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
elektroliza
w chemii i produkcji elektroliza jest techniką, która wykorzystuje bezpośredni prąd elektryczny (DC) do napędzania nie spontanicznej reakcji chemicznej. Elektroliza ma znaczenie handlowe jako etap oddzielania pierwiastków od naturalnie występujących źródeł. Elektroliza chlorku sodu (NaCl) i wody (H2O) może być wykorzystana do wytworzenia kwasu podchlorowego. Technologia elektrolizy została po raz pierwszy wyjaśniona przez Michaela Farradaya, gdy opracował prawa elektrolizy w 1830 roku., Przewodzenie prądu elektrycznego przez dwie elektrody w roztworze solanki solnej może wytworzyć Gaz chloru, podchloryn sodu( wybielacz lub NaOCl), kwas podchlorowy, wodorotlenek sodu, Gaz wodorowy, ozon i ślady innych powstających utleniaczy.
kluczowym procesem elektrolizy jest wymiana atomów i jonów przez usunięcie lub dodanie elektronów z obwodu zewnętrznego. Potencjał elektryczny jest przykładany przez parę elektrod zanurzonych w elektrolicie. Każda elektroda przyciąga jony o przeciwnym ładunku., Dodatnio naładowane jony (kationy) poruszają się w kierunku katody dostarczającej elektronów (ujemnej). Ujemnie naładowane jony (aniony) poruszają się w kierunku anody ekstrakcyjnej elektronów (dodatniej). W chemii utrata elektronów nazywana jest utlenianiem, podczas gdy zysk elektronów nazywany jest redukcją.
na przykład, pierwszym etapem wytwarzania kwasu podchlorowego jest elektroliza solanki słonej wody do produkcji wodoru i chloru, produkty są gazowe. Te gazowe produkty bańki z elektrolitu i są zbierane.,
2 NaCl(s) + 2 H20(l) → 2 NaOH(AQ) + H2(g) + Cl2(G)
Membrane Cell Technology
membrana jonowymienna jest wykonana z polimeru, który umożliwia tylko jony dodatnie przejść przez niego. Oznacza to, że tylko jony sodu z roztworu chlorku sodu mogą przejść przez membranę, a nie jony chlorkowe. Zaletą tego jest to, że roztwór wodorotlenku sodu tworzący się w prawej komorze nigdy nie zostaje zanieczyszczony żadnym roztworem chlorku sodu. Stosowany roztwór chlorku sodu musi być czysty., Gdyby zawierał inne jony metali, również przechodziły przez membranę i w ten sposób zanieczyszczały roztwór wodorotlenku sodu.
wodór jest wytwarzany na katodzie:
2H+(aq) + 2e- → H2(g)
wodorotlenek sodu jest wytwarzany na katodzie:
na+(aq) + OH-(AQ) → NaOH(aq)
pH dyktuje wolne gatunki chloru obecne w roztworach wodnych. Przy pH pomiędzy 5-6 gatunek chloru jest prawie 100% kwasem podchlorowym (HOCl). Gdy pH spada poniżej 5, zaczyna przekształcać się w Cl2 (chlor gazowy). Powyżej pH 6 zaczyna przekształcać się w jon Podchlorynowy (OCl -)., 
kwas Podchlorowy jest słabym kwasem (PKA około 7,5), co oznacza, że lekko dysocjuje do jonów wodorowych i podchlorynowych, jak opisano w równaniu: : HOCl ⇌ H + + OCl-
między pH 6,5 i 8,5 dysocjacja ta jest niekompletna i zarówno gatunki HOCl, jak i OCl są obecne w pewnym stopniu. Poniżej pH 6,5 nie występuje dysocjacja HOCl, natomiast powyżej pH 8,5 występuje całkowita dysocjacja do OCl.
ponieważ działanie bakteriobójcze HOCl jest znacznie wyższe niż OCl-, korzystne jest chlorowanie przy niższym pH., Skuteczność bakteriobójcza kwasu podchlorowego (HOCl) jest znacznie wyższa niż jonu podchlorynu (OCl -). Rozkład gatunków chloru między HOCl i OCl-jest określony przez pH, jak omówiono powyżej.
ponieważ HOCl dominuje przy niskim pH, chlorowanie zapewnia skuteczniejszą dezynfekcję przy niskim pH. przy wysokim pH dominuje OCl, co powoduje spadek skuteczności dezynfekcji.
inaktywacja bakterii
chlor jest niezwykle skutecznym środkiem dezynfekującym do inaktywacji bakterii., XX wieku badano poziomy inaktywacji w funkcji czasu dla E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi i Shigella dysenteriae (Butterfield et al., 1943). Wyniki badań wykazały, że HOCl jest bardziej skuteczny niż OCl – w inaktywacji tych bakterii. Wyniki te zostały potwierdzone przez kilku badaczy, którzy doszli do wniosku, że HOCl jest 70 do 80 razy bardziej skuteczny niż OCl-dla bakterii inaktywujących (Culp/Wesner/Culp, 1986)., Od 1986 roku ukazały się setki publikacji potwierdzających wyższość HOCl nad OCl – (visit research database).
największym wyzwaniem było stworzenie kwasu podchlorowego o zbliżonym neutralnym pH zamiast chloru gazowego lub podchlorynu i wykonanie tego w stabilnej formie. Kwas podchlorowy jest meta-stabilną cząsteczką. Chce powrócić do słonej wody lub przekształcić się w podchloryn.,
Technologia jednokomórkowa
jednym z największych osiągnięć jest rozwój technologii jednokomórkowej, w której pojedynczy strumień wolnego chloru jest wytwarzany bez produktu ubocznego wodorotlenku sodu (NaOH). Technologia ta doprowadziła do opracowania bardziej stabilnych roztworów kwasu podchlorowego i pozwoliła na większą kontrolę pH wytwarzanego wolnego chloru., Ponieważ pH wody różni się w zależności od źródła na całym świecie, zmiana pH solanki pozwala na większą kontrolę i spójność w wytwarzaniu wolnego roztworu chloru między pH 5 i 7, który jest zdominowany przez kwas podchlorowy (HOCl).
