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
électrolyse
en chimie et dans la fabrication, l’électrolyse est une technique qui utilise un courant électrique continu (DC) pour entraîner une réaction chimique autrement non spontanée. L’électrolyse est commercialement importante en tant qu’étape dans la séparation des éléments des sources naturelles. L’électrolyse du chlorure de sodium (NaCl) et de l’eau (H2O) peut être utilisée pour générer de l’acide hypochloreux. La technologie de l’électrolyse a été expliquée pour la première fois par Michael Farraday lorsqu’il a développé les lois de l’électrolyse dans les années 1830., La conduite du courant électrique à travers deux électrodes dans une solution de saumure salée peut produire du chlore gazeux, de l’hypochlorite de sodium (eau de Javel ou NaOCl), de l’acide hypochloreux, de l’hydroxyde de sodium, de l’hydrogène gazeux, de l’ozone et des traces d’autres oxydants naissants.
le processus clé de l’électrolyse est l’échange d’atomes et d’ions par l’élimination ou l’addition d’électrons du circuit externe. Un potentiel électrique est appliqué à travers une paire d’électrodes immergées dans un électrolyte. Chaque électrode attire les ions qui sont de la charge opposée., Les ions (cations) chargés positivement se déplacent vers la cathode (négative) fournissant des électrons. Les ions chargés négativement (anions) se déplacent vers l’anode d’extraction d’électrons (positive). En chimie, la perte d’électrons est appelée oxydation, tandis que le gain d’électrons est appelé réduction.
Par exemple, la première étape dans la fabrication de l’acide hypochloreux est l’électrolyse d’une saumure d’eau salée pour produire de l’hydrogène et du chlore, les produits sont gazeux. Ces produits gazeux bouillonnent à partir de l’électrolyte et sont collectés.,
2 NaCl(s) + 2 H20(l) → 2 NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)
technologie des cellules membranaires
la membrane échangeuse d’ions est constituée d’un polymère qui ne laisse passer que des ions positifs. Cela signifie que seuls les ions sodium de la solution de chlorure de sodium peuvent traverser la membrane, et non les ions chlorure. L’avantage de ceci est que la solution d’hydroxyde de sodium formée dans le compartiment droit n’est jamais contaminée par une solution de chlorure de sodium. La solution de chlorure de sodium utilisée doit être pure., S’il contenait d’autres ions métalliques, ceux-ci passeraient également à travers la membrane et contamineraient ainsi la solution d’hydroxyde de sodium.
L’hydrogène est produit à la cathode:
2h+(aq) + 2e- → H2(g)
l’hydroxyde de Sodium est produit à la cathode:
Na+(aq) + OH-(aq) → NaOH(aq)
Le pH dicte les espèces de chlore libre présentes dans les solutions aqueuses. À un pH compris entre 5 et 6, l’espèce chlorée est presque 100% acide hypochloreux (HOCl). Lorsque le pH descend en dessous de 5, il commence à se convertir en Cl2 (chlore gazeux). Au-dessus d’un pH de 6, il commence à se convertir en ion hypochlorite (OCl -).,
l’acide hypochloreux est un acide faible (pKa d’environ 7,5), ce qui signifie qu’il se dissocie légèrement en ions hydrogènes et hypochlorites comme indiqué dans l’équation: : HOCl ⇌ H+ + OCl-
entre un pH de 6,5 et 8,5 cette dissociation est incomplète et les espèces HOCl et OCl – sont présentes dans une certaine mesure. En dessous d’un pH de 6,5, aucune dissociation de HOCl ne se produit, tandis qu’au – dessus d’un pH de 8,5, une dissociation complète en OCl-se produit.
comme les effets germicides de L’HOCl sont beaucoup plus élevés que ceux de L’OCl-, la chloration à un pH inférieur est préférable., L’efficacité germicide de l’acide hypochloreux (HOCl) est beaucoup plus élevée que celle de l’ion hypochlorite (OCl-). La distribution des espèces de chlore entre HOCl et OCl – est déterminée par le pH, comme discuté ci-dessus.
étant donné que L’HOCl domine à faible pH, la chloration fournit une désinfection plus efficace à faible pH. à pH élevé, L’OCl – domine, ce qui entraîne une diminution de l’efficacité de la désinfection.
inactivation des bactéries
Le chlore est un désinfectant extrêmement efficace pour inactiver les bactéries., Une étude menée au cours des années 1940 a étudié les niveaux d’inactivation en fonction du temps pour E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi et Shigella dysenteriae (Butterfield et al., 1943). Les résultats de l’étude ont indiqué que HOCl est plus efficace que OCl-pour l’inactivation de ces bactéries. Ces résultats ont été confirmés par plusieurs chercheurs qui ont conclu que HOCl est 70 à 80 fois plus efficace que OCl – pour inactiver les bactéries (Culp/Wesner/Culp, 1986)., Depuis 1986, il y a eu des centaines de publications confirmant la supériorité de HOCl sur OCl- (visit research database ).
ce plus grand défi a été de créer de l’acide hypochloreux à un pH presque neutre au lieu du chlore gazeux ou de l’hypochlorite, et de le faire sous une forme stable. L’acide hypochloreux est une molécule méta-stable. Il veut revenir à l’eau salée ou se convertir en hypochlorite.,
Technologie À cellule unique
l’un des plus grands progrès a été le développement de la technologie à cellule unique où un seul flux de chlore libre est généré sans sous-produit d’hydroxyde de sodium (NaOH). Cette technologie a conduit au développement de solutions plus stables d’acide hypochloreux et a permis un meilleur contrôle du pH du chlore libre généré., Puisque le pH de l’eau est différent selon sa source à travers le monde, la modification du pH de la saumure permet un meilleur contrôle et une plus grande cohérence dans la génération d’une solution de chlore libre entre pH 5 et 7 qui est dominée par l’acide hypochloreux (HOCl).
