Hypochlorit - Hypochlorite
|
|
|
|
|
|
| Navne | |
|---|---|
|
IUPAC navn
Hypochlorit
|
|
|
Systematisk IUPAC -navn
chlorat (I) |
|
| Identifikatorer | |
|
3D -model ( JSmol )
|
|
| ChEBI | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard |
100.235.795 
|
| 682 | |
|
PubChem CID
|
|
| UNII | |
| FN -nummer | 3212 |
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Ejendomme | |
| Konjugeret syre | Hypochlorsyre |
|
Medmindre andet er angivet, angives data for materialer i deres standardtilstand (ved 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|
 kontrollere ( hvad er ?)
  |
|
| Infobox -referencer | |
I kemi er hypochlorit en anion med den kemiske formel ClO - . Det kombineres med en række kationer til dannelse af hypochloritsalte. Almindelige eksempler omfatter natriumhypochlorit (husholdnings- blegemiddel ) og calciumhypochlorit (en komponent til blegning pulver, swimmingpool "chlor"). Cl-O-afstanden i ClO - er 210 pm.
Navnet kan også referere til estere af hypochlorsyre, nemlig organiske forbindelser med en ClO -gruppe kovalent bundet til resten af molekylet. Hovedeksemplet er tert-butylhypochlorit , som er et nyttigt chloreringsmiddel.
De fleste hypochloritsalte håndteres som vandige opløsninger . Deres primære anvendelser er som blegnings-, desinfektions- og vandbehandlingsmidler . De bruges også i kemi til chlorering og oxidationsreaktioner .
Reaktioner
Syrereaktion
Forsuring af hypochloritter genererer hypochlorsyre , som findes i ligevægt med chlor. Ved høj pH driver reaktionen til venstre:
- 2 H+
+ ClO-
+ Cl-
⇌ Cl
2+ H
2O
Stabilitet
Hypochloritter er generelt ustabile, og mange forbindelser findes kun i opløsning. Lithiumhypochlorit LiOCl, calciumhypochlorit Ca (OCl) 2 og bariumhypochlorit Ba (ClO) 2 er blevet isoleret som rene vandfri forbindelser. Alle er faste stoffer. Et par flere kan fremstilles som vandige opløsninger . Generelt, jo større fortynding, desto større er deres stabilitet. Det er ikke muligt at bestemme tendenser for jordalkalimetalsalte , da mange af dem ikke kan dannes. Beryllium hypochlorit er uhørt. Ren magnesiumhypochlorit kan ikke fremstilles; fast Mg (OH) OCl er imidlertid kendt. Calciumhypochlorit produceres i industriel skala og har god stabilitet. Strontiumhypochlorit, Sr (OCl) 2 , er ikke godt karakteriseret, og dens stabilitet er endnu ikke blevet bestemt.
Ved opvarmning nedbrydes hypochlorit til en blanding af chlorid , ilt og chlorater :
- 2 ClO-
→ 2 Cl-
+ O
2 - 3 ClO-
→ 2 Cl-
+ ClO-
3
Denne reaktion er eksoterm og kan i tilfælde af koncentrerede hypochloritter, såsom LiOCl og Ca (OCl) 2 , føre til en farlig termisk flugt og potentielt eksplosioner.
De alkalimetal hypochloriter falde i stabilitet ned gruppe . Vandfri lithiumhypochlorit er stabil ved stuetemperatur; imidlertid natriumhypochlorit har ikke været forberedt tørrere end pentahydrat (NaOCI · (H 2 O) 5 ). Dette er ustabilt over 0 ° C; selvom de mere fortyndede løsninger, der opstår som husholdningsblegemiddel, har bedre stabilitet. Kaliumhypochlorit (KOCl) kendes kun i opløsning.
Lanthanidhypochloritter er også ustabile; de er imidlertid blevet rapporteret som værende mere stabile i deres vandfri former end i nærvær af vand. Hypochlorit er blevet brugt til at oxidere cerium fra dets +3 til +4 oxidationstilstand .
Hypochlorsyre i sig selv er ikke stabil isoleret, da den nedbrydes for at danne chlor . Dets nedbrydning resulterer også i en form for ilt.
Reaktioner med ammoniak
Hypochloritter reagerer med ammoniak og giver først monochloramin ( NH
2Cl ), derefter dichloramin ( NHCl
2) og til sidst nitrogentrichlorid ( NCl
3).
-
NH
3+ ClO-
→ HO-
+ NH
2Cl
-
NH
2Cl + ClO-
→ HO-
+ NHCl
2
-
NHCl
2+ ClO-
→ HO-
+ NCl
3
Forberedelse
Hypochloritsalte
Hypochloritsalte dannet ved reaktionen mellem chlor og alkali og jordalkalimetalsalte hydroxider . Reaktionen udføres ved stuetemperatur for at undertrykke dannelsen af chlorater . Denne proces er meget udbredt til industriel produktion af natriumhypochlorit (NaClO) og calciumhypochlorit (Ca (ClO) 2 ).
- Cl 2 + 2 NaOH → NaCl + NaCIO + H 2 O
- 2 Cl 2 + 2 Ca (OH) 2 → CaCl 2 + Ca (ClO) 2 + 2 H20
Store mængder natriumhypochlorit produceres også elektrokemisk via en usepareret chloralkaliproces . I denne proces elektrolyseres saltvand til dannelse af Cl
2som dissocierer i vand for at danne hypochlorit. Denne reaktion skal udføres under ikke-sure forhold for at forhindre frigivelse af chlor:
- 2 Cl-
→ Cl
2+ 2 e -
-
Cl
2+ H
2O ⇌ HCIO + Cl-
+ H+
Nogle hypochloriter kan også opnås ved en salt metatesereaktion mellem calciumhypochlorit og forskellige metal sulfater . Denne reaktion udføres i vand og er afhængig af dannelsen af uopløseligt calciumsulfat , som vil udfælde ud af opløsningen, hvilket driver reaktionen til færdiggørelse.
- Ca (ClO) 2 + MSO 4 → M (ClO) 2 + CaSO 4
Organiske hypochloritter
Hypochloritestere dannes generelt ud fra de tilsvarende alkoholer ved behandling med et hvilket som helst af et antal reagenser (f.eks. Chlor , hypochlorsyre , dichlormonoxid og forskellige syrnede hypochloritsalte).
Biokemi
Biosyntese af organochlorforbindelser
Chloroperoxidaser er enzymer, der katalyserer chlorering af organiske forbindelser. Dette enzym kombinerer de uorganiske substrater chlorid og hydrogenperoxid for at producere ækvivalent med Cl + , som erstatter en proton i carbonhydridsubstrat:
- RH + Cl - + H 2 O 2 + H + → R-CI + 2 H 2 O
Kilden til "Cl + " er hypochlorsyre (HOCl). Mange organochlorforbindelser biosyntetiseres på denne måde.
Immunrespons
Som reaktion på infektion genererer det menneskelige immunsystem små mængder hypochlorit inden for særlige hvide blodlegemer , kaldet neutrofile granulocytter . Disse granulocytter opsluger vira og bakterier i en intracellulær vakuol kaldet fagosomet , hvor de fordøjes.
En del af fordøjelsesmekanismen involverer et enzym-medieret åndedrætsudbrud , som producerer reaktive oxygenafledte forbindelser, herunder superoxid (som produceres af NADPH-oxidase ). Superoxid henfalder til oxygen og hydrogenperoxid , som bruges i en myeloperoxidase -katalyseret reaktion til omdannelse af chlorid til hypochlorit.
Lave koncentrationer af hypochlorit viste sig også at interagere med en mikrobes varmechokproteiner , hvilket stimulerede deres rolle som intra-cellulær chaperon og fik bakterierne til at danne klumper (meget gerne et æg, der er kogt), som til sidst vil dø af. Den samme undersøgelse viste, at lave (mikromolære) hypochloritniveauer får E. coli og Vibrio cholerae til at aktivere en beskyttelsesmekanisme, selv om dens konsekvenser ikke var klare.
I nogle tilfælde kompromitterer basens surhed i hypochlorit en bakteries lipidmembran , en reaktion, der ligner at sprænge en ballon.
Industriel og husholdningsbrug
Hypochloritter, især af natrium ("flydende blegemiddel", "Javel -vand") og calcium ("blegepulver") er meget udbredt, industrielt og indenlandsk , til at blege tøj, lysne hårfarve og fjerne pletter . De var de første kommercielle blegeprodukter, udviklet kort tid efter at ejendommen blev opdaget i 1785 af den franske kemiker Claude Berthollet .
Hypochloritter bruges også i vid udstrækning som bredspektrede desinfektionsmidler og deodoriserende midler . Denne ansøgning startede kort efter, at den franske kemiker Labarraque opdagede disse egenskaber omkring 1820 (stadig før Pasteur formulerede sin kimteori om sygdom).
Laboratoriebrug
Som oxidationsmidler
Hypochlorit er det stærkeste oxidationsmiddel i chloroxyanionerne. Dette kan ses ved at sammenligne standard halv celle potentialer på tværs af serien; dataene viser også, at chloroxyanionerne er stærkere oxidationsmidler under sure betingelser.
| Ion | Sur reaktion | E ° (V) | Neutral/grundlæggende reaktion | E ° (V) |
|---|---|---|---|---|
| Hypochlorit | H + + HOCI + e - → 1 / 2 Cl 2 ( g ) + H 2 O | 1,63 | ClO - + H 2 O + 2 e - → Cl - + 2OH - | 0,89 |
| Klorit | 3 H + + HOClO + 3 e - → 1 ⁄ 2 Cl 2 ( g ) + 2 H20 | 1,64 |
ClO- 2+ 2 H 2 O + 4 e - → Cl - + 4 OH - |
0,78 |
| Chlorat | 6 H + + ClO- 3+ 5 e - → 1 / 2 Cl 2 ( g ) + 3 H 2 O |
1,47 |
ClO- 3+ 3 H 2 O + 6 e - → Cl - + 6 OH - |
0,63 |
| Perchlorat | 8 H + + ClO- 4+ 7 e - → 1 / 2 Cl 2 ( g ) + 4 H 2 O |
1,42 |
ClO- 4+ 4 H 2 O + 8 e - → Cl - + 8 OH - |
0,56 |
Hypochlorit er et tilstrækkeligt stærkt oxidationsmiddel til at omdanne Mn (III) til Mn (V) under Jacobsen -epoxideringsreaktionen og til at omdanne Ce3+
til Ce4+
. Denne oxiderende kraft er det, der gør dem til effektive blegemidler og desinfektionsmidler.
I organisk kemi kan hypochloritter bruges til at oxidere primære alkoholer til carboxylsyrer .
Som kloreringsmidler
Hypochloritsalte kan også tjene som kloreringsmidler . For eksempel omdanner de phenoler til chlorphenoler. Calciumhypochlorit omdanner piperidin til N -chlorpiperidin .
Relaterede oxyanioner
Klor kan være kernen i oxoanioner med oxidationstilstande på -1, +1, +3, +5 eller +7. (Elementet kan også antage oxidationstrin på +4 ses i den neutrale forbindelse chlordioxid ClO 2 ).
| Kloroxidationstilstand | −1 | +1 | +3 | +5 | +7 |
|---|---|---|---|---|---|
| Navn | chlorid | hypochlorit | chlorit | chlorat | perchlorat |
| Formel | Cl - | ClO - |
ClO- 2 |
ClO- 3 |
ClO- 4 |
| Struktur |
|
|
|
|
|