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.,Elektrolyse
elektrolyse
in de chemie en de industrie is elektrolyse een techniek die gebruik maakt van een gelijkstroom (gelijkstroom) om een anders niet-spontane chemische reactie aan te drijven. Elektrolyse is commercieel belangrijk als een fase in de scheiding van elementen uit natuurlijk voorkomende bronnen. Elektrolyse van natriumchloride (NaCl) en water (H2O) kan worden gebruikt om hypochloorzuur te genereren. Elektrolyse technologie werd voor het eerst verklaard door Michael Farraday toen hij de wetten van elektrolyse in de jaren 1830 ontwikkelde., Het leiden van elektrische stroom over twee elektroden in een zout pekeloplossing kan chloorgas, natriumhypochloriet (bleekmiddel of NaOCl), hypochloorzuur, natriumhydroxide, waterstofgas, ozon, en sporen van andere ontluikende oxidanten produceren.
het belangrijkste proces van elektrolyse is de uitwisseling van atomen en ionen door het verwijderen of toevoegen van elektronen uit het externe circuit. Een elektrisch potentieel wordt toegepast over een paar elektroden ondergedompeld in de elektrolyt. Elke elektrode trekt ionen aan die van de tegenovergestelde lading zijn., Positief geladen ionen (kationen) bewegen naar de elektronen verstrekkende (negatieve) kathode. Negatief geladen ionen (anionen) bewegen naar de elektron-extraherende (positieve) anode. In de chemie wordt het verlies van elektronen oxidatie genoemd, terwijl elektronenaanwinst reductie wordt genoemd.
de eerste stap bij het maken van hypochloorzuur is bijvoorbeeld de elektrolyse van een zoutwater pekel om waterstof en chloor te produceren, de producten zijn gasvormig. Deze gasvormige producten borrelen uit de elektrolyt en worden opgevangen.,
2 NaCl(s) + 2 H20(l) → 2 NaOH(aq) + H2(g) + Cl2 (g)
Membraanceltechnologie
het ionenwisselingsmembraan is gemaakt van een polymeer dat alleen positieve ionen erdoor laat passeren. Dat betekent dat alleen de natriumionen uit de natriumchlorideoplossing door het membraan kunnen, en niet de chlorideionen. Het voordeel hiervan is dat de natriumhydroxideoplossing die in het rechtercompartiment wordt gevormd, nooit verontreinigd raakt met een natriumchlorideoplossing. De gebruikte natriumchlorideoplossing moet zuiver zijn., Als het andere metaalionen bevatte, zouden deze ook door het membraan gaan en zo de natriumhydroxideoplossing verontreinigen.
waterstof wordt geproduceerd in de kathode:
2H+(aq) + 2e- → H2(g)
natriumhydroxide wordt geproduceerd in de kathode :
Na+(aq) + OH-(aq) → NaOH(aq)
de pH bepaalt de vrije chloorsoorten aanwezig in waterige oplossingen. Bij een pH tussen 5-6 is de chloorsoort bijna 100% hypochloorzuur (HOCl). Als de pH onder de 5 daalt, begint het om te zetten in Cl2 (chloorgas). Boven een pH van 6 begint het om te zetten in het hypochlorietion (OCl-)., 
hypochloorzuur is een zwak zuur (pKa van ongeveer 7,5), wat betekent dat het enigszins dissocieert in hydrogeen en hypochlorietionen zoals aangegeven in vergelijking: HOCl ⇌ h+ + OCl –
tussen een pH van 6,5 en 8,5 deze dissociatie is onvolledig en zowel HOCl als OCl – soorten zijn tot op zekere hoogte aanwezig. Onder een pH van 6,5, geen dissociatie van HOCl optreedt, terwijl boven een pH van 8,5, volledige dissociatie aan OCl-optreedt.
omdat de kiemdodende effecten van HOCl veel hoger zijn dan die van OCl-wordt bij voorkeur gechloreerd bij een lagere pH., De kiemdodende efficiëntie van hypochloorzuur (HOCl) is veel hoger dan die van het hypochlorietion (OCl-). De verdeling van chloorsoorten tussen HOCl EN OCl – wordt bepaald door de pH, zoals hierboven besproken.
omdat HOCl domineert bij een lage pH, zorgt chlorering voor een effectievere desinfectie bij een lage pH. bij een hoge pH domineert OCl, waardoor de desinfectieefficiëntie afneemt.
bacteriële inactivatie
chloor is een uiterst effectief desinfecterend middel voor het inactiveren van bacteriën., Een studie uitgevoerd tijdens de jaren 1940 onderzocht de inactivatie niveaus als functie van de tijd voor E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi, en Shigella dysenteriae (Butterfield et al., 1943). Studieresultaten toonden aan dat HOCl effectiever is dan OCl – voor inactivatie van deze bacteriën. Deze resultaten zijn bevestigd door verschillende onderzoekers die concludeerden dat HOCl 70 tot 80 keer effectiever is dan OCl – voor het inactiveren van bacteriën (Culp/Wesner/Culp, 1986)., Sinds 1986 zijn er honderden publicaties die de superioriteit van HOCl ten opzichte van OCl-bevestigen (visit research database ).
Deze grootste uitdaging was het creëren van hypochloorzuur bij een bijna neutrale pH in plaats van chloorgas of hypochloriet, en dit in een stabiele vorm. Hypochloorzuur is een meta-stabiel molecuul. Hij wil terug naar zout water of hypochloriet.,
eencellige technologie
een van de grootste vorderingen is de ontwikkeling van eencellige technologie waarbij één enkele stroom vrij chloor wordt gegenereerd zonder een bijproduct van natriumhydroxide (NaOH). Deze technologie heeft geleid tot de ontwikkeling van stabielere oplossingen van hypochloorzuur en heeft een grotere controle over de pH van het vrij geproduceerde chloor mogelijk gemaakt., Omdat de pH van water over de hele wereld verschilt afhankelijk van de bron, zorgt het veranderen van de pH van de pekel voor een betere controle en consistentie in het genereren van een vrije chlooroplossing tussen pH 5 en 7 die wordt gedomineerd door hypochloorzuur (HOCl).
