stringtranslate.com

Гипохлорит натрия

Гипохлорит натрия — это щелочное неорганическое химическое соединение с формулой Na O Cl (также пишется как NaClO). В разбавленном водном растворе он обычно известен как отбеливатель или хлорный отбеливатель. [4] Это натриевая соль хлорноватистой кислоты , состоящая из катионов натрия ( Na + ) и анионов гипохлорита ( − OCl , также пишется как OCl − и ClO − ).

Безводное соединение нестабильно и может разлагаться со взрывом. [5] [6] Его можно кристаллизовать в виде пентагидрата NaOCl·5H 2 O , бледно-зеленовато-желтого твердого вещества, которое не взрывоопасно и стабильно при хранении в холодильнике. [7] [8] [9]

Гипохлорит натрия чаще всего встречается в виде бледного зеленовато-желтого разбавленного раствора, называемого хлорным отбеливателем, который является бытовым химикатом, широко используемым (с 18 века) в качестве дезинфицирующего и отбеливающего средства . В растворе соединение нестабильно и легко разлагается, высвобождая хлор , который является активным началом таких продуктов. Гипохлорит натрия по-прежнему является наиболее важным отбеливателем на основе хлора . [10] [11]

Его едкие свойства, общедоступность и продукты реакции делают его значительным риском для безопасности. В частности, смешивание жидкого отбеливателя с другими чистящими средствами, такими как кислоты, содержащиеся в средствах для удаления накипи , приведет к выделению газообразного хлора . Газообразный хлор использовался в качестве химического оружия в Первой мировой войне . [12] [13] [14] Распространенное заблуждение заключается в том, что смешивание отбеливателя с аммиаком также выделяет хлор, но на самом деле они реагируют с образованием хлораминов, таких как трихлорид азота . При избытке аммиака и гидроксида натрия может образоваться гидразин .

Химия

Устойчивость твердого тела

Безводный гипохлорит натрия может быть получен, но, как и многие гипохлориты, он крайне нестабилен и разлагается со взрывом при нагревании или трении. [5] Разложение ускоряется диоксидом углерода на уровне атмосферы Земли - около 4 частей на десять тысяч. [6] [15] Это белое твердое вещество с орторомбической кристаллической структурой . [16]

Гипохлорит натрия также может быть получен в виде кристаллического пентагидрата NaOCl·5H 2 O , который не взрывоопасен и гораздо более стабилен, чем безводное соединение. [6] [7] Формула иногда приводится в его водной кристаллической форме как 2NaOCl·10H 2 O. [17] Длина связи Cl–O в пентагидрате составляет 1,686 Å. [9] Прозрачные, светло-зеленовато-желтые, орторомбические [ 18] [19] кристаллы содержат 44% NaOCl по весу и плавятся при 25–27 °C. Соединение быстро разлагается при комнатной температуре, поэтому его необходимо хранить в холодильнике. Однако при более низких температурах оно довольно стабильно: сообщается, что разложение составляет всего 1% после 360 дней при 7 °C. [8] [20]

В патенте США 1966 года утверждается, что стабильный твердый дигидрат гипохлорита натрия NaOCl·2H 2 O может быть получен путем тщательного исключения ионов хлора ( Cl − ), которые присутствуют в продуктах обычных производственных процессов и, как говорят, катализируют разложение гипохлорита в хлорат ( ClO−3) и хлорид. В одном из испытаний было заявлено, что дигидрат показал только 6% разложения после 13,5 месяцев хранения при температуре −25 °C. В патенте также утверждается, что дигидрат может быть восстановлен до безводной формы путем вакуумной сушки при температуре около 50 °C, что дает твердое вещество, которое не показало разложения после 64 часов при температуре −25 °C. [21]

Равновесия и устойчивость растворов

При типичных температурах окружающей среды гипохлорит натрия более стабилен в разбавленных растворах, содержащих сольватированные ионы Na + и OCl − . Плотность раствора составляет 1,093 г/мл при концентрации 5%, [22] и 1,21 г/мл при 14%, 20 °C. [23] Стехиометрические растворы являются довольно щелочными , с pH 11 или выше [8], поскольку хлорноватистая кислота является слабой кислотой :

OCl − + H 2 O ⇌ HOCl + OH −

В растворах NaOCl/NaCl присутствуют следующие виды и равновесия: [24]

HOCl(водн.) ⇌ H + + OCl −
HOCl(водн.) + Cl − + H + ⇌ Cl 2 (водн.) + H 2 O
Cl 2 (водн.) + Cl − ⇌ Cl−3
Cl 2 (водн.) ⇌ Cl 2 (г.)

Второе уравнение равновесия выше будет смещено вправо, если хлор Cl 2 может выйти в виде газа. Соотношения Cl 2 , HOCl и OCl − в растворе также зависят от pH. При pH ниже 2 большая часть хлора в растворе находится в форме растворенного элементарного Cl 2 . При pH выше 7,4 большая часть находится в форме гипохлорита ClO − . [10] Равновесие можно сместить , добавив в раствор кислоты (например, соляную кислоту ) или основания (например, гидроксид натрия ):

ClO − (водн.) + 2 HCl(водн.) → Cl 2 (г) + H 2 O + Cl − (водн.)
Cl 2 (г) + 2 OH − → ClO − (водн.) + Cl − (водн.) + H 2 O(водн.)

При pH около 4, например, при добавлении сильных кислот , таких как соляная кислота , количество недиссоциированной (неионизированной) HOCl является самым высоким. Реакцию можно записать как:

− OCl + H + ⇌ HOCl

Растворы гипохлорита натрия в сочетании с кислотой выделяют газообразный хлор, особенно сильно при pH < 2, по реакциям:

HOCl(водн.) + Cl − + H + ⇌ Cl 2 (водн.) + H 2 O
Cl 2 (водн.) ⇌ Cl 2 (г.)

При pH > 8 хлор практически весь находится в форме гипохлорит-анионов ( OCl − ). Растворы довольно стабильны при pH 11–12. Тем не менее, в одном отчете утверждается, что обычный 13,6% раствор реагента NaOCl потерял 17% своей крепости после хранения в течение 360 дней при 7 °C. [8] По этой причине в некоторых приложениях можно использовать более стабильные соединения, выделяющие хлор, такие как гипохлорит кальция Ca(ClO) 2 или трихлоризоциануровая кислота (CNClO) 3 . [ необходима цитата ]

Безводный гипохлорит натрия растворим в метаноле , растворы стабильны. [ необходима ссылка ]

Разложение до хлората или кислорода

В растворе при определенных условиях анион гипохлорита может также диспропорционировать ( автоокисляться ) до хлорида и хлората : [25]

3 ClO − + H + → HClO 3 + 2 Cl −

В частности, эта реакция происходит в растворах гипохлорита натрия при высоких температурах, образуя хлорат натрия и хлорид натрия: [25] [26]

3 NaOCl(водн.) → 2 NaCl(водн.) + NaClO 3 (водн.)

Эта реакция используется в промышленном производстве хлората натрия.

Альтернативный процесс разложения гипохлорита приводит к образованию кислорода:

2OCl − → 2Cl − + O 2

В горячих растворах гипохлорита натрия эта реакция конкурирует с образованием хлората, давая хлорид натрия и газообразный кислород: [25]

2 NaOCl(водн.) → 2 NaCl(водн.) + O 2 (г)

Эти две реакции разложения растворов NaOCl максимальны при pH около 6. Например, при 80 °C, с концентрациями NaOCl и NaCl 80 мМ , в диапазоне pH 5−10,5 обе реакции имеют скорость, пропорциональную , разложение происходит быстрее всего при pH 6,5, и хлорат образуется с эффективностью ~95%. [25] Выше pH 11 обе реакции имеют скорость, пропорциональную , разложение происходит намного медленнее, и хлорат образуется с эффективностью ~90%. [27] На это разложение влияют свет [26] и катализаторы с ионами металлов, такие как медь , никель , кобальт [25] и иридий . [28] Катализаторы, такие как дихромат натрия Na 2 Cr 2 O 7 и молибдат натрия Na 2 MoO 4, могут добавляться в промышленных масштабах для сокращения кислородного пути, но в отчете утверждается, что эффективен только последний. [25] [ проверка не удалась ]

Титрование

Титрование растворов гипохлорита часто выполняется путем добавления измеренного образца к избыточному количеству подкисленного раствора йодида калия (KI) и последующего титрования выделившегося йода ( I2 ) стандартным раствором тиосульфата натрия или оксида фениларсина , используя крахмал в качестве индикатора, до исчезновения синего цвета. [19 ]

Согласно одному патенту США, стабильность содержания гипохлорита натрия в твердых веществах или растворах может быть определена путем мониторинга инфракрасного поглощения из-за связи O–Cl. Характерная длина волны составляет 140,25 мкм для водных растворов, 140,05 мкм для твердого дигидрата NaOCl·2H 2 O и 139,08 мкм для безводной смешанной соли Na 2 (OCl)(OH) . [21]

Окисление органических соединений

Окисление крахмала гипохлоритом натрия, которое добавляет карбонильные и карбоксильные группы, имеет отношение к производству модифицированных крахмальных продуктов. [29]

В присутствии катализатора фазового переноса спирты окисляются до соответствующего карбонильного соединения ( альдегида или кетона ). [30] [8] Гипохлорит натрия также может окислять органические сульфиды до сульфоксидов или сульфонов , дисульфиды или тиолы до сульфонилгалогенидов , имины до оксазиридинов . [8] Он также может деароматизировать фенолы . [8]

Окисление металлов и комплексов

Гетерогенные реакции гипохлорита натрия и таких металлов, как цинк, протекают медленно с образованием оксида или гидроксида металла: [ необходима ссылка ]

NaOCl + Zn → ZnO + NaCl

Гомогенные реакции с металлическими координационными комплексами протекают несколько быстрее. Это было использовано в эпоксидировании Якобсена . [ необходима цитата ]

Другие реакции

При неправильном хранении в герметичных контейнерах гипохлорит натрия вступает в реакцию с углекислым газом , образуя карбонат натрия :

2 NaOCl + CO 2 + H 2 O → Na 2 CO 3 + 2 HOCl

Гипохлорит натрия реагирует с большинством соединений азота, образуя летучие монохлорамины , дихлорамины и трихлорид азота :

NH 3 + NaOCl → NH 2 Cl + NaOH
NH 2 Cl + NaOCl → NHCl 2 + NaOH
NHCl 2 + NaOCl → NCl 3 + NaOH

Нейтрализация

Тиосульфат натрия является эффективным нейтрализатором хлора. Промывание раствором 5 мг/л, а затем мытье мылом и водой, удалит запах хлора с рук. [31]

Производство

Хлорирование соды

Гипохлорит калия был впервые получен в 1789 году Клодом Луи Бертолле в его лаборатории на набережной Жавель в Париже , Франция, путем пропускания газообразного хлора через раствор калийного щелока . Полученная жидкость, известная как « Eau de Javel » («жавельская вода»), представляла собой слабый раствор гипохлорита калия. Антуан Лабаррак заменил калийный щелок более дешевым содовым щелоком , получив таким образом гипохлорит натрия ( Eau de Labarraque ). [32] [33]

Cl 2 (г) + 2 NaOH(водн.) → NaCl(водн.) + NaClO(водн.) + H 2 O

Таким образом, хлор одновременно восстанавливается и окисляется ; этот процесс известен как диспропорционирование . [ необходима ссылка ]

Этот процесс также используется для получения пентагидрата NaOCl·5H 2 O для промышленного и лабораторного использования. В типичном процессе газообразный хлор добавляется к 45–48% раствору NaOH. Часть хлорида натрия выпадает в осадок и удаляется фильтрацией, а пентагидрат затем получается путем охлаждения фильтрата до 12 °C. [8]

Из гипохлорита кальция

Другой метод включал реакцию карбоната натрия («стиральной соды») с хлорной известью («хлорной известью»), смесью гипохлорита кальция Ca(OCl) 2 , хлорида кальция CaCl2 и гидроксида кальция Ca(OH) 2 :

Na 2 CO 3 (водн.) + Ca(OCl) 2 (водн.) → CaCO 3 (тв.) + 2 NaOCl(водн.)
Na 2 CO 3 (водн.) + CaCl 2 (водн.) → CaCO 3 (тв.) + 2 NaCl(водн.)
Na 2 CO 3 (водн.) + Ca(OH) 2 (тв) → CaCO 3 (тв) + 2 NaOH(водн.)

Этот метод обычно использовался для производства растворов гипохлорита для использования в качестве больничного антисептика, который продавался после Первой мировой войны под названием «Eusol», аббревиатура от Edinburgh University Solution Of (chlorinated) Lime – ссылка на кафедру патологии университета, где он был разработан. [34]

Электролиз рассола

Ближе к концу девятнадцатого века Э. С. Смит запатентовал хлорщелочной процесс : метод производства гипохлорита натрия, включающий электролиз рассола для получения гидроксида натрия и газообразного хлора, которые затем смешиваются для образования гипохлорита натрия. [35] [33] [36] Ключевые реакции следующие:

2 Cl − → Cl 2 + 2 e − (на аноде )
2 H 2 O + 2 e − → H 2 + 2 − OH (на катоде )

В то время как электроэнергия, так и соляной раствор были в дешевом предложении, и различные предприимчивые маркетологи воспользовались ситуацией, чтобы удовлетворить спрос рынка на гипохлорит натрия. Бутылированные растворы гипохлорита натрия продавались под многочисленными торговыми наименованиями. [ необходима цитата ]

Сегодня улучшенная версия этого метода, известная как процесс Хукера (названный в честь Hooker Chemicals, приобретенной Occidental Petroleum ), является единственным крупномасштабным промышленным методом производства гипохлорита натрия. В этом процессе гипохлорит натрия (NaClO) и хлорид натрия (NaCl) образуются, когда хлор поступает в холодный разбавленный раствор гидроксида натрия . Хлор получают промышленным способом электролизом с минимальным разделением между анодом и катодом . Раствор должен поддерживаться ниже 40 °C (с помощью охлаждающих змеевиков), чтобы предотвратить нежелательное образование хлората натрия . [ необходима цитата ]

Коммерческие растворы всегда содержат значительное количество хлорида натрия (поваренной соли) в качестве основного побочного продукта , как показано в уравнении выше.

Из хлорноватистой кислоты и соды

В патенте 1966 года описывается получение твердого стабильного дигидрата NaOCl·2H2O путем реакции раствора хлорноватистой кислоты HClO без хлорида (например, полученного из оксида хлора ClO и воды) с концентрированным раствором гидроксида натрия. При типичном приготовлении 255 мл раствора с 118 г/л HClO медленно добавляют при перемешивании к раствору 40 г NaOH в воде 0 °C. Часть хлорида натрия выпадает в осадок и удаляется фильтрацией. Раствор выпаривают в вакууме при 40–50 °C и 1–2 мм рт. ст. до тех пор, пока дигидрат не выкристаллизуется. Кристаллы сушат в вакууме для получения сыпучего кристаллического порошка. [21]

Тот же принцип был использован в патенте 1993 года для получения концентрированных суспензий пентагидрата NaClO·5H 2 O. Обычно 35% раствор (по весу) HClO смешивают с гидроксидом натрия при температуре около или ниже 25 °C. Полученная суспензия содержит около 35% NaClO и относительно стабильна из-за низкой концентрации хлорида. [37]

Упаковка и продажа

Отбеливатель в упаковке для бытового использования, 2,6%

Бытовой отбеливатель, продаваемый для использования при стирке одежды, представляет собой 3–8 % раствор гипохлорита натрия на момент изготовления. Крепость варьируется от одной формулы к другой и постепенно уменьшается при длительном хранении. Гидроксид натрия обычно добавляют в небольших количествах в бытовой отбеливатель, чтобы замедлить разложение NaClO. [10]

Средства для удаления черных пятен на террасах, предназначенные для домашнего использования, представляют собой ~10% раствор гипохлорита натрия.

10–25% раствор гипохлорита натрия, согласно паспорту безопасности Univar, поставляется с синонимами или торговыми наименованиями отбеливатель, Hypo, Everchlor, Chloros, Hispec, Bridos, Bleacol или Vo-redox 9110. [38]

12% раствор широко используется на водопроводных станциях для хлорирования воды , а 15% раствор чаще [39] используется для дезинфекции сточных вод на очистных сооружениях. Гипохлорит натрия также может использоваться для дезинфекции питьевой воды в месте ее использования, [40] принимая 0,2–2 мг гипохлорита натрия на литр воды. [41]

Разбавленные растворы (от 50 ppm до 1,5%) содержатся в дезинфицирующих спреях и салфетках, используемых на твердых поверхностях. [42] [43]

Использует

Отбеливание

Бытовой отбеливатель, как правило, представляет собой раствор, содержащий 3–8% гипохлорита натрия по весу и 0,01–0,05% гидроксида натрия ; гидроксид натрия используется для замедления разложения гипохлорита натрия на хлорид натрия и хлорат натрия . [44]

Уборка

Гипохлорит натрия обладает свойствами удаления пятен. [45] Среди других применений, его можно использовать для удаления пятен плесени , пятен на зубах, вызванных флюорозом , [46] и пятен на посуде, особенно тех, которые вызваны танинами в чае . Он также использовался в моющих средствах для стирки и в качестве очистителя поверхностей. Он также используется в моющих средствах с гипохлоритом натрия .

Его отбеливающее, очищающее, дезодорирующее и едкое действие обусловлено окислением и гидролизом ( омылением ). Органическая грязь, подвергнутая воздействию гипохлорита, становится водорастворимой и нелетучей, что уменьшает ее запах и облегчает ее удаление.

Дезинфекция

Гипохлорит натрия в растворе проявляет широкий спектр антимикробной активности и широко используется в медицинских учреждениях в различных условиях. [47] Обычно его разбавляют в воде в зависимости от предполагаемого использования. «Сильный раствор хлора» — это 0,5% раствор гипохлорита (содержащий около 5000 ppm свободного хлора), используемый для дезинфекции поверхностей, загрязненных биологическими жидкостями, включая большие разливы крови (область сначала очищается моющим средством перед дезинфекцией). [47] [48] Его можно приготовить, разбавив бытовой отбеливатель соответствующим образом (обычно 1 часть отбеливателя на 9 частей воды). [49] Было показано, что такие растворы инактивируют как C. difficile [47] , так и ВПЧ . [50] «Слабый раствор хлора» — это 0,05% раствор гипохлорита, используемый для мытья рук, но обычно его готовят из гранул гипохлорита кальция . [48]

" Раствор Дакина " - это дезинфицирующий раствор, содержащий низкую концентрацию гипохлорита натрия и немного борной кислоты или бикарбоната натрия для стабилизации pH. Было обнаружено, что он эффективен при концентрациях NaOCl всего 0,025%. [51]

Постановления правительства США разрешают дезинфицировать пищевое оборудование и поверхности, контактирующие с пищевыми продуктами, растворами, содержащими отбеливатель, при условии, что раствору дадут достаточно стечь перед контактом с пищей, и что растворы не будут содержать более 200 частей на миллион (ppm) доступного хлора (например, одна столовая ложка обычного бытового отбеливателя, содержащего 5,25% гипохлорита натрия, на галлон воды). [52] При использовании более высоких концентраций поверхность необходимо промыть питьевой водой после дезинфекции.

Аналогичная концентрация отбеливателя в теплой воде используется для дезинфекции поверхностей перед варкой пива или вина. Поверхности необходимо ополаскивать стерилизованной (кипяченой) водой, чтобы избежать придания вкуса напитку; хлорированные побочные продукты дезинфекции поверхностей также вредны. Механизм дезинфицирующего действия гипохлорита натрия аналогичен механизму действия хлорноватистой кислоты.

Растворы, содержащие более 500 ppm доступного хлора, вызывают коррозию некоторых металлов , сплавов и многих термопластиков (например, ацетальной смолы ) и должны быть тщательно удалены после этого, поэтому дезинфекция отбеливателем иногда сопровождается дезинфекцией этанолом . Жидкости, содержащие гипохлорит натрия в качестве основного активного компонента, также используются для уборки и дезинфекции в домашних условиях, например, чистящие средства для туалетов . [53] Некоторые чистящие средства разработаны так, чтобы быть вязкими , чтобы не стекать быстро с вертикальных поверхностей, таких как внутренняя часть унитаза.

Считается, что недиссоциированная (неионизированная) хлорноватистая кислота реагирует с бактериальными и вирусными ферментами и инактивирует их.

Нейтрофилы иммунной системы человека вырабатывают небольшое количество гипохлорита внутри фагосом , которые переваривают бактерии и вирусы.

Дезодорирующий

Гипохлорит натрия обладает дезодорирующими свойствами, которые идут рука об руку с его чистящими свойствами. [45]

Очистка сточных вод

Растворы гипохлорита натрия использовались для обработки разбавленных цианидных сточных вод, таких как отходы гальванизации . В операциях пакетной обработки гипохлорит натрия использовался для обработки более концентрированных цианидных отходов, таких как растворы цианида серебра для гальванизации. Токсичный цианид окисляется до цианата OCN − ), который не является токсичным, что можно представить следующим образом:

CN − + − OCl → OCN − + Cl −

Гипохлорит натрия обычно используется в качестве биоцида в промышленности для контроля образования слизи и бактерий в системах водоснабжения, используемых на электростанциях, целлюлозно-бумажных комбинатах и ​​т. д., в растворах, как правило, концентрацией 10–15% по весу.

Эндодонтия

Гипохлорит натрия является предпочтительным лекарственным средством из-за его эффективности против патогенных организмов и переваривания пульпы при эндодонтической терапии . Его концентрация для использования варьируется от 0,5% до 5,25%. При низких концентрациях он растворяет в основном некротическую ткань; при более высоких концентрациях он также растворяет жизненно важную ткань и дополнительные виды бактерий. Одно исследование показало, что Enterococcus faecalis все еще присутствовал в дентине после 40 минут воздействия 1,3% и 2,5% гипохлорита натрия, тогда как 40 минут при концентрации 5,25% были эффективны для удаления E. faecalis . [54] Помимо более высоких концентраций гипохлорита натрия, более длительное время воздействия и нагревание раствора (60 °C) также повышают его эффективность в удалении мягких тканей и бактерий в полости корневого канала. [54] 2% является распространенной концентрацией, поскольку риск ятрогенного инцидента с гипохлоритом меньше. [55] Инцидент с гипохлоритом — это немедленная реакция в виде сильной боли, за которой следует отек , гематома и экхимоз в результате выхода раствора за пределы зуба и попадания его в периапикальное пространство. Это может быть вызвано связыванием или чрезмерным давлением на ирригационный шприц, или это может произойти, если зуб имеет необычно большое апикальное отверстие . [56]

Нейтрализация нервно-паралитических веществ

На различных объектах по уничтожению нервно-паралитических веществ (химических боевых нервно-паралитических газов) по всей территории Соединенных Штатов 0,5–2,5% гипохлорита натрия используется для удаления всех следов нервно-паралитического или кожно-нарывного вещества из средств индивидуальной защиты после входа персонала в токсичные зоны. [57] 0,5–2,5% гипохлорита натрия также используется для нейтрализации любых случайных выбросов нервно-паралитического вещества в токсичных зонах. [58] Меньшие концентрации гипохлорита натрия используются аналогичным образом в системе снижения загрязнения, чтобы гарантировать, что никакое нервно-паралитическое вещество не выбрасывается в дымовой газ печи.

Уменьшение повреждения кожи

Ванны с разбавленным отбеливателем использовались в течение десятилетий для лечения умеренной и тяжелой экземы у людей. [59] [60] Тем не менее, не было ясно, почему они работают. Одна из причин, по которой отбеливатель помогает, заключается в том, что экзема часто может привести к вторичным инфекциям, особенно от бактерий, таких как Staphylococcus aureus , что затрудняет ее лечение. Инфекция Staphylococcus aureus связана с патогенезом экземы и AD. Ванны с отбеливателем являются одним из методов снижения риска стафилококковых инфекций у людей с экземой. Антибактериальные и противовоспалительные свойства гипохлорита натрия способствуют уменьшению количества вредных бактерий на коже и уменьшению воспаления соответственно. [61] Согласно работе, опубликованной исследователями из Медицинской школы Стэнфордского университета в ноябре 2013 года, очень разбавленный (0,005%) раствор гипохлорита натрия в воде оказался успешным в лечении повреждений кожи с воспалительным компонентом, вызванных лучевой терапией , избыточным воздействием солнца или старением у лабораторных мышей . У мышей с радиационным дерматитом, которым ежедневно давали 30-минутные ванны в отбеливающем растворе, наблюдалось менее серьезное повреждение кожи, лучшее заживление и восстановление роста волос, чем у животных, купавшихся в воде. Известно, что молекула, называемая ядерным фактором каппа-легкой цепи-усилителем активированных В-клеток (NF-κB), играет решающую роль в воспалении, старении и реакции на радиацию. Исследователи обнаружили, что если активность NF-κB блокировалась у пожилых мышей путем купания их в отбеливающем растворе, кожа животных начинала выглядеть моложе, превращаясь из старой и хрупкой в ​​более толстую, с повышенной пролиферацией клеток . Эффект уменьшался после прекращения приема ванн, что указывает на необходимость регулярного воздействия для поддержания толщины кожи. [59] [62]

Безопасность

Разбавленные растворы гипохлорита натрия (как в бытовом отбеливателе) раздражают в основном кожу и дыхательные пути. Кратковременный контакт кожи с бытовым отбеливателем может вызвать сухость кожи.

По оценкам, ежегодно в британских домах происходит около 3300 несчастных случаев, требующих госпитализации из-за растворов гипохлорита натрия (RoSPA, 2002).

Окисление и коррозия

Гипохлорит натрия является сильным окислителем . Реакции окисления едкие . Растворы обжигают кожу и вызывают повреждение глаз, особенно при использовании в концентрированных формах. Однако, как признано NFPA, только растворы, содержащие более 40% гипохлорита натрия по весу, считаются опасными окислителями. Растворы менее 40% классифицируются как умеренно окислительные (NFPA 430, 2000).

Бытовые отбеливатели и растворы хлоратора для бассейнов обычно стабилизируются значительной концентрацией щелочи (едкого натра, NaOH) в ходе производственной реакции. Эта добавка сама по себе вызывает едкое раздражение или ожоги из-за обезжиривания и омыления кожных масел и разрушения тканей. Скользкое ощущение отбеливателя на коже обусловлено этим процессом.

Опасности при хранении

Контакт растворов гипохлорита натрия с металлами может привести к выделению горючего водорода. Контейнеры могут взорваться при нагревании из-за выделения хлорного газа. [15]

Растворы гипохлорита вызывают коррозию обычных материалов контейнеров, таких как нержавеющая сталь [8] и алюминий . К немногим совместимым металлам относятся титан (который, однако, несовместим с сухим хлором) и тантал [10] . Стеклянные контейнеры безопасны [8] . Некоторые пластмассы и резины также подвержены воздействию; безопасный выбор включает полиэтилен (ПЭ), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП, ПЭ-ВП), полипропилен [ 8], некоторые хлорированные и фторированные полимеры, такие как поливинилхлорид (ПВХ), политетрафторэтилен (ПТФЭ) и поливинилиденфторид (ПВДФ); а также этиленпропиленовый каучук и витон [10] .

Контейнеры должны обеспечивать отвод кислорода, выделяемого при разложении с течением времени, в противном случае они могут взорваться. [5]

Реакции с другими распространёнными продуктами

Смешивание отбеливателя с некоторыми бытовыми чистящими средствами может быть опасным.

Растворы гипохлорита натрия, такие как жидкий отбеливатель, выделяют токсичный газообразный хлор при смешивании с кислотой , такой как соляная кислота или уксус .

Исследование 2008 года показало, что гипохлорит натрия и органические химикаты (например, поверхностно-активные вещества, отдушки), содержащиеся в нескольких бытовых чистящих средствах, могут вступать в реакцию с образованием хлорированных органических соединений. [63] Исследование показало, что концентрации в воздухе помещений значительно увеличиваются (в 8–52 раза для хлороформа и в 1–1170 раз для четыреххлористого углерода соответственно по сравнению с исходными количествами в домашнем хозяйстве) при использовании продуктов, содержащих отбеливатель.

В частности, смешивание отбеливателей на основе гипохлорита с аминами (например, чистящими средствами, которые содержат или выделяют аммиак , соли аммония , мочевину или родственные соединения и биологические материалы, такие как моча ) приводит к образованию хлораминов. [64] [15] Эти газообразные продукты могут вызывать острое повреждение легких. Хроническое воздействие, например, из воздуха в бассейнах, где хлор используется в качестве дезинфицирующего средства, может привести к развитию атопической астмы. [65]

Отбеливатель может бурно реагировать с перекисью водорода и выделять газообразный кислород:

H 2 O 2 (водный) + NaOCl(водный) → NaCl(водный) + H 2 O + O 2 (г)

Взрывные реакции или побочные продукты могут также происходить в промышленных и лабораторных условиях, когда гипохлорит натрия смешивается с различными органическими соединениями. [15]

Ограничения в здравоохранении

Национальный институт здравоохранения и медицинского обслуживания Великобритании в октябре 2008 года рекомендовал не использовать раствор Дейкина для повседневной обработки ран. [66]

Воздействие на окружающую среду

Несмотря на свое сильное биоцидное действие, гипохлорит натрия сам по себе оказывает ограниченное воздействие на окружающую среду, поскольку ион гипохлорита быстро распадается, прежде чем его могут поглотить живые существа. [67]

Однако одной из основных проблем, возникающих при использовании гипохлорита натрия, является то, что он имеет тенденцию образовывать стойкие хлорированные органические соединения , включая известные канцерогены , которые могут поглощаться организмами и попадать в пищевую цепь . Эти соединения могут образовываться во время хранения и использования в домашних условиях, а также во время промышленного использования. [44] Например, при смешивании бытового отбеливателя и сточных вод наблюдалось образование 1–2% имеющегося хлора с образованием органических соединений. [44] По состоянию на 1994 год не все побочные продукты были идентифицированы, но идентифицированные соединения включают хлороформ и четыреххлористый углерод . [44] [ требуется обновление ] Воздействие этих химических веществ при использовании оценивается в пределах профессиональных норм воздействия. [44]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab «Гипохлорит натрия».
  2. ^ Budavari S, O'Neil M, Smith A, Heckelman P, Obenchain J (1996). "Гипохлорит натрия". The Merck Index (12-е изд.). стр. 1478. ISBN 978-0-911910-12-4.
  3. ^ Гипохлорит натрия: химическая активность
  4. ^ "гипохлорит натрия | химическое соединение | Britannica". www.britannica.com . Получено 21 марта 2022 г. .
  5. ^ abc Urben P (2006). Справочник Бретерика по реактивным химическим опасностям . Том 1 (7-е изд.). Elsevier. стр. 1433. ISBN 978-0-08-052340-8.
  6. ^ abc Hamano A (1997). «Образование и разложение безводной соли гипохлорита натрия и ее пентагидрата». Наука и технология энергетических материалов . 58 (4): 152–155.
  7. ^ ab Applebey MP (1919). «Гипохлорит натрия». Журнал химического общества, Труды . 115 (XCVI): 1106–1109. doi :10.1039/CT9191501106.
  8. ^ abcdefghijk Kirihara M, Okada T, Sugiyama Y, Akiyoshi M, Matsunaga T, Kimura Y (декабрь 2017 г.). «Кристаллы пентагидрата гипохлорита натрия (NaOCl· 5H2O): удобный и экологически безопасный окислитель для органического синтеза». Organic Process Research & Development . 21 (12): 1925–37. doi : 10.1021/acs.oprd.7b00288 .
  9. ^ ab Topić F, Marrett JM, Borchers TH, Titi HM, Barrett CJ, Friščić T (2021). «Спустя 200 лет: структура отбеливателя и характеристика ионов гипогалогенита с помощью рентгеновской дифракции на одном кристалле». Angew. Chem. Int. Ed. 60 (46): 24400–24405. doi :10.1002/anie.202108843. PMID  34293249. S2CID  236199263.
  10. ^ abcde "OxyChem Sodium Hypochlorite Handbook" (PDF) . OxyChem. Архивировано из оригинала (PDF) 18 апреля 2018 г. . Получено 6 февраля 2015 г. .
  11. ^ "Брошюра 96, Руководство по гипохлориту натрия". Институт хлора.
  12. ^ Фейт Т. (2014). За противогазом: химическая служба США в войне и мире. Шампейн, Иллинойс: University of Illinois Press. стр. 9. ISBN 978-0252080265. Получено 14 апреля 2017 г. .
  13. ^ "22 апреля 1915 г.: немцы применяют отравляющий газ". Этот день в истории . Получено 14 апреля 2017 г.
  14. ^ Gross DA (весна 2015 г.). «Химическая война: от европейского поля битвы до американской лаборатории». Дистилляции . 1 (1): 16–23 . Получено 20 марта 2018 г.
  15. ^ abcd (2013): «Гипохлорит натрия» Руководство по безопасному обращению с линейной ускорительной лабораторией Стэнфорда, глава 53, продукт 202. Доступно 12.06.2018
  16. ^ Yaws CL (2015). Справочник Yaws по физическим свойствам углеводородов и химикатов (2-е изд.). Gulf Professional Publishing. стр. 734. ISBN 978-0-12-801146-1.
  17. ^ Bell-Young L (29 сентября 2019 г.). «Для чего используется гипохлорит натрия?». Chemicals.co.uk . Получено 29 августа 2023 г. .
  18. ^ " "Пентагидрат гипохлорита натрия, NaOCl·5H2O]". Сайт MatWeb Material Property Data . Получено 12 июля 2018 г.
  19. ^ ab "Гипохлорит натрия". StudFiles . Получено 14 июня 2018 г. .
  20. ^ Окада Т., Асава Т., Сугияма Ю., Иваи Т., Кирихара М., Кимура Ю. (июнь 2016 г.). «Кристаллы пентагидрата гипохлорита натрия (NaOCl · 5H2O); эффективный реокислитель для окисления TEMPO». Тетраэдр . 72 (22): 2818–27. дои : 10.1016/j.tet.2016.03.064.
  21. ^ abc US 3498924, Walsh RH, Dietz A, «Процесс приготовления стабильных гипохлоритов натрия», выпущен в 1966 г. 
  22. ^ "Гипохлорит натрия". PubChem . Национальная медицинская библиотека США.
  23. ^ Environment Canada (1985): «Техническая информация о проблемах с разливами: гипохлорит натрия (черновик)».
  24. ^ Ван Л., Бассири М., Наджафи Р., Наджафи К., Янг Дж., Хосрови Б. и др. (апрель 2007 г.). «Хлорноватистая кислота как потенциальное средство для лечения ран: часть I. Стабилизированная хлорноватистая кислота: компонент неорганического арсенала врожденного иммунитета». Журнал ожогов и ран . 6 : e5. PMC 1853323. PMID 17492050  . 
  25. ^ abcdef Sandin S, Karlsson RK, Cornell A (апрель 2015 г.). «Катализированное и некатализированное разложение гипохлорита в разбавленных растворах». Industrial & Engineering Chemistry Research . 54 (15): 3767–74. doi :10.1021/ie504890a.
  26. ^ ab Хамано А., Икеда А. (1995). «Влияние pH на фоторазложение раствора гипохлорита натрия». Наука и технология энергетических материалов . 56 (2): 59–63.
  27. ^ Адам LC, Гордон G (20 февраля 1999 г.). «Разложение иона гипохлорита: влияние температуры, ионной силы и иона хлорида». Неорганическая химия . 38 (6): 1299–1304. doi :10.1021/ic980020q.
  28. ^ Ayres GH, Booth MH (1955). «Каталитическое разложение раствора гипохлорита соединениями иридия. I. Зависимость pH-времени». Журнал Американского химического общества . 77 (4): 825–827. doi :10.1021/ja01609a001.
  29. ^ ASC – PT Asahimas Chemical (2009): "Гипохлорит натрия". Онлайн-описание продукта. Доступно 14.06.2018.
  30. ^ Mirafzal GA, Lozeva AM (1998). «Окисление спиртов с гипохлоритом натрия, катализируемое фазовым переносом». Tetrahedron Letters . 39 (40): 7263–7266. doi :10.1016/S0040-4039(98)01584-6.
  31. ^ Eaton AD, Greenberg AE, Rice EW, Clesceri LS, Franson MA, ред. (2005). Стандартные методы исследования воды и сточных вод (21-е изд.). Американская ассоциация общественного здравоохранения. ISBN 978-0-87553-047-5. Метод 9060a. Также доступен на CD-ROM и онлайн по подписке.
  32. ^ Vogt H, Balej J, Bennett JE, Wintzer P, Sheikh SA, Gallone P (2007). «Оксиды хлора и хлоркислородные кислоты». Энциклопедия промышленной химии Ульмана (7-е изд.). Wiley. стр. 2.
  33. ^ ab "Гипохлорит натрия как дезинфицирующее средство". Lenntech.com . Получено 7 августа 2011 г. .
  34. ^ "eusol". Oxford English Dictionary . Архивировано из оригинала 31 августа 2013 года . Получено 3 июля 2014 года .
  35. ^ May P. "Bleach (Sodium Hypochlorite)". Университет Бристоля. Архивировано из оригинала 13 декабря 2016 года . Получено 13 декабря 2016 года .
  36. ^ «Как производятся продукты. Том 2». Май 2011 г.
  37. ^ US 5194238, Duncan BL, Ness RC, «Процесс производства высокочистых концентрированных суспензий гипохлорита натрия», выдан в 1991 г. 
  38. ^ "ПАСПОРТ БЕЗОПАСНОСТИ Гипохлорит натрия" (PDF) . Univar . 9 августа 2007 г.
  39. ^ Сточные воды: очистка, утилизация и повторное использование (3-е изд.). Metcalf & Eddy, Inc. 1991. стр. 497.
  40. ^ Lantagne DS (2018). «Дозировка гипохлорита натрия для бытовой и аварийной очистки воды». IWA Publishing . 16 (1).
  41. ^ «Что такое хлорирование?». 27 ноября 2016 г.
  42. ^ Vieira ER (1999). Elementary Food Science . Springer. стр. 381–382. ISBN 978-0-8342-1657-0.
  43. ^ Вильгельм Н., Кауфманн А., Блантон Э., Лантань Д. (февраль 2018 г.). «Дозировка гипохлорита натрия для бытовой и экстренной очистки воды: обновленные рекомендации». Журнал «Вода и здоровье» . 16 (1): 112–125. doi : 10.2166/wh.2017.012 . PMID  29424725.
  44. ^ abcde Smith WT. (1994). Безопасность гипохлорита для человека и окружающей среды. В: Труды 3-й Всемирной конференции по моющим средствам: глобальные перспективы, стр. 183–5.
  45. ^ ab "Преимущества и аспекты безопасности гипохлорита, содержащегося в бытовых продуктах" (PDF) . AISE – Международная ассоциация по мылу, моющим средствам и средствам для ухода. Март 1997 г. Архивировано из оригинала (PDF) 30 марта 2014 г. В этом досье поддержки содержится информация об оценке безопасности гипохлорита для окружающей среды и человека, а также о его преимуществах в качестве дезинфицирующего, дезодорирующего и пятновыводящего средства.
  46. ^ Cárdenas Flores A, Flores Reyes H, Gordillo Moscoso A, Castanedo Cázares JP, Pozos Guillén A (2009). «Клиническая эффективность 5% гипохлорита натрия для удаления пятен, вызванных флюорозом зубов». Журнал клинической детской стоматологии . 33 (3): 187–91. doi :10.17796/jcpd.33.3.c6282t1054584157 (неактивен 27 августа 2024 г.). PMID  19476089.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на август 2024 г. ( ссылка )
  47. ^ abc Rutala WA, Weber DJ (15 февраля 2017 г.) [2008]. «Руководство по дезинфекции и стерилизации в медицинских учреждениях» (PDF) . www.cdc.gov . Получено 29 августа 2017 г. .
  48. ^ ab "Для учреждений общего здравоохранения в Западной Африке: как готовить и использовать растворы хлора". Геморрагическая лихорадка Эбола. Центры по контролю и профилактике заболеваний . Получено 27 апреля 2016 г.
  49. ^ "Как сделать крепкий (0,5%) раствор хлора из жидкого отбеливателя" (PDF) . Центры по контролю и профилактике заболеваний .
  50. ^ Meyers J, Ryndock E, Conway MJ, Meyers C, Robison R (июнь 2014 г.). «Восприимчивость вируса папилломы человека типа 16 с высоким риском к клиническим дезинфицирующим средствам». Журнал антимикробной химиотерапии . 69 (6): 1546–50. doi :10.1093/jac/dku006. PMC 4019329. PMID  24500190 . 
  51. ^ Heggers JP, Sazy JA, Stenberg BD, Strock LL, McCauley RL, Herndon DN, Robson MC (1991). «Бактерицидные и ранозаживляющие свойства растворов гипохлорита натрия: премия Линдберга 1991 года». Журнал ожоговой помощи и реабилитации . 12 (5): 420–4. doi :10.1097/00004630-199109000-00005. PMID  1752875.
  52. ^ 21 CFR Часть 178
  53. ^ "Чистящие средства для туалетов: узнайте о химикатах вокруг вашего дома: пестициды: Агентство по охране окружающей среды США". Агентство по охране окружающей среды США . 9 мая 2012 г.
  54. ^ ab Средства для промывания и дезинфекции корневых каналов. Эндодонтия: коллеги за совершенство. Опубликовано для стоматологического профессионального сообщества Американской ассоциацией эндодонтистов. Зима 2011 г.
  55. ^ Торабинежад М., Уолтон Р. (2008). Эндодонтия . VitalBook (4-е изд.). WB Saunders Company. стр. 265.
  56. ^ Hülsmann M, Hahn W (май 2000 г.). «Осложнения во время ирригации корневых каналов — обзор литературы и отчеты о случаях» (PDF) . International Endodontic Journal . 33 (3): 186–93. doi :10.1046/j.1365-2591.2000.00303.x. PMID  11307434.
  57. ^ "Гипохлорит натрия - База данных медицинских контрмер". chemm.hhs.gov . 16 ноября 2022 г. . Получено 28 августа 2023 г. .
  58. ^ Gold M, Bongiovanni R (1994). «Раствор гипохлорита как дезактивирующее средство при дефектах кожи, загрязненных сернистым ипритом, у эутимической бесшерстной морской свинки» (PDF) . Отделение ветеринарной медицины и хирургии и Отделение базовой оценки, Медицинские исследования армии США . 17 (4): 499–527. doi :10.3109/01480549409014314. PMID  7821235.
  59. ^ ab Conger K (15 ноября 2013 г.). «Воспалительное повреждение кожи у мышей, заблокированное отбеливающим раствором, согласно исследованию». Медицинская школа Стэнфорда. Архивировано из оригинала 7 декабря 2013 г.
  60. ^ Pett K, Batta K, Vlachou C, Nicholls G. "Отбеливающие ванны с использованием Milton Sterilising Fluid для рецидивирующей инфицированной атопической экземы". www.eczema.org . Архивировано из оригинала 12 декабря 2013 г.
  61. ^ "Отбеливающая ванна для экземы: пошаговое руководство и преимущества". skinsuperclear.com . Получено 13 марта 2023 г. .
  62. ^ Leung TH, Zhang LF, Wang J, Ning S, Knox SJ, Kim SK (декабрь 2013 г.). «Местное применение гипохлорита улучшает течение кожных заболеваний, опосредованных NF-κB, у мышей». Журнал клинических исследований . 123 (12): 5361–70. doi :10.1172/JCI70895. PMC 3859383. PMID  24231355 . 
  63. ^ Одабаси М (март 2008 г.). «Галогенированные летучие органические соединения, образующиеся при использовании бытовых продуктов, содержащих хлорный отбеливатель» (PDF) . Environmental Science & Technology . 42 (5): 1445–1451. Bibcode :2008EnST...42.1445O. doi :10.1021/es702355u. PMID  18441786.
  64. ^ Кригер GR, Салливан JB Jr (2001). Клиническое состояние окружающей среды и токсические воздействия (2-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Lippincott Williams & Wilkins. стр. 968. ISBN 9780683080278. Получено 30 августа 2016 г.
  65. ^ Nickmilder M, Carbonnelle S, Bernard A (февраль 2007 г.). «Уборка дома с использованием хлорного отбеливателя и риски аллергических и респираторных заболеваний у детей». Детская аллергия и иммунология . 18 (1): 27–35. doi :10.1111/j.1399-3038.2006.00487.x. PMID  17295796. S2CID  24606118.
  66. ^ Не используйте Eusol и марлю для лечения хирургических ран, заживающих вторичным натяжением, октябрь 2008 г., NICE, Лондон. Архивировано 14 июля 2014 г. на Wayback Machine . Доступно 3 июля 2014 г.
  67. ^ ASC – PT Asahimas Chemical (2009): "Гипохлорит натрия 10% Архивировано 12 июля 2018 г. в Wayback Machine ". Онлайн-паспорт безопасности материала (MSDS). Доступно 14.06.2018.

Библиография

Внешние ссылки