RNBQ іспанською мовою
Гіпохлорит кальцію також відомий як хлорне вапно, оскільки його зазвичай виробляють шляхом хлорування (з хлором) гідроксиду кальцію, також відомого як "гашене вапно".
Оксид кальцію або "негашене вапно" та хлорид кальцію (хлорид кальцію) пов'язані з гіпохлоритом кальцію та гідроксидом кальцію, але є абсолютно різними речовинами.
НЕ ПУТАЙТЕ ХЛОР З ХЛОРИДОМ, АБО ХЛОРОВАНИЙ ЗВІК З ХЛОРИДОМ КАЛЬЦІЮ!
Трохи історії
Хлор був відкритий у 1774 році шведом Карлом Вільгельмом Шееле. Він обробив мінерал під назвою "піролюзит" соляною кислотою (яку Шеле назвав "морською кислотою"), і в результаті реакції утворився зеленуватий газ із задушливим, неприємним запахом. Шіле вважав, що цей газ утворився шляхом вилучення флогістону із соляної кислоти, тому він назвав газ "депологізованою морською кислотою", хоча вважав, що це кисневмісна сполука. Він отримав його в результаті реакції сірчаної кислоти з піролюзитом:
Незабаром після того, як англійський хімік Хамфрі Деві довів, що цей газ є новим елементом, і дав йому назву хлору через зеленуватого кольору (від грецького χλωρος, що означає "блідо-зелений").
Оксигеновані сполуки хлору швидко привернули науковий та комерційний інтерес. Так, наприклад, у 1787 році хімік Клод Луї Бертолле приготував перший гіпохлорит, пропускаючи хлор над розчином гідроксиду калію. Цей розчин для відбілювання (відомий як вода Хавела або гіпохлорит калію) використовувався для відбілювання тканин та виготовлення паперу. Французький хімік Антуан-Жермен Лабаррак замінив розчин гідроксиду калію розчином гідроксиду натрію, дешевшого та легшого для отримання, і отримав гіпохлорит натрію, також відомий як вода Лабаррака). Гіпохлорит натрію отримують електролізом хлориду натрію з 1801 року, що є набагато безпечнішою та вигіднішою процедурою, ніж інші синтетичні шляхи.
У 1799 році шотландські хіміки Чарльз Теннант і Чарльз Макінтош розробили процес виробництва "порошкоподібного відбілювача" шляхом взаємодії хлору з сухим гідроксидом кальцію. Цей порошкоподібний гіпохлорит, гіпохлорит кальцію, був набагато стабільнішим, ніж раніше виявлені розчини гіпохлориту. На початку 20 століття, в 1906 році, німецькому хіміку Густаву Пістору вдалося отримати гіпохлорит кальцію у вигляді порошку з більш ніж 70% "доступного хлору".
Гіпохлорит кальцію
Гіпохлорит кальцію, Ca (ClO) 2, також відомий як хлорне вапно. Це біла речовина з м’яким дотиком, молекулярна маса 142,98 г/моль, температура плавлення 100 ° С і щільність 2,35 г/см 3 (20 ° С). Номер CAS становить 7778-54-3, номер ЄС - 231-908-7, а номер ООН - 1748.
Гіпохлорит кальцію зазвичай представлений у вигляді сухого порошку у сумішах, що містять до 80% гіпохлориту кальцію, хоча найпоширенішим є 65-75% і навіть менше. Він комерційно відомий під багатьма іншими назвами, "гіпо вапно", "відбілюючий порошок", "відбілюючий порошок", "хлорне вапно", "хлорне вапно", "Капорит", "HTH", "BK порошок", "Пітчлор", «Chemichlor G», «Chlorkalk», «Losantin», «Hy-Chlor», «хлорид вапна (DOT)» тощо.
Гіпохлорит кальцію погано розчиняється у воді, приблизно 21,4 г/л (20 ° C), дисоціює на іони Ca 2+ та ClO - іони гіпохлориту. Гіпохлорит - це слабка основа, яка реагує з водою з утворенням хлористоводневої кислоти, HClO, з кислотно-лужною константою 2,904 × 10 -8 (pKa = 7,537) при 25 ° C:
ClO - + H2O ⇔ HClO + OH -
Отже, його розчинення у воді викликає лужне рН, збільшене тим, що воно супроводжується іншими речовинами, такими як гідроксид кальцію або оксид кальцію, які є сильними основами.
Крім того, гіпохлорит кальцію - це сухий порошок із сильними окислювальними властивостями. Це окислювальний матеріал, який легко дає кисень або легко реагує на окислення горючих матеріалів. Під дією тепла він розкладається на хлорид кальцію та кисень:
ПОПЕРЕДЖЕННЯ ГІПОХЛОРИТНИЙ ПОРОШОК КАЛЬЦІЮ РЕАГУЄ ЕКСПЛУАТАЦІЙНО З ОРГАНІЧНИМИ МАТЕРІАЛАМИ ТА ІНШИМИ ЗНИЖАЧИМИ АГЕНТАМИ МОЖУТЬ УТВОРИТИ ПОЖЕР ТА ВИБУХ!
Деякі гіпохлорити майже не мають запаху, а інші мають більш-менш сильний запах хлору або соляної кислоти через розкладання, яке вони зазнають під час зберігання:
Стійкість гіпохлоритів залежить головним чином від їх вмісту води, який зазвичай становить менше 1%; Гіпохлорит кальцію, що використовується в тропічних районах, відомий як "тропічний відбілювач" або тропічний відбілювач, він містить навіть менше 0,3% води. Усі тверді гіпохлорити стабільні приблизно до 80 ° C, а гіпохлорит кальцію, що використовується в тропічних районах, навіть до 100 ° C. При нагріванні до 180 ° С вони розкладаються на хлорид та кисень. Такі метали, як залізо, нікель або кобальт, знижують стійкість гіпохлоритів. Отже, сировина, яка використовується для виготовлення гіпохлоритів, не повинна мати таких металів. Гіпохлорит кальцію, що використовується в тропічних районах «Тропічний відбілювач» (з вмістом води менше 0,3%), вільний від важких металів, має термін зберігання більше 2 років, якщо правильно зберігати його.
Якщо їх не зберігати в герметичних контейнерах, гіпохлорити страждають від втрати хлору:
- реакція з водою:
- реакція з вуглекислим газом:
- реакція з водою та вуглекислим газом:
Термін "доступний вміст хлору", який також називають "активним хлором", представляє масову частку хлору, що виділяється при взаємодії продукту з соляною кислотою. Доступний вміст хлору, у% за вагою, коливається між 34-35% для тропічного гіпохлориту, 35-37% для відбілюючого порошку та 70% для високопроцентного гіпохлориту:
NaClO + 2HCl → H2O + NaCl + Cl2 (95,3% доступного хлору)
2NH2Cl + 4HCl → 2NH4Cl + 2Cl2 (137,7% доступного хлору)
2ClO2 + 8HCl → 4H2O + 5Cl2 (262,8% доступного хлору)
ОБЕРЕЖНО, ГІПОХЛОРИТИ РЕАГУЮТЬ З КИСЛОТАМИ ТА ГЕНЕРУЮТЬ ХЛОРОВИЙ ГАЗ. ХЛОРОВИЙ ГАЗ ТОКСИЧНИЙ ПРИ ВДИХАННІ!
Виробництво
Комерційні відбілювачі або порошкоподібні відбілювачі - це суміш гіпохлориту кальцію, Ca (ClO) 2, (CAS 7778-54-3), хлориду кальцію (CAS 10043-52-4) та гідроксиду кальцію, Ca (OH) 2, (CAS 1305 -62-0), що містить різну кількість води. Вони отримуються шляхом пропускання хлору через гідратоване вапно. Метод приготування Рейнфельдена Dynamit Nobel - це періодична операція, при якій гідратоване вапно, гашене вапно або гідроксид кальцію у сухому порошкоподібному вигляді обробляють рідким хлором при 45 ° C і низькому тиску (5,3 кПа) у горизонтальному реакційному барабані, постійно перемішуючи реакційну масу за допомогою обертових граблів.
Реакція твердого гідроксиду кальцію та хлору призводить до утворення суміші двохосновного гіпохлориту кальцію, Ca (ClO) 2 • 2Ca (OH) 2, (CAS 12394-14-8), та основного хлориду кальцію, CaCl2 • Ca ( OH) 2 • H2O, що відповідає перетворенню 40% доступного гідроксиду кальцію:
При подальшому хлоруванні утворюється напівосновний гіпохлорит кальцію, Ca (ClO) 2 • aCa (OH) 2, (CAS 62974-42-9) та гідратований хлорид кальцію. Після перетворення приблизно 60% гідроксиду кальцію реакція зупиняється:
Реакція сильно екзотермічна, утворюючи 1100 кДж на кг перетвореного хлору. Це тепло і низький тиск призводять до випаровування води, що утворюється під час реакції, і рідкого хлору. Отже, реакційну масу повністю висушують під вакуумом при максимальній температурі 85 ° С. Продукт являє собою відбілюючий порошок із доступним вмістом хлору 35-37%.
Для цієї реакції також може бути використаний газоподібний хлор, але реакція відбувається набагато повільніше (триває в 2-3 рази більше часу), втрати хлору більші, а вміст доступного хлору в продукті нижчий.
Тропічний відбілювач. Для зменшення вмісту води до відбілюючого порошку додають певну кількість оксиду кальцію, «негашеного вапна», який поглинає воду і перетворюється на гідроксид кальцію. Хоча ця операція зменшує доступний вміст хлору на 1-2%, "додаткове висихання" дозволяє отриманому відбілювальному порошку, відомому як тропічний відбілювач, "Тропічний відбілювач", бути стабільним до температури 100 ° С.
Високий відсоток гіпохлориту.
Тверді гіпохлорити з вмістом хлору 70% або більше можуть бути отримані хлоруванням гідроксиду кальцію або суспензії гіпохлориту кальцію. Спочатку утворюється напівосновний гіпохлорит кальцію Ca (ClO) 2 • ½Ca (OH) 2. Якщо хлорування триває, утворюється дигідрат гіпохлориту кальцію, Ca (ClO) 2 • 2H2O (CAS 10035-04-8), який потім сушать, отримуючи високий відсоток гіпохлориту. У всіх цих реакціях хлорид кальцію утворюється як побічний продукт. Деякі процеси вимагають відновлення кальцію шляхом додавання гіпохлориту натрію:
У цих випадках продукт складається переважно з гіпохлориту кальцію, хлориду натрію та води, які потім видаляються.
Розчини гіпохлориту кальцію
Якщо потрібен розчин гіпохлориту кальцію, хлоруйте вапняне молоко, суспензію гідроксиду кальцію у воді. Розчинність гідроксиду кальцію у воді становить 1,3 г/л при 20 ° C, тому для отримання розчину гіпохлориту кальцію необхідна фільтрація.
Щоб уникнути тривалого зберігання розчинів гіпохлориту, пральні воліють зберігати відбілюючий порошок, а потім готувати розчини гіпохлориту натрію, використовуючи карбонат натрію, сульфат натрію або гідроксид натрію (їдкий натр):
CaCl (ClO) + 2NaOH → NaClO + NaCl + Ca (OH) 2
Недоліком цього методу є осадження CaCO3, CaSO4 та Ca (OH) 2, що вимагає фільтрації або осадження продукту реакції перед використанням розчину гіпохлориту.
Гіпохлорит кальцію як дезінфікуючий засіб
Розчини, що містять хлор, мають універсальну дезінфікуючу активність. За правильної концентрації та достатнього часу контакту розчини гіпохлориту можна вважати хімічними стерилізантами, оскільки вони навіть здатні інактивувати спори бактерій. Однак вони також мають свої недоліки, вони їдкі для металів і живих тканин, а органічні сполуки споживають багато хлору і швидко знижують його концентрацію.
Розчини, що містять 50-500 ppm доступного хлору, ефективні проти вегетативних бактерій та більшості вірусів. Для знищення спор бактерій потрібні концентрації близько 2500 ppm з тривалим часом впливу.
Гіпохлорит кальцію як знезаражувач
Гіпохлорит кальцію застосовується як знезаражуючий засіб проти хімічних та біологічних агентів у формі водних суспензій, розчинів або навіть у формі порошку, утворюючи частину різних композицій.
| Дезактиватор | Склад |
| Відбілювач | 2–6% по масі NaClO у воді |
| HTH (гіпохлорит високого тесту) | Ca (ClO) Cl + Ca (ClO) 2 у вигляді твердої речовини у формі порошку або у вигляді 7% -ної водної суспензії, по масі. |
| STB (супер-тропічний відбілювач) | Ca (ClO) 2 + CaO у вигляді твердої речовини у вигляді порошку або у вигляді водної суспензії при 7, 13, 40 та 70% по масі. |
| Голландська пудра | Ca (ClO) 2 + MgO |
| ASH (активований розчин гіпохлориту) | Водний розчин з 0,5% Ca (ClO) 2 + 0,5% дигідрофосфату натрію, NaH2PO4 + 0,05% миючого засобу. |
| SLASH (самообмежений активований розчин гіпохлориту) | Водний розчин з 0,5% Ca (ClO) 2 + 1,0% цитрату натрію + 0,2% лимонної кислоти + 0,05% миючого засобу. |
Список літератури:
"Оксиди хлору та кислоти хлору", Енциклопедія промислової хімії Уллмана, 7-е видання.
"Довідник Білого про хлорування та альтернативні дезінфікуючі засоби", Black & Veatch Corporation, 5Ed.
"Гіпохорит кальцію", Інформаційний бюлетень 2-19, http://www.who.int/water_sanitation_health/hygiene/emergencies/fs2_19.pdf
"Гіпохлорит кальцію", інформаційний бюлетень APSP, https://apsp.org/Portals/0/PDFs/Fact%20Sheets/Calcium%20Hypochlorite%20-%20July%2029,%202014.pdf
"Солі гіпохлориту", https://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol52/mono52-8.pdf
"Гіпохлорит кальцію (CaCl2O2)/Гіпохлорит натрію (NaOCl)", ATSDR, http://www.atsdr.cdc.gov/MHMI/mmg184.pdf
"Сухий гіпохлорит кальцію", http://theprovidentprepper.org/wp-content/uploads/2015/07/calcium-hypochlorite-instructions.pdf
"Вибір та використання хімічних дезінфікуючих засобів", http://www.memphis.edu/ehs/pdfs/disinfectant.pdf
"Хімічні бойові речовини: токсикологія та лікування", Тімоті К. Маррс, Роберт Л. Мейнард та Фредерік Р. Сіделл.