Hypokloorihapoke

Hypokloorihapoke (HClO) on yksi kloorin neljästä happi­haposta. Sitä ei ole kyetty eristämään puhtaana, vaan se tunnetaan ainoastaan liuoksina. Happamuudeltaan kloorihapokkeen liuokset ovat heikkoja. Yhdisteen suolat ovat hypokloriitteja.
Ominaisuudet.
Hypokloorihapoke on heikko happo (pKa =7,54) ja dissosioituu vesiliuoksissa vain osittain hypokloriitti-ioneiksi.
HClO + H2O formula_1 ClO- + H3O+
Laimeat hypokloorihapokkeen liuokset ovat väriltään kirkkaita, mutta väkevät liuokset ovat kellertäviä. Väri johtuu dikloorioksidista, jota muodostuu väkeviin liuoksiin. Hypokloorihapoke voi hajota valon vaikutuksesta vetykloridiksi, happikaasuksi ja klooriksi. Hajoamisen arvellaan tapahtuvan kloori- ja hydroksyylireadikaalien muodostumisen kautta. Hajoamista nopeuttavat katalyytti, kuten koboltin, kuparin ja nikkelin oksidit. Yhdiste hajoaa myös lämmitettäessä kloorihapoksi, ja suolahapoksi. Noin yksiprosenttinen hypokloorihapoke säilyy tummassa pullossa pitkiäkin aikoja, mutta esimerkiksi 30-prosenttinen liuos täytyy säilyttää –21 °C lämpötilassa.
2 HClO (aq) → 2HCl + O2
3 HClO → 2 HCl + HClO3
Hypokloorihapoke on vahva hapetin ja pelkistyy itse kloorikaasuksi. Se kykenee hapettamaan sulfiitit ja sulfidit sulfaateiksi, nitriitit nitraateiksi, syanidit syanaateiksi, kloridit klooriksi, bromidit bromaateiksi ja sekundääriset alkoholit ketoneiksi.
Valmistus.
Kloridipitoista hypokloorihapoketta valmistetaan liuottamalla kloorikaasua veteen, jossa kloori disproportioituu vetykloridiksi ja hypokloorihapokkeeksi. Reaktion tasapainon siirtämiseksi tuotteiden puolelle käytetään kloridi-ionien kanssa niukkaliukoisia suoloja muodostavia tai neutraloivia yhdisteitä kuten hopeaoksidia, elohopea(II)oksidia, kalsiumkarbonaattia tai natriumkarbonaattia.
Cl2 + H2O formula_1 HClO + HCl
Yhdistettä muodostuu myös, jos klooria johdetaan emäsliuokseen, esimerkiksi natrium- tai kalsiumhydroksidiin tai natriumvetykarbonaattiin. Käytettäessä vahvoja emäksiä tapahtuu reaktio kahdessa vaiheessa hypokloriittianionin kautta.
Cl2 + OH- → ClO- + Cl- + H2O + Cl2 → 2 HClO + 2 Cl-
Hypokloorihappoketta voidaan tuottaa myös kloridittomana. Tällöin se tehdään yleensä liuottamalla dikloorioksidia veteen.
Cl2O + H2O → 2 HClO
Kloriditonta hypokloorihapokeliuosta voidaan myös tuottaa klorideja sisältävästä liuoksesta uuttamalla hypokloorihapoke jollain polaarisella orgaanisella liuottimella kuten ketoneilla, estereillä tai nitriileillä tai käyttämällä puoliläpäiseviä kalvoja ja elektrodialyysiä.
Käyttö.
Hypokloorihapoketta käytetään hydratsiinin valmistuksessa ja orgaanisen kemian synteeseissä valmistettaessa kloorihydriinejä ja muita kloorattuja yhdisteitä. Sitä käytetään myös veden desinfiontiin ja on vaikuttava aine kun vettä käsitellään kloorilla, hypokloriiteilla tai kloori-isosyanuraateilla. Aineella on käyttöä myös myrkyllisten tai ei toivottujen sivutuotteiden hävittämiseen hapettamalla.
Reaktiot biomolekyylien kanssa.
Hypokloorihapoke reagoi monien biomolekyylien kanssa. Aminohappojen kanssa se reagoi muodostaen epästabiileja kloramiineja ja niitä se muodostaa myös DNA:n ja RNA:n puriini- ja pyrimidiiniemästen kanssa. Osa näistä on stabiileja ja voivat johtaa mutaatioihin. Metioniinin ja kysteiinin kanssa hypokloorihapoke reagoi hyvin nopeasti hapettaen tioliryhmät sulfonihapporyhmiksi. Hypokloorihapoke vaikuttaa myös lipideihin. Osa näistä reaktioista biomolekyylien kanssa voivat tuottaa erilaisia radikaaleja, jotka ovat erittäin reaktiivisia ja voivat muun muassa inaktivoida entsyymejä.
Hypokloorihapoke on myös osa ihmisen puolustusjärjestelmää. Sitä muodostuu vetyperoksidista ja kloridi-ioneista myeloperoksidaasientsyymin katalysoimana neutrofiili- ja monosyyttisoluissa bakteerihyökkäyksen aikana. Hypokloorihapoke saa bakteerein proteiinit koaguloitumaan, jolloin ne takertuvat toisiinsa ja bakteeri kuolee. Näin tapahtuu myös lämpökäsittelyssä ja bakteerit reagoivat hypokloorihapokkeeseen samoin kuin korkeaan lämpötilaan, erittämällä niin kutsuttuihin kaperoneihin eli kaitsijaproteiineihin kuuluvaa HSp33:a, joka pyrkii estämään koaguloitumisen.