Hipoclorit de sodi

De Viquipèdia
Infotaula de compost químicHipoclorit de sodi
Substància químicacompost químic i classe d'entitat química Modifica el valor a Wikidata
Massa molecular73,954 Da Modifica el valor a Wikidata
RolOxidant, desinfectant i tractament d'aigües Modifica el valor a Wikidata
Estructura química
Fórmula químicaNaClO Modifica el valor a Wikidata
Sodium-hypochlorite.png
SMILES canònic
Model 2D
[O-]Cl.[Na+] Modifica el valor a Wikidata
Identificador InChIModel 3D Modifica el valor a Wikidata
NFPA 704: Standard System for the Identification of the Hazards of Materials for Emergency Response () Modifica el valor a Wikidata

L'hipoclorit de sodi és un compost químic constituït per cations sodi i anions clorit . És una sal de fórmula .[1]

L'hipoclorit de sodi no es troba de manera natural al medi ambient. S'utilitza generalment dissolt en aigua, dissolució coneguda com a lleixiu, a diverses concentracions. Tot i que està disponible, l'hipoclorit de sodi sòlid no es fa servir comercialment. Les solucions d'hipoclorit de sodi són líquids clars, de color verdós a groc amb olor de clor. L'hipoclorit de sodi, juntament amb el de calci, s'usen principalment com a agents blanquejants o desinfectants. Són components de lleixius comercials, solucions de neteja i desinfectants per a sistemes de purificació d'aigua potable i d'aigües residuals i piscines.[2][3]

Obtenció[modifica]

L'obtenció de l'hipoclorit de sodi sòlid es duu a terme fent bombollejar clor gasós a una dissolució d'hidròxid de sodi al 45–48 % per preparar una dissolució d'hipoclorit de sodi altament concentrada. Després s'elimina el clorur de sodi precipitat per filtració, i el filtrat es refreda a uns 12 °C per precipitar els cristalls d'hipoclorit de sodi—aigua(1/5) , que es recullen per filtració centrífuga.[4]

Propietats[modifica]

Propietats físiques[modifica]

L'hipoclorit de sodi es pot preparar en forma anhidre, amb una puresa superior al 90 %, però es descompon amb facilitat al cap de pocs dies, de vegades de forma explosiva. També forma el monohidrat que és difícil d'obtenir pur. Un altre dels seus hidrats té fórmula molecular . Es tracta d'un compost cristal·lí tetragonal, que té poca estabilitat per al seu ús comercial. L'hidrat més estable és el pentahidrat , de color groc pàl·lid, té un punt de fusió de 25–27 °C. A temperatura ambient es descompon (a 30 °C en 20 dies passa del 44,2 % en a un 10 %). És estable més d'un any si es manté per sota de 7 °C.[4]

Per culpa de la inestabilitat de l'hipoclorit de sodi sòlid, es troba més comunament en solució aquosa, coneguda com a lleixiu. Les concentracions d'hipoclorit de sodi que hom pot aconseguir als comerços per a ús domèstic es poden classificar en dos grups: solucions aquoses amb concentració de clor actiu inferior al 10 %, i solucions aquoses amb concentració de clor actiu superior al 10 %. Les solucions aquoses d'hipoclorit de sodi posseeixen un lleuger color groc, i una olor característica a clor.

Propietats químiques[modifica]

Reaccions amb metalls[modifica]

L'hipoclorit oxida els metalls donant l'hidròxid o l'òxid del metall i l'hipoclorit es redueix a clorur . Per exemple amb el zinc:

Reaccions amb àcids[modifica]

Recipient amb clor on s'observa el característic color groc verdós.

L'hipoclorit de sodi en dissolució s'hidrolitza i s'estableix el següent equilibri:

A pH alts, 11 o 12, l'equilibri està desplaçat cap a l'esquerra a causa del baix valor de la seva constant d'equilibri (Kc = 2,86 × 10–7). Predomina l'hipoclorit dissolt i la concentració d'àcid hipoclorós és baixa. Si s'addiciona un àcid a la dissolució, es disminueix el pH pel fet que es neutralitzen anions hidròxid. En assolir el pH valors per sota de 7, es produeix un desplaçament significatiu de l'equilibri cap a la dreta. Així s'incrementa la concentració d'àcid hipoclorós, el qual presenta un altre equilibri amb el clor . En augmentar la concentració d'àcid hipoclorós, aquest segon equilibri es desplaça cap a la dreta i es desprèn clor, un gas altament tòxic.[5]

Descomposició[modifica]

L'hipoclorit és força inestable, tant en estat sòlid com en dissolució. Molts factors poden augmentar la taxa de descomposició. Per exemple, l'exposició a l'aire i, en particular, a la llum solar, temperatures més altes, emmagatzematge de solucions d'hipoclorit a pH alt i baix, o contacte amb coure o níquel que catalitzen la seva descomposició. La descomposició més important té lloc en dues etapes i dona clorat i clorur, per tant, és una dismutació. La segona reacció més ràpida que la primera, de manera que aquesta limita la velocitat de descomposició:[5]

També es produeix una altra descomposició, menys important, que genera oxigen:

Reacció amb peròxid d'hidrogen[modifica]

La reacció amb peròxid d'hidrogen allibera oxigen de forma violenta:

Reacció amb amoníac[modifica]

CNX Chem 18 05 AmmonDeriv img.png

Amb amoníac , la reacció de l'hipoclorit condueix a la formació de diferents cloramines, que resulten de la substitució parcial o total dels àtoms d'hidrogen de l'amoníac per àtoms de clor, unes substàncies altament tòxiques amb una olor semblant a la del clor. L'olor de «clor» que es pot notar prop de piscines és degut a la formació de cloramines a partir de composts químics amb grup amina en la pell o en l'orina.[6]

Si hi ha un excés d'amoníac es forma hidrazina , substància tòxica i potencialment explosiva. És el procediment (procés Raschig) que s'empra de forma industrial per preparar la hidrazina des del 1907:[6]

Envàs de lleixiu.

Aplicacions[modifica]

Desinfectant[modifica]

Les dissolucions d'hipoclorit de sodi, anomenades lleixius, són els desinfectants amb clor més utilitzats. Els lleixius domèstics tenen una concentració entre 35 g/L i 60 g/L d'hipoclorit de sodi. Presenten un ampli espectre d'activitat antimicrobiana (és a dir, bactericida, viricida, fungicida, micobactericida, esporicida), no deixen residus tòxics, no es veuen afectats per la duresa de l'aigua, són econòmics i d'acció ràpida, eliminen organismes de superfícies, i tenen una baixa incidència de toxicitat greu. L'hipoclorit de sodi a la concentració emprada en el lleixiu domèstic pot produir irritació ocular o cremades orofaríngies, esofàgiques i gàstriques. Altres desavantatges dels hipoclorits inclouen la corrosivitat dels metalls en concentracions elevades (> 500 ppm), la inactivació per matèria orgànica, la decoloració o "blanqueig" de teixits, l'alliberament de gas clor tòxic quan es barreja amb amoníac o àcid (per exemple, agents de neteja domèstics) i relativa estabilitat.

Blanquejant[modifica]

Els lleixius es fan servir també com a blanquejants dels teixits i de la pasta de paper. L'àcid hipoclorós (i en menor mesura el clor i l'oxigen actiu) poden atacar els enllaços químics d'un compost de color, ja sigui destruint completament el cromòfor (la part de la molècula que li dona color), o bé convertint els dobles enllaços del cromòfor en enllaços senzills, evitant així que la molècula absorbeixi la llum visible.[7]

Reactiu en química orgànica[modifica]

Des del 2013 es produeix hipoclorit de sodi pentahidratat que està disponible per a ús industrial i de laboratori. Aquest compost és superior a les solucions aquoses convencionals d'hipoclorit de sodi. El material cristal·lí té una riquesa d'un 44 % de i conté quantitats mínimes d'hidròxid de sodi i clorur de sodi, i la solució aquosa, que es prepara a partir de i aigua, té un pH entre 11 i 12. Exemples de síntesi orgànica selectiva utilitzant inclouen oxidacions d'alcohols primaris i secundaris, oxidacions selectives a sulfòxid i sulfona, escissió oxidativa de disulfur a clorur i bromur de sulfonil, síntesi d'oxaziridina i desaromatització oxidativa de fenols.[4]

Per altra banda, les dissolucions d'hipoclorit de sodi s'utilitzen industrialment en el procés Raschig per a la producció d'hidrazina .

Referències[modifica]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Hipoclorit de sodi
  1. Iranzo Cid, Ingrid. Determinació d'una fórmula de detergent més hipoclorit de sodi estable (tesi). Barcelona: Universitat Politècnica de Catalunya, 18/06/2009. 
  2. «Estudio comparativo sobre la efectividad del hipoclorito de sodio al 6% vs. la solución bromo-cloro-dimetil-hidantoína para la desinfección en ambientes hospitalarios» (en anglès). Perinatología y Reproducción Humana, 30, 4, 01-10-2016, pàg. 145–150. DOI: 10.1016/j.rprh.2017.06.001. ISSN: 0187-5337.
  3. «Intoxicación con hipoclorito de sodio». Biblioteca NAcional de MEdicina de los EE.UU.. [Consulta: 7 agost 2021].
  4. 4,0 4,1 4,2 Kirihara, Masayuki; Okada, Tomohide; Sugiyama, Yukihiro; Akiyoshi, Miyako; Matsunaga, Takehiro «Sodium Hypochlorite Pentahydrate Crystals (NaOCl·5H 2 O): A Convenient and Environmentally Benign Oxidant for Organic Synthesis» (en anglès). Organic Process Research & Development, 21, 12, 15-12-2017, pàg. 1925–1937. DOI: 10.1021/acs.oprd.7b00288. ISSN: 1083-6160.
  5. 5,0 5,1 Gray, Nicholas F. Free and Combined Chlorine (en anglès). Elsevier, 2014, p. 571–590. DOI 10.1016/b978-0-12-415846-7.00031-7. ISBN 978-0-12-415846-7. 
  6. 6,0 6,1 Karukstis, Kerry K. Chemistry connections : the chemical basis of everyday phenomena. 2nd ed. Boston: Academic Press, 2003. ISBN 978-0-08-050107-9. 
  7. May, Paul «Sodium hypochlorite - Molecule of the Month October 2011 [Archived version]». Molecule of the Month, 2017, pàg. 228238 Bytes. DOI: 10.6084/M9.FIGSHARE.5255599.