Hypochloor zuur (HCLO) structuur, eigenschappen, gebruik, synthese

Hij Hypochloorzuur Het is een anorganische verbinding waarvan de chemische formule HCLO is. Het komt overeen met ten minste roestig van chloor oxoacides, omdat het slechts één zuurstofatoom bevat. Van hem ontleent het hypochlorietanion, clo^-, en zijn zouten, veel gebruikt als commerciële waterdesinfectiemiddelen.

De HCLO is het sterkste oxiderende en antimicrobiële middel dan wordt gegenereerd wanneer het gasvormige chloor oplost in water. De antiseptische actie is al meer dan een eeuw bekend, zelfs voordat chlooroplossingen werden gebruikt om de wonden van soldaten in de Eerste Wereldoorlog schoon te maken.

Hypocloreus zuurmolecuul voorgesteld door een bollen en staafmodel. Bron: Ben Mills en Jynto [Public Domain]

Zijn de facto ontdekking dateert uit 1834, door de Franse chemicus Antoine Jérôme Balard, die de gedeeltelijke oxidatie van chloorborreling bereikte in een waterige suspensie van kwikoxide, HGO, HGO. Sindsdien wordt het gebruikt als een desinfectiemiddel en een antiviraal middel.

Chemisch gezien is de HCLO een oxidatiemiddel dat uiteindelijk zijn chlooratoom aan andere moleculen geeft; Dat wil zeggen, met hem kan gechloreerde verbindingen worden gesynthetiseerd, die chloroamines zijn van grote relevantie bij de ontwikkeling van nieuwe antibiotica.

In de jaren 70 werd ontdekt dat het lichaam in staat is om dit zuur op natuurlijke wijze te produceren door de werking van het myeloperoxidase -enzym; Enzym dat werkt op peroxiden en chloride -anionen tijdens fagocytose. Dus uit hetzelfde organisme kan deze "moordenaar" van indringers ontstaan, maar op een onschadelijke schaal voor zijn eigen putten.

[TOC]

Structuur

De HCLO -structuur wordt weergegeven in de bovenste afbeelding. Merk op dat de formule in tegenspraak is met de structuur: het molecuul is H-O-CL en geen H-CL-O; Dit laatste heeft echter meestal de voorkeur om het rechtstreeks te kunnen vergelijken met zijn meest geoxideerde tegenhangers: HCLO₂, HCLO₃ En HCLO₄.

Chemische structuur van hypochloor zuur.

Zure waterstof, h⁺, Vrijgegeven door de HCLO bevindt zich in de OH -groep gekoppeld aan het chlooratoom. Let op de opmerkelijke lengteverschillen in de O-H en CL-O-links, waarbij de laatste de langste is vanwege de lagere mate van overlapping van chloororbitalen, meer diffuus, met die van zuurstof.

Het HOCL -molecuul kan nauwelijks stabiel blijven in normale omstandigheden; Het kan niet worden geïsoleerd uit zijn waterige oplossingen zonder onevenredigheid of afgifte als een gasvormige chloor, CL₂.

Daarom zijn er geen watervrije kristallen (zelfs geen hydraten ervan) van hypochloreus zuur; En tot op heden zijn er geen aanwijzingen dat ze kunnen worden voorbereid door extravagante methoden. Als het te kristalliseren, zouden HCLO -moleculen met elkaar interageren via hun permanente dipolen (georiënteerde negatieve belastingen naar zuurstof).

Het kan u van dienst zijn: cyclohexen: structuur, eigenschappen, synthese en gebruik

Eigenschappen

Zuurgraad

HCLO is een monoprotisch zuur; Dat wil zeggen, je kunt alleen een h doneren⁺ naar de waterige omgeving (waar het wordt gevormd):

HCLO (AC) + H₂Of ↔ clo^-(AC) + H₃OF⁺(AC) (PKA = 7,53)

Uit deze evenwichtsvergelijking wordt waargenomen dat een afname van H -ionen₃OF⁺ (Een toename van de basiciteit van het milieu), is voorstander van de vorming van meer hypochlorietanionen, clo^-. Bijgevolg, als u een oplossing van Clo wilt houden relatief stabiel^- Het is noodzakelijk dat de pH basic is, die wordt bereikt met NaOH.

De dissociatieconstante, PKA, is zich ervan bewust dat de HCLO een zwak zuur is. Daarom moeten we ons niet zoveel zorgen maken over H -ionen bij het manipuleren van het geconcentreerd₃OF⁺, maar door de HCLO zelf (gezien zijn hoge reactiviteit en niet door zijn corrosiviteit).

Oxidatiemiddel

Er werd vermeld dat het chlooratoom in de HCLO een oxidatienummer van +1 heeft. Dit betekent dat het nauwelijks de winst van een enkel elektron vereist om terug te keren naar zijn basale toestand (CL⁰) en om het CL -molecuul te kunnen vormen₂. Bijgevolg zal de HCLO worden gereduceerd tot CL₂ en h₂Of, een andere soort sneller oxideren in vergelijking met dezelfde CL₂ of clo^-:

2HCLO (AC) + 2H⁺ + 2e^- ↔ Cl₂(g) + 2H₂Of (l)

Met deze reactie kunt u een glimp opvangen hoe stabiel de HCLO in zijn waterige oplossingen.

Het oxiderende vermogen ervan wordt niet alleen gemeten door de vorming van CL₂, Maar ook voor zijn vermogen om zijn chlooratoom op te geven. U kunt bijvoorbeeld reageren met stikstofsoorten (inclusief ammoniak- en stikstofbases), om chlooramines te veroorzaken:

HCLO + N-H → N-Cl + H₂OF

Merk op dat een N-H-link, een aminogroep (-NH is verbroken (-nh₂) Meestal, en wordt vervangen door één n-cl. Hetzelfde geldt voor de O-H-bindingen van hydroxylgroepen:

HCLO + O-H → O-Cl + H₂OF

Deze reacties zijn cruciaal en verklaren de desinfectiemiddel en de antibacteriële werking van de HCLO.

Stabiliteit

HCLO is bijna onstabiel waar hij eruit ziet. Hypochlorietanion is bijvoorbeeld onevenredig bij chloorsoorten met oxidatienummers van -1 en +5, stabieler dan +1 in de HCLO (h⁺Klet⁺OF^2-):

3cl^-(AC) ↔ 2CL^-(AC) + clo₃^-(AC)

Deze reactie zou de balans verplaatsen naar de verdwijning van de HCLO. Ook neemt de HCLO rechtstreeks deel aan een parallel evenwicht met water- en chloorgas:

Kan u van dienst zijn: Fusion

Klet₂(g) + H₂Of (l) ↔ HCLO (AC) + H⁺(AC) + Cl^-(AC)

Daarom leidt het proberen een HCLO -oplossing te verwarmen om deze te concentreren (of isoleren) tot de productie van CL₂, die wordt geïdentificeerd door een geel gas te zijn. Evenzo kunnen deze oplossingen niet te lang worden blootgesteld aan licht, of aan de aanwezigheid van metaaloxiden, terwijl ze de CL afbreken₂ (HCLO verdwijnt nog meer):

2cl₂ + 2h₂O → 4HCl + O₂

De HCL reageert met de hclllo om meer Cl te genereren₂:

HCLO + HCl → Cl₂ + H₂OF

Enzovoort totdat er meer HCLO is.

Synthese

Water en chloor

Een van de methoden om hypochloreus zuur te bereiden of te synthetiseren is al impliciet uitgelegd: oplost van gasvormige chloor in water. Een andere redelijk vergelijkbare methode is om het anhydride van dit zuur op te lossen: het dichloormonoxide, CL₂OF:

Klet₂Of (g) + h₂Of (L) ↔ 2HCLO (AC)

Nogmaals, er is geen manier om de pure HCLO te isoleren, omdat het verdampt dat het water de balans zou verplaatsen naar de vorming van Cl₂Of gas dat zou ontsnappen uit water.

Aan de andere kant was het mogelijk om meer geconcentreerde oplossingen van HCLO (bij 20%) voor te bereiden met behulp van kwikoxide, HGO. Om dit te doen, lost chloor op in een volume water net op het vriespunt, zodat gechloreerd ijs wordt verkregen. Vervolgens wordt dit zelfde ijs geroerd en tijdens het smelten wordt het gemengd met de HGO:

2cl₂ + HGO + 12H₂O → 2HCLO + HGCL₂ + 11h₂OF

20% HCLO -ontbinding kan eindelijk worden gedistilleerd in een vacuüm.

Elektrolyse

Een eenvoudiger en veiligere methode om hypochloreuze zuuroplossingen te bereiden, is Salmuelas gebruiken als grondstof in plaats van chloor. De Salmueras zijn rijk aan chloride -anionen, CL^-, die via een elektrolyseproces kan oxideren₂:

2h₂O → o₂ + 4h⁺ + 4e^-

2cl^- ↔ 2e^- + Klet₂

Deze twee reacties treden op in de anode, waarbij het chloor dat onmiddellijk oplost om HCLO te ontstaan ​​wordt geproduceerd; In het kathodecompartiment wordt water verminderd:

2h₂O + 2e^- → 2OH^- + H₂

Op deze manier kan de HCLO op een commercial tot industriële schaal worden gesynthetiseerd; En deze oplossingen verkregen uit Salmueras zijn in feite de producten die beschikbaar zijn op de markt van dit zuur.

Toepassingen

Algemene functies

HCLO kan worden gebruikt als oxidatiemiddel om alcoholen te oxideren tot ketonen, en om chlooramines, chloramiden of hydrochlorines te synthetiseren (beginnend bij alkenen).

Al zijn andere toepassingen kunnen echter in een woord worden opgenomen: Biocida. Hij is een schimmel, bacteriën, virussen en een gifstoffen die worden vrijgegeven door ziekteverwekkers.

Het kan u van dienst zijn: maleinozuur: structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

Het immuunsysteem van ons lichaam synthetiseert zijn eigen HCLO door de werking van het myeloperoxidase -enzym, waardoor witte bloedcellen de indringers kunnen uitroeien die de infectie veroorzaken.

Infinities van studies stellen verschillende mechanismen van HCLO -werking voor op de biologische matrix. Dit schenkt zijn chlooratoom aan de aminogroepen van bepaalde eiwitten, en oxideert ook hun SH-groepen die aanwezig zijn aan S-S-disulfiden, als gevolg van de denaturatie ervan.

Het stopt ook DNA -replicatie door te reageren met stikstofbases, het beïnvloedt de volledige oxidatie van glucose en kan ook het celmembraan vervormen. Al deze acties veroorzaken uiteindelijk de dood bacteriën.

Desinfectie en schoonmaken

Daarom worden HCLO -oplossingen gebruikt voor:

-Behandeling van infectieuze en gangrenaswonden

-Desinfecteren watervoorraden

-Sterilisatiemiddel van chirurgisch materiaal, of hulpmiddelen die worden gebruikt in veterinaire, geneeskunde en tandheelkunde

-Desinfectiemiddel van elk type oppervlak of object in het algemeen: bars, leuningen, koffiemachines, keramiek, glazen tafels, laboratoriumherbergen, enz.

-Synthetiseren chloroamines die dienen als minder agressieve antibiotica, maar tegelijkertijd duurzamer, specifieker en stabieler dan HCLO zelf

Risico's

HCLO -oplossingen kunnen gevaarlijk zijn als ze zeer geconcentreerd zijn, omdat ze gewelddadig kunnen reageren met soorten die waarschijnlijk oxideren. Bovendien hebben ze de neiging om gasvormig chloor vrij te geven door te destabiliseren, dus moeten ze worden opgeslagen onder een rigoureus beveiligingsprotocol.

De HCLO is zo reactief op de ziektekiemen, dat waar het wordt geïrrigeerd verdwijnt in de handeling, zonder later een risico te vertegenwoordigen voor degenen die de door hem behandelde oppervlakken aanraken. Hetzelfde gebeurt binnen het organisme: het wordt snel afgebroken, of wordt geneutraliseerd door elke soort van de biologische omgeving.

Wanneer het organisme zelf genereert, is het vermoedelijk dat dit lage concentraties van HCLO kan verdragen. Als het echter zeer geconcentreerd is (gebruikt voor synthetische en niet -disinfecterende doeleinden) kan dit leiden tot ongewenste effecten door ook gezonde cellen aan te vallen (bijvoorbeeld huid).

Referenties

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). MC Graw Hill.
2. Gottardi, W., Debabov, D., & Nagl, m. (2013). N-chloramines, een veelbelovende klasse van goed toolde actuele anti-infectieven. Antimicrobiële middelen en chemotherapie, 57 (3), 1107-1114. Doi: 10.1128/AAC.02132-12
3. Door Jeffrey Williams, Eric Rasmussen & Lori Robins. (6 oktober 2017). Hypochlorzuur: een aangeboren reactie benutten. Hersteld van: infectioncontrol.Tips
4. Hydro -instrumenten. (S.F.)). Basischemie van chlorering. Opgehaald uit: hydroinstrunts.com
5. Wikipedia. (2019). Hypochloorzuur. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
6. Serhan Sakarya et al. (2014). Hypochlorzuur: een ideaal wondverzorgingsmiddel met krachtig microbicide, antibiofilm en wondgenezingspotentie. HMP -wonden. Hersteld van: WoundsResearch.com
7. Prebchem. (2016). Bereiding van hypochloor zuur. Hersteld van: prapchem.com