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
elektrolízis
a kémiában és a gyártásban az elektrolízis olyan technika, amely egyenáramot (DC) használ az egyébként nem spontán kémiai reakció vezetésére. Az elektrolízis kereskedelmi szempontból fontos, mint az elemek természetes forrásokból való elválasztásának szakasza. A nátrium-klorid (NaCl) és a víz (H2O) elektrolízise hipoklórsav előállítására használható. Az elektrolízis technológiáját először Michael Farraday magyarázta, amikor az 1830-as években kifejlesztette az elektrolízis törvényeit., Végző elektromos áram át két elektróda egy sós lében megoldás lehet előállítani klór gáz -, nátrium-hipoklorit (fehérítő vagy NaOCl), hypochlorous sav, nátrium-hidroxid, hidrogén gáz, ózon, illetve nyomokban egyéb születő oxidánsok.
az elektrolízis legfontosabb folyamata az atomok és ionok cseréje az elektronok külső áramkörből történő eltávolításával vagy hozzáadásával. Elektromos potenciált alkalmaznak az elektrolitba merített elektródákon. Minden elektróda vonzza az ellentétes töltésű ionokat., A pozitív töltésű ionok (kationok) az elektron-biztosító (negatív) katód felé mozognak. A negatív töltésű ionok (anionok) az elektron-extraháló (pozitív) anód felé mozognak. A kémiában az elektronok elvesztését oxidációnak nevezik, míg az elektronnövekedést redukciónak nevezik.
például a hipoklórsav előállításának első lépése egy sós vizes sóoldat elektrolízise hidrogén és klór előállítására, a termékek gáz halmazállapotúak. Ezek a gáznemű termékek az elektrolitból buborékolnak össze.,
2 NaCl ( s) + 2 H20(l) → 2 NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)
Membráncellás technológia
az ioncserélő membrán olyan polimerből készül, amely csak pozitív ionok áthaladását teszi lehetővé. Ez azt jelenti, hogy csak a nátrium-klorid-oldatból származó nátriumionok juthatnak át a membránon, nem pedig a kloridionok. Ennek az az előnye, hogy a jobb oldali rekeszben képződő nátrium-hidroxid oldat soha nem szennyeződik semmilyen nátrium-klorid oldattal. A használt nátrium-klorid oldatnak tisztának kell lennie., Ha más fémionokat is tartalmazna, ezek a membránon is áthaladnának, így szennyeznék a nátrium-hidroxid oldatot.
hidrogén keletkezik a katódon:
2h + (aq) + 2e- → H2(g)
nátrium-hidroxid keletkezik a katódon :
Na+(AQ) + OH – (aq) → NaOH (AQ)
a pH meghatározza a vizes oldatokban jelen lévő szabad klórfajokat. 5-6 pH között a klórfaj közel 100% hipoklórsav (HOCl). Mivel a pH 5 alá csökken, Cl2-re (klórgázra) konvertálódik. A 6-os pH felett a hipoklorit ion (OCl -) átalakul.,
a hipoklórsav egy gyenge sav (kb. 7, 5 – ös pKa), ami azt jelenti, hogy kissé disszociál a 6, 5 és 8, 5 közötti pH között ez a disszociáció hiányos, és mind a HOCl, mind az OCl – fajok bizonyos mértékig jelen vannak. A 6,5 pH alatt a HOCl disszociációja nem következik be, míg a 8,5 pH felett az OCl – re való teljes disszociáció következik be.
mivel a HOCl csíraölő hatása sokkal magasabb, mint az OCl-é, az alacsonyabb pH-nál a klórozás előnyös., A hipoklórsav (HOCl) csíraölő hatékonysága sokkal magasabb, mint a hipoklorit ioné (OCl-). A klórfajok HOCl és OCl közötti megoszlását a fent tárgyalt pH határozza meg.
mivel a HOCl alacsony pH-n dominál, a klórozás hatékonyabb fertőtlenítést biztosít alacsony pH – n. magas pH-nál az OCl dominál, ami csökkenti a fertőtlenítés hatékonyságát.
baktériumok inaktiválása
a klór rendkívül hatékony fertőtlenítőszer a baktériumok inaktiválására., Az 1940-es években végzett vizsgálat az inaktivációs szinteket az E. coli, a Pseudomonas aeruginosa, a Salmonella typhi és a Shigella dysenteriae (Butterfield et al., 1943). A vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy a HOCl hatékonyabb, mint az OCl – e baktériumok inaktiválására. Ezeket az eredményeket számos kutató megerősítette, akik arra a következtetésre jutottak, hogy a HOCl 70-80 – szor hatékonyabb, mint az OCl-a baktériumok inaktiválására (Culp/Wesner/Culp, 1986)., 1986 óta több száz publikáció igazolja a HOCl fölényét az OCl-rel szemben (látogasson el a kutatási adatbázisba).
Ez a legnagyobb kihívás az volt, hogy klórgáz vagy hipoklorit helyett közel semleges pH-értékű hipoklórsavat hozzanak létre, és ezt stabil formában tegyék meg. A hipoklórsav meta-stabil molekula. Vissza akar térni a sós vízbe, vagy hipokloritba konvertálni.,
egysejtű technológia
az egyik legnagyobb előrelépés az egysejtű technológia kifejlesztése volt, ahol egyetlen szabad klóráram keletkezik nátrium-hidroxid melléktermék (NaOH) nélkül. Ez a technológia a hipoklórsav stabilabb oldatainak kifejlesztéséhez vezetett, és lehetővé tette a keletkező szabad klór pH-értékének nagyobb ellenőrzését., Mivel a víz pH-ja a forrásától függően az egész világon eltérő, a sóoldat pH-jának megváltoztatása nagyobb kontrollt és konzisztenciát tesz lehetővé az 5. és 7. pH közötti szabad klóroldat előállításában, amelyet hipoklórsav (HOCl) dominál.
