De Hypoklorsyra Det är en oorganisk förening vars kemiska formel är HClO. Det motsvarar den minst oxiderade av oxosyrorna i klor, eftersom den bara innehåller en syreatom. Från det härleds hypokloritanjonen, ClO-, och dess salter, som ofta används som kommersiella vattendesinfektionsmedel.
HClO är det starkaste oxiderande och antimikrobiella medlet som genereras när klorgas löser sig i vatten. Dess antiseptiska verkan har varit känd i mer än ett sekel, redan innan klorlösningar användes för att rengöra soldats sår under första världskriget..
Dess upptäckt går faktiskt tillbaka till år 1834 av den franska kemisten Antoine Jérôme Balard, som uppnådde den partiella oxidationen av klor genom att bubbla den i en vattenhaltig suspension av kvicksilveroxid, HgO. Sedan dess har det använts som desinfektionsmedel och antiviralt medel..
Kemiskt sett är HClO ett oxidationsmedel som slutar ge upp sin kloratom till andra molekyler; Med andra ord kan klorerade föreningar syntetiseras med det, varvid kloraminer är av stor betydelse vid utvecklingen av nya antibiotika..
På 1970-talet upptäcktes det att kroppen kan producera denna syra naturligt genom verkan av enzymet myeloperoxidas; enzym som verkar på peroxider och kloridanjoner under fagocytos. Således kan denna "mördare" av inkräktare uppstå ur samma organism, men i en ofarlig skala för sitt eget välbefinnande..
Artikelindex
Den övre bilden visar strukturen av HClO. Observera att formeln motsäger strukturen: molekylen är H-O-Cl och inte H-Cl-O; emellertid är det senare vanligtvis att föredra för att kunna jämföra det direkt med dess mer oxiderade motsvarigheter: HClOtvå, HClO3 och HClO4.
Surt väte, H+, frisatt av HClO är belägen på OH-gruppen bunden till kloratomen. Observera också de anmärkningsvärda skillnaderna i längd i O-H- och Cl-O-bindningarna, varvid den senare är den längsta på grund av den mindre grad av överlappning av klororbitalerna, mer diffust, med de av syre..
HOCl-molekylen kan knappast förbli stabil under normala förhållanden; kan inte isoleras från dess vattenhaltiga lösningar utan att vara oproportionerlig eller frisatt som klorgas, Cltvå.
Därför finns det inga vattenfria kristaller (inte ens hydrater därav) av hypoklorsyra; Och hittills finns det inget som tyder på att de kan förberedas med extravaganta metoder. Om de kunde kristallisera skulle HClO-molekylerna interagera med varandra genom sina permanenta dipoler (negativa laddningar orienterade mot syre).
HClO är en monoprotisk syra; det vill säga du kan bara donera en H+ till det vattenhaltiga mediet (det är där det bildas):
HClO (aq) + HtvåO ↔ ClO-(ac) + H3ELLER+(ac) (pKa = 7,53)
Från denna jämviktsekvation observeras att en minskning av H-joner3ELLER+ (en ökning av mediumets basitet), gynnar bildandet av mer hypokloritanjoner, ClO-. Följaktligen, om du vill hålla en lösning av ClO relativt stabil- pH måste vara basiskt, vilket uppnås med NaOH.
Dess dissociationskonstant, pKa, ifrågasätter att HClO är en svag syra. Därför, när du hanterar den koncentrerat, behöver du inte oroa dig så mycket för H-jonerna3ELLER+, men av HClO själv (med tanke på dess höga reaktivitet och inte på grund av dess korrosivitet).
Det nämndes att kloratomen i HClO har ett oxidationsnummer på +1. Detta innebär att det knappast kräver förstärkningen av en enda elektron för att återgå till sitt jordtillstånd (Cl0) och kunna bilda molekylen Cltvå. Följaktligen kommer HClO att reduceras till Cltvå och HtvåEller oxidera en annan art snabbare jämfört med samma Cltvå eller ClO-:
2HClO (aq) + 2H+ + 2e- ↔ Cltvå(g) + 2HtvåO (l)
Denna reaktion gör att vi redan kan se hur stabil HClO är i sina vattenlösningar..
Dess oxidationsförmåga mäts inte bara genom bildandet av Cltvå, men också på grund av dess förmåga att ge upp sin kloratom. Det kan till exempel reagera med kväveämnen (inklusive ammoniak och kvävebaser) för att producera kloraminer:
HClO + N-H → N-Cl + HtvåELLER
Observera att en N-H-bindning av en aminogrupp (-NHtvå) mestadels och ersätts av en N-Cl. Detsamma händer med O-H-bindningarna av hydroxylgrupper:
HClO + O-H → O-Cl + HtvåELLER
Dessa reaktioner är avgörande och förklarar desinfektionsmedel och antibakteriell verkan av HClO..
HClO är instabil nästan överallt. Exempelvis är hypokloritanjonen oproportionerlig i klorarter med oxidationsantal -1 och +5, mer stabil än +1 i HClO (H+Cl+ELLERtvå-):
3ClO-(aq) ↔ 2Cl-(ac) + ClO3-(ac)
Denna reaktion skulle återigen flytta jämvikten mot försvinnandet av HClO. På samma sätt deltar HClO direkt i en parallell jämvikt med vatten och klorgas:
Cltvå(g) + HtvåO (l) ↔ HClO (aq) + H+(ac) + Cl-(ac)
Det är därför som försöker värma en lösning av HClO för att koncentrera den (eller isolera den) leder till produktion av Cltvå, som identifieras som en gul gas. På samma sätt kan dessa lösningar inte exponeras för ljus för länge eller för närvaron av metalloxider, eftersom de sönderdelar Cltvå (HClO försvinner ännu mer):
2Cltvå + 2HtvåO → 4HCl + Otvå
HCl reagerar med HClO för att generera mer Cltvå:
HClO + HCl → Cltvå + HtvåELLER
Och så vidare tills det inte finns mer HClO.
En av metoderna för att bereda eller syntetisera hypoklorsyra har redan implicit förklarats: upplösning av klorgas i vatten. En annan ganska likartad metod består i att lösa anhydriden av denna syra i vatten: diklormonoxid, CltvåELLER:
CltvåO (g) + HtvåO (l) 2HClO (aq)
Återigen finns det inget sätt att isolera ren HClO, eftersom avdunstning av vattnet skulle flytta jämvikten till bildandet av CltvåEller gas som skulle fly från vattnet.
Å andra sidan har det varit möjligt att framställa mer koncentrerade lösningar av HClO (20%) med användning av kvicksilveroxid, HgO. För att göra detta löses klor i en volym vatten precis vid dess fryspunkt, på ett sådant sätt att en klorerad is erhålls. Sedan omrörs samma is och när den smälter blandas den med HgO:
2Cltvå + HgO + 12HtvåO → 2HClO + HgCltvå + 11HtvåELLER
20% HClO-lösningen kan slutligen vakuumdestilleras.
En enklare och säkrare metod för framställning av hypoklorsyralösningar är att använda saltlösning som råvara istället för klor. Saltlösning är rik på kloridanjoner, Cl-, som genom en elektrolysprocess kan oxideras till Cltvå:
2HtvåO → Otvå + 4H+ + 4e-
2Cl- ↔ 2e- + Cltvå
Dessa två reaktioner inträffar vid anoden, där klor produceras, som omedelbart löses upp för att ge upphov till HClO; medan i katodfacket reduceras vattnet:
2HtvåO + 2e- → 2OH- + Htvå
På detta sätt kan HClO syntetiseras i kommersiell till industriell skala; och dessa lösningar erhållna från saltlösning är i själva verket de kommersiellt tillgängliga produkterna av denna syra.
HClO kan användas som ett oxidationsmedel för att oxidera alkoholer till ketoner och för att syntetisera kloraminer, kloramider eller klorhydriner (utgående från alkener).
Men alla dess andra användningsområden kan ingå i ett ord: biocid. Det är en mördare av svampar, bakterier, virus och en neutraliserare av toxiner som frigörs av patogener.
Immunsystemet i vår kropp syntetiserar sin egen HClO genom verkan av enzymet myeloperoxidas, vilket hjälper de vita blodkropparna att utrota inkräktarna som orsakar infektionen.
Otaliga studier antyder olika mekanismer för HClO: s verkan på den biologiska matrisen. Detta donerar sin kloratom till aminogrupperna i vissa proteiner och oxiderar också deras SH-grupper som finns till S-S-disulfidbryggor, vilket resulterar i deras denaturering..
På samma sätt stoppar det DNA-replikering genom att reagera med kvävebaser, påverkar den fullständiga oxidationen av glukos och kan också deformera cellmembranet. Alla dessa åtgärder orsakar bakteriedöd.
Det är därför HClO-lösningar brukar användas för att:
-Behandling av smittsamma sår och gangren
-Desinficera vattenförsörjningen
-Steriliseringsmedel för kirurgiskt material eller verktyg som används inom veterinärmedicin, medicin och tandvård
-Desinfektionsmedel av alla typer av ytor eller föremål i allmänhet: barer, ledstänger, kaffemaskiner, keramik, glasbord, laboratoriediskar etc..
-Syntetisera kloraminer som fungerar som mindre aggressiva antibiotika, men samtidigt mer hållbara, specifika och stabila än HClO själv
HClO-lösningar kan vara farliga om de är mycket koncentrerade, eftersom de kan reagera våldsamt med arter som är utsatta för oxidation. Dessutom tenderar de att frigöra gasformigt klor när de är destabiliserade, så de måste lagras under ett strikt säkerhetsprotokoll..
HClO är så reaktivt mot bakterier att där det vattnas försvinner det omedelbart utan att senare utgöra en risk för dem som berör ytorna som behandlas med det. Samma sak händer inuti organismen: den bryts ned snabbt eller neutraliseras av någon art i den biologiska miljön.
När det genereras av kroppen själv är det antagbart att det tål låga koncentrationer av HClO. Men om det är högkoncentrerat (används för syntetiska ändamål och inte desinfektionsmedel) kan det ha oönskade effekter genom att även attackera friska celler (till exempel på huden).
Ingen har kommenterat den här artikeln än.