Υποχλωριώδες νάτριο

Το **υποχλωριώδες νάτριο** (Sodium hypochlorite) είναι μια αλκαλική ανόργανη χημική ένωση με τύπο NaOCl (γράφεται επίσης ως NaClO). Είναι κοινώς γνωστό σε αραιό υδατικό διάλυμα ως χλωρίνη (bleach ή chlorine bleach). Είναι το άλας νατρίου του υποχλωριώδους οξέος, που αποτελείται από κατιόντα νατρίου () και υποχλωριώδη ανιόντα (, γράφεται επίσης ως  και ).

Η άνυδρη ένωση είναι ασταθής και μπορεί να αποσυντεθεί εκρηκτικά. Μπορεί να κρυσταλλωθεί ως πενταένυδρο , ένα ωχρό πρασινωπό-κίτρινο στερεό που δεν είναι εκρηκτικό και είναι σταθερό εάν διατηρηθεί στο ψυγείο.

Το υποχλωριώδες νάτριο συναντάται συχνότερα ως ένα απαλό πρασινωπό-κίτρινο αραιό διάλυμα που αναφέρεται ως χλωρίνη, η οποία είναι μια οικιακή χημική ουσία που χρησιμοποιείται ευρέως (από τον 18ο αιώνα) ως απολυμαντικό και χλωρίνη. Σε διάλυμα, η ένωση είναι ασταθής και αποσυντίθεται εύκολα, απελευθερώνοντας χλώριο, το οποίο είναι η δραστική ουσία τέτοιων προϊόντων. Το υποχλωριώδες νάτριο εξακολουθεί να είναι η πιο σημαντική χλωρίνη με βάση το χλώριο.

Οι διαβρωτικές του ιδιότητες, η κοινή διαθεσιμότητά του και τα προϊόντα αντίδρασης το καθιστούν σημαντικό κίνδυνο ασφάλειας. Συγκεκριμένα, η ανάμειξη υγρής χλωρίνης με άλλα προϊόντα καθαρισμού, όπως τα οξέα που βρίσκονται σε προϊόντα αφαίρεσης αλάτων, θα απελευθερώσει τοξικό αέριο χλώριο. Μια κοινή παρανόηση είναι ότι η ανάμειξη χλωρίνης με αμμωνία απελευθερώνει επίσης χλώριο, αλλά στην πραγματικότητα αντιδρούν για να παράγουν χλωραμίνες όπως τριχλωριούχο άζωτο. Με περίσσεια αμμωνίας και υδροξειδίου του νατρίου, μπορεί να παραχθεί υδραζίνη.

## Χημεία

### Σταθερότητα του στερεού
Το άνυδρο υποχλωριώδες νάτριο μπορεί να παρασκευαστεί, αλλά, όπως πολλά υποχλωριώδη, είναι εξαιρετικά ασταθές και αποσυντίθεται εκρηκτικά με θέρμανση ή τριβή. Η αποσύνθεση επιταχύνεται από το διοξείδιο του άνθρακα στα επίπεδα της ατμόσφαιρας της Γης - περίπου 4 μέρη ανά δέκα χιλιάδες. . Είναι ένα λευκό στερεό με ορθορομβική κρυσταλλική δομή.

Το υποχλωριώδες νάτριο μπορεί επίσης να ληφθεί ως κρυσταλλικό πενταένυδρο , που δεν είναι εκρηκτικό και είναι πολύ πιο σταθερό από την άνυδρη ένωση. Ο τύπος δίνεται μερικές φορές στην ένυδρη κρυσταλλική του μορφή ως . Το μήκος του δεσμού Cl-O στο πενταένυδρο είναι 1,686 Å. Οι διαφανείς, ανοιχτοί πρασινωποί-κίτρινοι, ορθορομβικοί  κρύσταλλοι περιέχουν 44% NaOCl κατά βάρος και τήκονται στους 25–27&nbsp;°C. Η ένωση αποσυντίθεται ταχέως σε θερμοκρασία δωματίου, επομένως πρέπει να διατηρείται στο ψυγείο. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, ωστόσο, είναι αρκετά σταθερή: αναφέρεται ότι αποσυντίθεται μόνο 1% μετά από 360 ημέρες σε7&nbsp;°C.

Μια αμερικανική ευρεσιτεχνία του 1966 ισχυρίζεται ότι το σταθερό στερεό διένυδρο υποχλωριώδες νάτριο  μπορεί να ληφθεί εξαιρώντας προσεκτικά τα ιόντα χλωριδίου (), τα οποία υπάρχουν στο προϊόν των κοινών διαδικασιών παραγωγής και λέγεται ότι καταλύουν την αποσύνθεση του υποχλωριώδους σε χλωρικό () και χλωρίδιο. Σε μία δοκιμή, στο διένυδρο υπήρξε ο ισχυρισμός ότι εμφάνισε μόνο 6% αποσύνθεση μετά από 13,5 μήνες αποθήκευσης στους −25°C. Η ευρεσιτεχνία ισχυρίζεται επίσης ότι το διένυδρο μπορεί να αναχθεί στην άνυδρη μορφή με ξήρανση υπό κενό στους περίπου 50&nbsp;°C, αποδίδοντας ένα στερεό που δεν εμφάνισε αποσύνθεση μετά από 64 ώρες στους −25&nbsp;°C.

### Ισορροπίες και σταθερότητα διαλυμάτων
Σε τυπικές θερμοκρασίες περιβάλλοντος, το υποχλωριώδες νάτριο είναι πιο σταθερό σε αραιά διαλύματα που περιέχουν διαλυτωμένα ιόντα  και . Η πυκνότητα του διαλύματος είναι 1,093&nbsp;g/mL σε συγκέντρωση 5%. και 1.21&nbsp;g/mL σε 14%, 20&nbsp;°C. Τα στοιχειομετρικά διαλύματα είναι αρκετά αλκαλικά, με pH 11 ή υψηλότερο  αφού το υποχλωριώδες ιόν είναι μια ασθενής βάση:
:

Τα ακόλουθα είδη και ισορροπίες υπάρχουν σε διαλύματα NaOCl/NaCl:
:
:
:
:

Η δεύτερη εξίσωση ισορροπίας πιο πάνω θα μετατοπιστεί προς τα δεξιά εάν το χλώριο  αφεθεί να διαφύγει ως αέριο. Οι αναλογίες των , HOCl και  στο διάλυμα εξαρτώνται επίσης από το pH. Σε pH κάτω από 2, η πλειονότητα του χλωρίου στο διάλυμα βρίσκεται με τη μορφή διαλυμένου στοιχειακού . Σε pH μεγαλύτερο από 7,4, η πλειονότητα βρίσκεται με τη μορφή υποχλωριώδους . Η ισορροπία μπορεί να μετατοπιστεί προσθέτοντας οξέα (όπως υδροχλωρικό οξύ) ή βάσεις (όπως υδροξείδιο του νατρίου) στο διάλυμα:
:
:

The reaction can be written as: Σε pH περίπου 4, όπως αυτό που λαμβάνεται με την προσθήκη ισχυρών οξέων όπως το υδροχλωρικό οξύ, η ποσότητα του μη διασπασμένου (μη ιονισμένου) HOCl είναι υψηλότερη. Η αντίδραση μπορεί να γραφτεί ως:
:

Τα διαλύματα υποχλωριώδους νατρίου σε συνδυασμό με οξύ εκλύουν αέριο χλώριο, ιδιαίτερα έντονα σε pH  8, το χλώριο είναι πρακτικά όλο με τη μορφή υποχλωριωδών ανιόντων (). Τα διαλύματα είναι αρκετά σταθερά σε pH 11–12. Ακόμα κι έτσι, μια αναφορά ισχυρίζεται ότι ένα συμβατικό διάλυμα αντιδραστηρίου 13,6% NaOCl έχασε το 17% της ισχύος του μετά από αποθήκευση για 360 ημέρες στους 7&nbsp;°C. Για αυτόν τον λόγο, σε ορισμένες εφαρμογές μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει πιο σταθερές ενώσεις απελευθέρωσης χλωρίου, όπως υποχλωριώδες ασβέστιο , ή τριχλωροϊσοκυανουρικό οξύ .

Το άνυδρο υποχλωριώδες νάτριο είναι διαλυτό σε μεθανόλη και τα διαλύματα είναι σταθερά.

### Αποσύνθεση σε χλωρικά ή οξυγόνο
Σε διάλυμα, υπό ορισμένες συνθήκες, το υποχλωριώδες ανιόν μπορεί επίσης να αυτοξειδωθεί σε χλωρίδιο και χλωρικό:
:

Συγκεκριμένα, αυτή η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε διαλύματα υποχλωριώδους νατρίου σε υψηλές θερμοκρασίες, σχηματίζοντας χλωρικό νάτριο και χλωριούχο νάτριο:
:
Αυτή η αντίδραση αξιοποιείται στη βιομηχανική παραγωγή χλωρικού νατρίου.

Μια εναλλακτική αποσύνθεση του υποχλωριώδους άλατος παράγει οξυγόνο αντ' αυτού:
:
Σε θερμά διαλύματα υποχλωριώδους νατρίου, αυτή η αντίδραση ανταγωνίζεται τον σχηματισμό χλωρικού, αποδίδοντας χλωριούχο νάτριο και αέριο οξυγόνο:
:

Αυτές οι δύο αντιδράσεις αποσύνθεσης διαλυμάτων  μεγιστοποιούνται σε pH περίπου 6. Για παράδειγμα, στους 80&nbsp;°C, με συγκεντρώσεις  και  80 mM, σε εύρος pH 5−10,5, και οι δύο αντιδράσεις έχουν ρυθμό ανάλογο προς [\ce{HOCl}]^2 [\ce{OCl-}], η αποσύνθεση είναι ταχύτερη σε pH 6,5 και το χλωρικό άλας παράγεται με απόδοση ~95%. Πάνω από pH 11, και οι δύο αντιδράσεις έχουν ρυθμό ανάλογο προς [\ce{OCl-}]^2, η αποσύνθεση είναι πολύ πιο αργή και το χλωρικό άλας παράγεται με απόδοση ~90%. Αυτή η αποσύνθεση επηρεάζεται από το φως  και μεταλλικά ιόντα καταλυτών όπως χαλκός, νικέλιο, κοβάλτιο, 10% active Cl)
* Institut national de recherche et de sécurité (*in French*)
* Home and Leisure Accident Statistics 2002 (UK RoSPA)
* Emergency Disinfection of Drinking Water (United States Environmental Protection Agency)
* Chlorinated Drinking Water (IARC Monograph)
* NTP Study Report TR-392: Chlorinated & Chloraminated Water (US NIH)
* Guidelines for the Use of Chlorine Bleach as a Sanitizer in Food Processing Operations (Oklahoma State University)

Κατηγορία:Αντισηπτικά
Κατηγορία:Καθαρισμός
Κατηγορία:Απολυμαντικά
Κατηγορία:Υποχλωριώδη
Κατηγορία:Οξειδωτικά μέσα
Κατηγορία:Ενώσεις νατρίου