Chemistry
Hypochlorous Acid
IUPAC Name : Hypochlorous acid, chloric(I) acid, chloranol, hydroxidochlorine
Other Names : Hydrogen hypochlorite, chlorine hydroxide, electrolyzed water, electrolyzed oxidizing water, electro-activated water
CAS Number : 7790-92-3
Molar Mass : 52.46 g/mol
Molecular Formula : HOCl
Appearance : Colorless aqueous solution
Solubility in water : Soluble
Acidity : 7.,53
electrólisis
en química y fabricación, la electrólisis es una técnica que utiliza una corriente eléctrica directa (DC) para impulsar una reacción química no espontánea. La electrólisis es comercialmente importante como una etapa en la separación de elementos de fuentes naturales. La electrólisis de cloruro de sodio (NaCl) y agua (H2O) se puede utilizar para generar ácido hipocloroso. La tecnología de electrólisis fue explicada por primera vez por Michael Farraday cuando desarrolló las leyes de la electrólisis en la década de 1830., La conducción de corriente eléctrica a través de dos electrodos en una solución de salmuera salada puede producir cloro gaseoso, hipoclorito de sodio (blanqueador o NaOCl), ácido hipocloroso, hidróxido de sodio, gas hidrógeno, ozono y trazas de otros oxidantes nacientes.
el proceso clave de la electrólisis es el intercambio de átomos e iones mediante la eliminación o adición de electrones del circuito externo. Se aplica un potencial eléctrico a través de un par de electrodos sumergidos en el electrolito. Cada electrodo atrae iones que son de la carga opuesta., Los iones cargados positivamente (cationes) se mueven hacia el cátodo (negativo) que proporciona electrones. Los iones cargados negativamente (aniones) se mueven hacia el ánodo de extracción de electrones (positivo). En química, la pérdida de electrones se llama oxidación, mientras que la ganancia de electrones se llama reducción.
por ejemplo, el primer paso en la fabricación de ácido hipocloroso es la electrólisis de una salmuera de agua salada para producir hidrógeno y cloro, los productos son gaseosos. Estos productos gaseosos burbujean del electrolito y se recogen.,
2 NaCl (s) + 2 H20(l) → 2 NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)
tecnología de células de membrana
la membrana de intercambio iónico está hecha de un polímero que solo permite que los iones positivos pasen a través de ella. Eso significa que solo los iones de sodio de la solución de cloruro de sodio pueden pasar a través de la membrana, y no los iones de cloruro. La ventaja de esto es que la solución de hidróxido de sodio que se forma en el compartimiento derecho nunca se contamina con ninguna solución de cloruro de sodio. La solución de cloruro sódico utilizada debe ser pura., Si contenía otros iones metálicos, estos también pasarían a través de la membrana y contaminarían la solución de hidróxido de sodio.
El hidrógeno se produce en el cátodo:
2h+(aq) + 2e- → H2(g)
El hidróxido de sodio se produce en el cátodo :
Na+(AQ) + OH-(AQ) → NaOH(AQ)
el pH dicta las especies de cloro libre presentes en soluciones acuosas. A un pH de entre 5-6, la especie de cloro es casi 100% ácido hipocloroso (HOCl). A medida que el pH cae por debajo de 5, comienza a convertirse en Cl2 (gas de cloro). Por encima de un pH de 6, comienza a convertirse en el ion hipoclorito (OCl-).,
El ácido hipocloroso es un ácido débil (pKa de aproximadamente 7.5), lo que significa que se disocia ligeramente intohidrogeno e iones de hipoclorito como se indica en la ecuación: : HOCl H H+ + OCl-
entre un pH de 6.5 y 8.5 esta disociación es incompleta y tanto las especies HOCl como OCl están presentes hasta cierto punto. Por debajo de un pH de 6,5, no se produce la disociación de HOCl, mientras que por encima de un pH de 8,5, se produce la disociación completa a OCl -.
como los efectos germicidas de HOCl son mucho más altos que los de OCl -, se prefiere la cloración a un pH más bajo., La eficiencia germicida del ácido hipocloroso (HOCl) es mucho mayor que la del ion hipoclorito (OCl-). La distribución de las especies de cloro entre HOCl y OCl – está determinada por el pH, como se discutió anteriormente.
debido a que HOCl domina a pH bajo, la cloración proporciona una desinfección más efectiva a pH bajo. a pH alto, OCl – domina, lo que causa una disminución en la eficiencia de desinfección.
inactivación de bacterias
El cloro es un desinfectante extremadamente eficaz para inactivar bacterias., Un estudio realizado durante la década de 1940 investigó los niveles de inactivación en función del tiempo para E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi y Shigella dysenteriae (Butterfield et al., 1943). Los resultados del estudio indicaron que HOCl es más eficaz que OCl-para la inactivación de estas bacterias. Estos resultados han sido confirmados por varios investigadores que concluyeron que el HOCl es 70 a 80 veces más efectivo que el OCl – para inactivar bacterias (Culp/Wesner/Culp, 1986)., Desde 1986, ha habido cientos de publicaciones que confirman la superioridad de HOCl sobre OCl – (visit research database).
Este mayor desafío ha sido crear ácido hipocloroso a un pH casi neutro en lugar de gas cloro o hipoclorito, y hacerlo en una forma estable. El ácido hipocloroso es una molécula meta-estable. Quiere volver al agua salada o convertirse en hipoclorito.,
tecnología unicelular
uno de los mayores avances ha sido el desarrollo de la tecnología unicelular donde se genera una sola corriente de cloro libre sin un subproducto de hidróxido de sodio (NaOH). Esta tecnología ha llevado al desarrollo de soluciones más estables de ácido hipocloroso y ha permitido un mayor control sobre el pH del cloro libre generado., Dado que el pH del agua es diferente dependiendo de su fuente en todo el mundo, alterar el pH de la salmuera permite un mayor control y consistencia en la generación de una solución de cloro libre entre pH 5 y 7 que está dominada por ácido hipocloroso (HOCl).
