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
Elektrolyse
I kjemi og industri, elektrolyse er en teknikk som bruker en direkte elektrisk strøm (DC) for å kjøre en ellers ikke-spontane kjemisk reaksjon. Elektrolyse er kommersielt viktige som ledd i separasjon av elementer fra naturlig forekommende kilder. Elektrolyse av natriumklorid (NaCl) og vann (H2O) kan brukes til å generere hypochlorous acid. Elektrolyse teknologien ble først forklart av Michael Farraday når han utviklet Lover Elektrolyse i 1830-årene., Å drive elektrisk strøm gjennom to elektroder i en salt saltlake løsningen kan produsere klor gass, natriumhypokloritt (blekemiddel eller NaOCl), hypochlorous acid, sodium hydroxide, hydrogen gass, ozon, og spor av andre begynnende oksidanter.
Den viktige prosessen med elektrolyse er utveksling av atomer og ioner ved fjerning eller tillegg av elektroner fra den ytre kretsen. Et elektrisk potensial er brukt over et par av elektroder midt i elektrolytten. Hver elektrode tiltrekker ioner med motsatt ladning., Positivt ladede ioner (kationer) bevege seg mot den electron-gir (negative) katoden. Negativt ladede ioner (anioner) bevege seg mot den electron-utpakking av (positive) anode. I kjemi, tap av elektroner kalles oksidasjon, mens elektronet får kalles reduksjon.
For eksempel, er det første trinnet i å gjøre hypochlorous acid er elektrolyse av en salt vann saltlake for å produsere hydrogen og klor, produktene er i gassform. Disse gassformige produkter boble fra elektrolytten og er samlet inn.,
2 NaCl(s) + 2 H20(l) → 2 NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)
Celle Membran Teknologi
ion exchange-membranen er laget av en polymer som kun gir positive ioner for å passere gjennom den. Det betyr at det bare natrium ioner fra natriumklorid løsning kan passere gjennom membranen, og ikke klorid ioner. Fordelen med dette er at sodium hydroxide solution som blir dannet i det høyre rommet som aldri blir forurenset med alle natriumklorid løsning. Sodium chloride løsning som brukes må være ren., Hvis det finnes noen andre metall-ioner, disse vil også passere gjennom membranen og så forurense sodium hydroxide solution.
Hydrogen produsert ved katoden :
2H+(aq) + 2e- → H2(g)
Sodium hydroxide er produsert ved katoden :
Na+(aq) + OH-(aq) → NaOH(aq)
pH-verdien tilsier fritt klor arter tilstede i vandige løsninger. Ved en pH-verdi på mellom 5-6, klor arter er nesten 100% hypochlorous acid (HOCl). Som pH synker under 5, begynner det å konvertere til Cl2 (klor gass). Over en pH-verdi på 6, begynner det å konvertere til hypochlorite ion (OCl-)., 
Hypochlorous acid er en svak syre (pKa av ca 7.5), betyr det distanserer litt intohydrogen og hypochlorite ioner som angitt i ligning: : HOCl ⇌ H+ + OCl-
– >
Mellom en pH-verdi på 6,5 og 8,5 dette dissosiasjon er ufullstendig, og både HOCl og OCl – arter er til stede til en viss grad. Under en pH-verdi på 6,5, ingen dissosiasjon av HOCl oppstår, mens over en pH-verdi på 8,5, fullstendig dissosiasjon å OCl – oppstår.
Som den bakteriedrepende effekten av HOCl er mye høyere enn for OCl-, klorering til en lavere pH er foretrukket., Den bakteriedrepende effektivitet av hypochlorous acid (HOCl) er mye høyere enn for hypochlorite ion (OCl-). Fordelingen av klor arter mellom HOCl og OCl -) er bestemt av pH, som diskutert ovenfor.
Fordi HOCl dominerer ved lav pH, klorering gir mer effektiv desinfeksjon ved lav pH. Ved høy pH, OCl – dominerer, noe som fører til en reduksjon i desinfisere effektivitet.
Bakterier Inaktivering
Klor er et meget effektivt desinfeksjonsmiddel for å deaktivere bakterier., En studie utført i løpet av 1940-årene undersøkte virkningen nivåer som en funksjon av tid for E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, og Shigella dysenteriae (Butterfield et al., 1943). Resultatene fra denne undersøkelsen viste at HOCl er mer effektiv enn OCl – for inaktivering av disse bakteriene. Disse resultatene har blitt bekreftet av flere forskere som konkluderte med at HOCl er 70 til 80 ganger mer effektiv enn OCl – for å deaktivere bakterier (Culp/Wesner/Culp, 1986)., Siden 1986 har det vært hundrevis av publikasjoner som bekrefter overlegenhet av HOCl over OCl- (besøk forskning database ).
Denne største utfordringen har vært å skape hypochlorous acid i en nær nøytral pH i stedet for klor gass eller hypochlorite, og å gjøre det i en stabil form. Hypochlorous acid er et meta-stabilt molekyl. Den ønsker å gå tilbake til salt vann eller konvertere til hypochlorite.,
Enkelt Celle Teknologi
En av de største fremskritt har vært utviklingen av en enkelt celle teknologi hvor en enkelt strøm av fritt klor er generert uten en byproduct av natriumhydroksid (NaOH). Denne teknologien har ført til utvikling av mer stabile løsninger av hypochlorous acid og har tillatt for større kontroll over pH-verdien av fritt klor generert., Siden vann pH er forskjellige, avhengig av hvilken kilde i hele verden, noe som endrer pH i saltlake gir større kontroll og konsistens i å generere en gratis chlorine løsning mellom pH 5 og 7 som er dominert av hypochlorous acid (HOCl).
