwasu poprzez działanie enzymu mieloperoksydazy; enzym działający na nadtlenki i aniony chlorkowe podczas fagocytozy. Tak więc z tego samego organizmu może wyłonić się ten „zabójca” intruzów, ale na nieszkodliwą skalę dla własnego dobra..
Indeks artykułów
Górny obraz przedstawia strukturę HClO. Zauważ, że wzór jest sprzeczny ze strukturą: cząsteczką jest H-O-Cl, a nie H-Cl-O; jednak ten ostatni jest zwykle preferowany, aby móc go bezpośrednio porównać z jego bardziej utlenionymi odpowiednikami: HClOdwa, HClO3 i HClO4.
Kwaśny wodór, H.+, uwolniony przez HClO znajduje się na grupie OH przyłączonej do atomu chloru. Zwróć również uwagę na znaczące różnice w długości wiązań O-H i Cl-O, przy czym to ostatnie jest najdłuższe ze względu na mniejszy stopień zachodzenia orbitali chloru, bardziej rozproszone, z orbitaliami tlenu..
Cząsteczka HOCl z trudem może pozostać stabilna w normalnych warunkach; nie można go wyodrębnić z jego wodnych roztworów bez nieproporcjonalności lub uwolnienia w postaci gazowego chloru, Cldwa.
Dlatego nie ma bezwodnych kryształów (nawet ich hydratów) kwasu podchlorawego; Do tej pory nic nie wskazuje na to, że można je przygotować ekstrawaganckimi metodami. Gdyby mogły się krystalizować, cząsteczki HClO oddziaływałyby ze sobą poprzez swoje stałe dipole (ładunki ujemne zorientowane na tlen).
HClO jest kwasem monoprotowym; to znaczy, możesz podarować tylko jedną kartę H.+ do ośrodka wodnego (w którym powstaje):
HClO (aq) + HdwaO ↔ ClO-(ac) + H3LUB+(ac) (pKa = 7,53)
Z tego równania równowagi obserwuje się spadek jonów H.3LUB+ (wzrost zasadowości pożywki), sprzyja tworzeniu się większej ilości anionów podchlorynowych, ClO-. W konsekwencji, jeśli chcesz, aby roztwór ClO był względnie stabilny- pH musi być zasadowe, co osiąga się za pomocą NaOH.
Jego stała dysocjacji pKa podaje w wątpliwość, że HClO jest słabym kwasem. Dlatego podczas obchodzenia się z nim w stężeniu nie musiałbyś się tak bardzo martwić o jony H.3LUB+, ale przez sam HClO (biorąc pod uwagę jego wysoką reaktywność, a nie ze względu na jego korozyjność).
Wspomniano, że atom chloru w HClO ma stopień utlenienia +1. Oznacza to, że prawie nie wymaga wzmocnienia pojedynczego elektronu, aby powrócić do stanu podstawowego (Cl0) i być w stanie utworzyć cząsteczkę Cldwa. W konsekwencji HClO zostanie zredukowany do Cldwa i HdwaLub szybsze utlenianie innego gatunku w porównaniu z tym samym Cldwa lub ClO-:
2HClO (aq) + 2H+ + 2e- ↔ Cldwa(g) + 2HdwaO (l)
Ta reakcja już pozwala nam zobaczyć, jak stabilny jest HClO w jego roztworach wodnych..
Jego moc utleniająca jest mierzona nie tylko przez tworzenie Cldwa, ale także ze względu na zdolność oddawania atomu chloru. Na przykład może reagować z formami azotu (w tym amoniakiem i zasadami azotowymi), tworząc chloroaminy:
HClO + N-H → N-Cl + HdwaLUB
Zauważ, że wiązanie N-H grupy aminowej (-NHdwa) przeważnie i jest zastępowany jednym N-Cl. To samo dzieje się z wiązaniami O-H grup hydroksylowych:
HClO + O-H → O-Cl + HdwaLUB
Te reakcje są kluczowe i wyjaśniają dezynfekujące i przeciwbakteryjne działanie HClO..
HClO jest niestabilne prawie wszędzie, gdzie na niego spojrzysz. Na przykład anion podchlorynowy jest nieproporcjonalny w formach chloru o stopniach utlenienia -1 i +5, bardziej stabilny niż +1 w HClO (H+Cl+LUBdwa-):
3ClO-(aq) ↔ 2Cl-(ac) + ClO3-(ac)
Ta reakcja ponownie przesunęłaby równowagę w kierunku zaniku HClO. Podobnie HClO uczestniczy bezpośrednio w równowadze równoległej z wodą i gazowym chlorem:
Cldwa(g) + HdwaO (l) ↔ HClO (aq) + H+(ac) + Cl-(ac)
Dlatego próba podgrzania roztworu HClO w celu jego zatężenia (lub izolacji) prowadzi do produkcji Cldwa, który jest identyfikowany jako żółty gaz. Podobnie roztwory te nie mogą być zbyt długo wystawiane na działanie światła ani na obecność tlenków metali, ponieważ rozkładają Cldwa (HClO znika jeszcze bardziej):
2Cldwa + 2HdwaO → 4HCl + Odwa
HCl reaguje z HClO, generując więcej Cldwa:
HClO + HCl → Cldwa + H.dwaLUB
I tak dalej, aż nie będzie już HClO.
Jedna z metod przygotowania lub syntezy kwasu podchlorawego została już w sposób dorozumiany wyjaśniona: rozpuszczanie gazowego chloru w wodzie. Inna dość podobna metoda polega na rozpuszczeniu bezwodnika tego kwasu w wodzie: monotlenku dichloro, CldwaLUB:
CldwaO (g) + HdwaO (l) ↔ 2HClO (aq)
Ponownie nie ma sposobu na wyizolowanie czystego HClO, ponieważ odparowanie wody spowodowałoby przesunięcie równowagi do powstania CldwaAlbo gaz, który uciekałby z wody.
Z drugiej strony możliwe było przygotowanie bardziej stężonych roztworów HClO (20%) przy użyciu tlenku rtęci, HgO. Aby to zrobić, chlor rozpuszcza się w pewnej objętości wody właśnie w jej punkcie zamarzania, w taki sposób, aby uzyskać chlorowany lód. Następnie ten sam lód jest mieszany i gdy się topi, miesza się z HgO:
2Cldwa + HgO + 12HdwaO → 2HClO + HgCldwa + 11HdwaLUB
Ostatecznie 20% roztwór HClO można destylować próżniowo.
Prostszą i bezpieczniejszą metodą przygotowania roztworów kwasu podchlorawego jest użycie solanek jako surowca zamiast chloru. Solanki są bogate w aniony chlorkowe, Cl-, który w procesie elektrolizy może zostać utleniony do Cldwa:
2HdwaO → Odwa + 4H+ + 4e-
2Cl- ↔ 2e- + Cldwa
Te dwie reakcje zachodzą na anodzie, gdzie wytwarzany jest chlor, który natychmiast rozpuszcza się, tworząc HClO; podczas gdy w przedziale katodowym woda jest redukowana:
2HdwaO + 2e- → 2OH- + H.dwa
W ten sposób HClO można syntetyzować na skalę handlową lub przemysłową; a te roztwory otrzymane z solanek są w rzeczywistości dostępnymi w handlu produktami tego kwasu.
HClO może być stosowany jako środek utleniający do utleniania alkoholi do ketonów oraz do syntezy chloroamin, chloroamidów lub chlorohydryn (począwszy od alkenów).
Jednak wszystkie inne jego zastosowania można ująć jednym słowem: biocyd. Jest zabójcą grzybów, bakterii, wirusów oraz neutralizatorem toksyn uwalnianych przez patogeny.
Układ odpornościowy naszego organizmu syntetyzuje własny HClO poprzez działanie enzymu mieloperoksydazy, pomagając białym krwinkom w zwalczaniu intruzów, którzy powodują infekcję.
Liczne badania sugerują różne mechanizmy działania HClO na matrycę biologiczną. To przekazuje swój atom chloru grupom aminowym niektórych białek, a także utlenia ich grupy SH obecne w mostkach dwusiarczkowych S-S, powodując ich denaturację..
Podobnie zatrzymuje replikację DNA poprzez reakcję z zasadami azotowymi, wpływa na całkowite utlenianie glukozy, a także może deformować błonę komórkową. Wszystkie te działania prowadzą do śmierci zarazków.
Dlatego właśnie rozwiązania HClO są wykorzystywane do:
-Leczenie ran zakaźnych i zgorzeli
-Zdezynfekuj źródła wody
-Środek do sterylizacji materiału chirurgicznego lub narzędzi stosowanych w weterynarii, medycynie i stomatologii
-Środek dezynfekujący do każdego rodzaju powierzchni lub przedmiotu ogólnie: prętów, poręczy, ekspresów do kawy, ceramiki, szklanych stołów, blatów laboratoryjnych itp..
-Syntetyzuj chloroaminy, które służą jako mniej agresywne antybiotyki, ale jednocześnie trwalsze, specyficzne i stabilne niż sam HClO
Roztwory HClO mogą być niebezpieczne, jeśli są silnie stężone, ponieważ mogą gwałtownie reagować z substancjami podatnymi na utlenianie. Ponadto mają tendencję do uwalniania gazowego chloru po destabilizacji, więc muszą być przechowywane zgodnie z rygorystycznym protokołem bezpieczeństwa..
HClO jest tak reaktywny w stosunku do zarazków, że gdy jest podlewany, znika natychmiast, nie stwarzając później zagrożenia dla tych, którzy dotkną traktowanych przez niego powierzchni. To samo dzieje się w organizmie: szybko się rozkłada lub jest neutralizowany przez dowolny gatunek w środowisku biologicznym.
Przypuszcza się, że gdy jest wytwarzany przez sam organizm, może tolerować niskie stężenia HClO. Jeśli jednak jest silnie skoncentrowany (używany do celów syntetycznych, a nie środków dezynfekujących), może mieć niepożądane skutki, atakując również zdrowe komórki (na przykład skóry).
Jeszcze bez komentarzy