Химические свойства гипохлорита натрия уравнения реакций

И вот в этих «адских» для ГПХН условиях от него нужно добиться максимальной отдачи.
Как это делается на практике? Вообще все начинается еще на этапе проектирования бассейна. При размещении оборудования циркуляционной петли бассейна стараются сделать так, чтобы от точки внесения в воду дезинфектанта до поступления воды в бассейн между ними был бы максимальный временной контакт. Поэтому точкой введения дезинфектанта обычно является напорный трубопровод циркуляционного насоса, т.е. максимально удаленная точка от возвратных форсунок. Там же устанавливается датчик измерения рН, а корректирующий состав вводится на всасывающем патрубке циркуляционного насоса, который служит в этом случае своеобразным узлом смешения. Подогреватель воды в бассейне размещают как можно ближе к возвратным форсункам, чтобы, во-первых, сократить потери тепла, а во-вторых, раньше времени не начинать деструкцию ГПХН.

Ну а теперь опишем алгоритм выполнения операций при эксплуатации бассейна:

• Вначале определяются значениярН и Red-Ox потенциала. Первый показатель необходим для корректировки значения рН до оптимального значения: 7,2 – 7,4. Второй служит своеобразным индексом загрязненности воды, поступающей из бассейна, и предназначен для предварительного определения дозы дезинфектанта, который будет внесен в обрабатываемую воду. Такой контроль можно выполнить как вручную с помощью соответствующих приборов, так и автоматически с помощью встроенных в циркуляционный контур датчиков и вторичных приборов – контроллеров.
• Вторым этапом является собственно корректировка рН, т.е. в зависимости от измеренного значения в воду вносят реагенты, снижающие или повышающие значение рН (последние, как правило, применяются чаще, т.к. в процессе эксплуатации бассейна вода «закисляется»). Контроль значения рН проводят также как и в предыдущем случае. А вот внесение реагентов можно сделать как вручную (для бассейнов с небольшим объемом воды), так и автоматически (что чаще всего применяется для общественных бассейнов). В последнем случае дозирование рН корректирующих реагентов производиться с помощью насосов-дозаторов, которые имеют встроенный рН контроллер.
• И наконец, производят ввод рабочего раствора ГПХН в обрабатываемую воду, который осуществляют методом пропорционального дозирования с помощью насосов-дозаторов. При этом пропорциональное дозирование (управление насосом-дозатором) производится по сигналу датчика хлора, установленного либо непосредственно в трубопроводе (желательно непосредственно перед подогревателем). Существует еще один метод контроля качества дезинфекции воды в бассейне и управления насосом-дозатором – контроль Red-Ox потенциала, т.е. косвенное измерение активного хлора в воде. После узла ввода ГПХН обычно устанавливают динамический смеситель или делают несколько крутых поворотов напорного трубопровода циркуляционного насоса для тщательного перемешивания обрабатываемой воды с рабочим раствором ГПХН. И то и другое вносит дополнительное сопротивление на линии возврата воды в бассейн. Это нужно учитывать при подборе циркуляционного насоса.

Как мы убедились, процесс дезинфекции воды в бассейне достаточно сложен и включает в себя несколько стадий. Поэтому для полной автоматизации этого процесса и исключения из него «человеческого» фактора были разработаны системы дозирования, состоящие из одного, двух или даже трех насосов-дозаторов, контроллеров, датчиков, электрохимических ячеек и т.д. Их описание можно найти на этой страничке.
Дозирование гипохлорита марки «Э» мало чем отличается от дозирования стабилизированных препаратов на основе гипохлорита натрия марки «А». Разве что появляется необходимость отслеживания общего солесодержания воды в бассейне, поскольку гипохлорит марки «Э», содержит поваренную соль (см. описание процесса получения). Поэтому при его дозировании эта соль поступает в обрабатываемую воду и повышает общее солесодержание (с учетом того, что система рециркуляции замкнута, а общий приток свежей воды составляет всего лишь 10% от объема).

3.2. Обработка бытовых и промышленных сточных вод

Очистка сточных вод заключается в их обезвреживании и обеззараживании.
Обеззараживание сточных вод может производиться несколькими методами: хлорированием, озонированием и УФ-излучением.
Обеззараживание (хлором, гипохлоритом натрия, или прямым электролизом) бытовых сточных вод и их смесей с производственными стоками производится после их очистки. При раздельной механической очистке бытовых и производственных вод, но совместной их биологической очистке, допускается (СНиП 2.04.03-85) предусматривать обеззараживание только бытовых вод после их механической очистки с дехлорированием их перед подачей на биологическую очистку. Вопрос об отводе сточных вод, после обеззараживания должен решаться в каждом конкретном случае по согласованию с территориальными учреждениями Госсанэпидслужбы в соответствии требованиями СанПиН 2.1.2.12-33-2005 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».
Перед обеззараживанием сточные воды осветляют, освобождая их от взвешенных частиц (механическая очистка), а затем уже осветленные воды окисляют биологическим путем (биологическая очистка). Биологическая очистка осуществляется двумя методами: 1) интенсивным (искусственная очистка) и 2) экстенсивным (естественная очистка).
Интенсивный метод позволяет очищать сточную жидкость на специальных очистных сооружениях, располагающихся на небольшой территории, но требует затрат электроэнергии, строительства очистных сооружений, квалифицированного персонала для управления ими и хлорирования. К сооружениям интенсивной очистки относятся аэротенки и биоокислители (биологические фильтры, перколяторы).
Экстенсивный метод требует большей территории, но менее дорогой в строительстве и эксплуатации и дает сток, свободный от яиц гельминтов и патогенных бактерий. Хлорирование в этом случае не требуется. К сооружениям экстенсивной очистки относятся биологические пруды, поля орошения и поля фильтрации.

Хлорирование сточных вод.
Хлорирование применяется для обработки бытовых и промышленных вод, для разрушения животных и растительных микроорганизмов, устранения запахов (особенно образующихся из серосодержащих веществ), обезвреживания промышленных стоков, например, от цианистых соединений.
Сточные воды характеризуются высокой степенью органической нагрузки. Эмпирически установленные значения обеззараживающих концентраций активного хлора в сточных водах могут достигать 15 мг/л. Поэтому необходимые дозы активного хлора и продолжительность контакта его со сточной водой определяют пробным хлорированием. Для предварительных расчетов обеззараживания сточных вод принимают следующие дозы активного хлора: после механической очистки – 10 мг/л; после полной искусственной биологической очистки – 3 мг/л, после неполной – 5 мг/л.
Производительность установки для хлорирования рассчитывают на принятую дозу активного хлора с коэффициентом 1,5. Продолжительность контакта хлора с обеззараживаемой водой зависит от формы соединений хлора. Для свободного активного хлора продолжительность контакта составляет 0,5 ч, для связанного активного хлора – 1 ч. Остаточный хлор после контакта со сточной водой должен включать: свободный активный хлор – 1 мг/л, связанный активный хлор – 1,5 мг/л.
Доза активного хлора должна превышать удельную величину хлорпоглощения воды таким образом, чтобы возникающая при этом концентрация активного хлора в воде обеспечивала требуемый технологический эффект (уровень обеззараживания, степень осветления и т.д.). При расчете дозы активного хлора для обработки загрязненной воды должна учитываться величина ее хлорпоглощения, определяемая в соответствии с требованиями стандарта ASTM D 1291-89.
При необходимости борьбы с энтеровирусами предусматривают двойное хлорирование: первичное хлорирование после полной биологической очистки и вторичное — после дополнительного фильтрования или отстаивания воды. Дозы активного хлора для первичного хлорирования при борьбе с энтеровирусами принимают 3 – 4 мг/л при контакте продолжительностью 30 мин, вторичного 1,5 – 2 мг/л при контакте 1,5 – 2 ч.
Хлорирование может быть использовано для обработки воды, содержащей аммоний. Процесс осуществляют при температуре выше 70 о С в щелочной среде с добавлением CaCl₂ или СаСО₃ для разложения соединений аммиака.
В ходе обработки вод, содержащих гуминовые вещества, последние превращаются в хлороформы, дихлоруксусную кислоту, трихлоруксусную кислоту, хлоральдегиды и некоторые другие вещества, концентрация которых в воде значительно ниже.
Для очистки от фенолов (содержание 0,42-14,94 мг/л) используют 9% раствор гипохлорита натрия в количестве 0,2-8,6 мг/л. Степень очистки достигает 99,99%. При хлорировании воды, содержащей фенолы, происходит образование фенолоксифенолов.
Известны данные об использовании гипохлорита натрия для удаления ртути из сточных вод.
Хлорирование сточных вод жидким хлором при помощи хлораторов имеет более широкое применение по сравнению с процессом, где используется ГПХН. Жидкий хлор вводят в сточную воду либо непосредственно (прямое хлорирование), либо при помощи хлоратора. Подробнее об этих процессах мы расскажем при рассмотрении процесса дезинфекции (хлорировании) питьевой воды.
При использовании в качестве хлорагента гипохлорита натрия ввод рабочего раствора ГПХН в обрабатываемую воду осуществляют методом пропорционального дозирования с помощью насосов-дозаторов .
Гигиенические требования к организации и контролю за обеззараживанием сточных вод установлены в методических указаниях МУ 2.1.5.800-99.

3.3. Использование гипохлорита натрия в пищевой промышленности

Высокий риск для здоровья потребителя всегда вызывается испорченными пищевыми продуктами, что ни в коей мере нельзя недооценивать. Чаще всего порча пищевых продуктов вызывается микроорганизмами, которые во время технологического процесса изготовления пищевого продукта попадают на него с плохо очищенных и некачественно продезинфицированных поверхностей технологического оборудования, из плохо подготовленных воды, воздуха, из некачественного сырья, из некорректно отведенных промывных вод, и, наконец, от производственного персонала.
Но основным источником микроорганизмов в пищевой промышленности является пыль. На всех участках пищевого производства обсемененность микроорганизмами возникает в труднодоступных местах: сложного оборудования, крышках баков, емкостей, провисающих трубопроводах, швах, стыках, закруглениях и пр. Поэтому решающее значение для получения продукции хорошего качества в пищевой индустрии имеет строгое соблюдение технологического режима производства, высокое санитарное состояние предприятия и проведение мероприятий по мойке и дезинфекции, как оборудования, так и производственных помещений с систематическим микробиологическим контролем.
Еще в начале восьмидесятых годов ХХ века Институтом биологии и ее применения к проблемам питания (г.Дижоне , Франция) было проведено изучение средств дезинфекции, используемых в пищевой промышленности. При этом ГПХН был оценен среди этих продуктов по первому классу как наиболее пригодный для этих целей и наиболее экономичный. Он показал высокую эффективность в отношении почти всех растительных клеток, спор и бактерий. По этой причине гипохлорит натрия находит широкое применение в пищевой промышленности для дезинфекции с целью уничтожения ракообразных и моллюсков; для различных промывок; для борьбы против бактериофагов в сыроваренной промышленности; для дезинфекции резервуаров, загонов для скота.
Но в пищевой промышленности дезинфицирующие средства выбираются каждый раз целенаправленно в соответствии с предъявляемыми требованиями. Так, требования к дезинфицирующему средству при переработке молока могут отличаться или быть вообще другими, чем, например, в пивоваренном производстве либо при производстве безалкогольных напитков, либо в мясоперерабатывающем производстве. В общем, целью применения определенного вида дезинфектанта для определенной подотрасли пищевой промышленности является уничтожение или редукция не всех микроорганизмов, а исключительно вредных для производимой продукции (влияющих, как правило, на качество и срок хранения продукции), а также патогенных микроорганизмов.
Поэтому в РФ были разработаны санитарные нормы и правила, касающиеся обеспечения микробиологической безопасности для каждой из подотраслей пищевых производств. Приведем некоторые из них:

1. СП 3244-85 « Санитарные правила для предприятий пивоваренной и безалкогольной промышленности».
2. ИК 10-04-06-140-87 «Инструкция санитарно-микробиологического контроля пивоваренного и безалкогольного производства».
3. СанПиН 2.3.4.551-96 «Производство молока и молочных продуктов. Санитарные правила и нормы».
4. «Инструкция по санитарной обработке оборудования на предприятиях молочной промышленности».
5. «Инструкция по санитарной обработке оборудования при производстве жидких, сухих и пастообразных молочных продуктов детского питания».
6. СП 3238-85 «Санитарные правила для предприятий мясной промышленности».
7. СП 2.3.4.002-97 «Предприятия пищевой промышленности. Санитарные правила для мясоперерабатывающих предприятий малой мощности».
8. «Инструкция по санитарной обработке технологического оборудования и производственных помещений на предприятиях мясной промышленности» (утв. в 2003 г.).
9. СанПиН 2.3.4.050-96 «Предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности (технологические процессы, сырье). Производство и реализация рыбной продукции. Санитарные правила и нормы».
10. «Инструкция по санитарно-микробиологическому контролю производства пищевой продукции из рыбы и морских беспозвоночных.» (№ 5319-91. Л., Гипрорыбфлот, 1991).
11. «Инструкция по санитарной обработке технологического оборудования на рыбообрабатывающих предприятиях и судах.» (№ 2981-84. М., Транспорт, 1985).

Помимо своих специфических критериев и соответствующего случаю применения дезинфектанта необходимой эффективности и селективности, химические дезинфицирующие средства в пищевой промышленности выбираются исходя из того, как будут они применяться «открытым» или «закрытым» способом.
При дезинфекции в закрытой системе (метод CIP) в результате использования широко распространенного на сегодняшний день автоматического пропорционального дозирования, а также автоматического управления процессом мойки и дезинфекции, как правило, не происходит прямой контакт между обслуживающим персоналом и химическим продуктом (за исключением момента приготовления рабочего раствора). Поэтому в этом случае нет прямой потенциальной опасности для обслуживающего персонала в отношении опасных и агрессивных сред, какими являются дезинфектанты и их растворы.
При открытом способе дезинфекции, где необходим ручной метод обработки, наблюдается обратная ситуация. Здесь обслуживающий персонал с одной стороны должен следить за тем, чтобы избежать прямого контакта с химическим продуктом, используя средства индивидуальной защиты, а с другой стороны по возможности использовать максимальные дезинфицирующие возможности продукта.
В пищевой промышленности применяются, как правило, не чистые активные дезинфицирующие вещества, а их разбавленные растворы, которые помимо активных веществ содержат некоторое количество вспомогательных средств. Этими веществами могут быть: поверхностно-активные вещества для улучшения смачивания подлежащих дезинфекции поверхностей; комплексообразователи для снижения жесткости воды; эмульгаторы и диспергаторы для равномерного распределения реагента по обрабатываемой поверхности и т.д.
Кроме того, поскольку любой дезинфектант «активно работает» в определенном диапазоне значений рН, то в зависимости от основного вещества (дезинфектанта) готовые к применению дезинфицирующие растворы или их концентраты должны иметь кислую, нейтральную или щелочную среду. Несколько примеров: как мы убедились, гипохлорит натрия и хлорсодержащие соединения проявляют наибольшую активность только в щелочной среде, а надуксусная кислота более эффективна в кислой среде. Четвертичные аммонийные соединения в кислой среде рН резко теряют свои дезинфицирующие свойства, а альдегиды можно использовать и в кислой, и нейтральной средах и т.д.
Дезинфекция с помощью хлорагентов достаточно распространена в пищевой промышленности. В данной публикации мы остановимся только на дезинфицирующих хлорсодержащих препаратах, которые имеют в своем составе гипохлорит натрия.
В самом начале необходимо отметить, что, как правило, все дезинфицирующие средства на основе ГПХН, применяемые в пищевой промышленности, помимо своего основного назначения – разрушения бактерий и вирусов, грибов и плесени, удаляют масла, жиры, белки, остатки крови, пятна чая, кофе, фруктов и т.д., поскольку обладают отбеливающими свойствами. Все дезинфицирующие средства на основе ГПХН поставляются в концентрированном виде, а рабочий раствор готовится на месте путем разбавления концентрата. Как правило, все средства щелочные (значение рН рабочего раствора колеблется в пределах от 11 до 13). Связано это с химическими свойствами ГПХН, которые мы рассматривали ранее. Содержание активного хлора в рабочем растворе колеблется от 60 до 240 мг/л. В таблице приведены некоторые из наиболее популярных дезинфицирующих и моющих средств на основе ГПХН.

Cid Lines NV/SA,
Бельгия

Принятые в таблице обозначения: С – силикаты; П – поверхностно-активные вещества, О – отдушки; Ф – фосфаты; А – альдегиды; И – ингибиторы коррозии; СЖ – стабилизаторы жесткости; К – комплексообразователи.

Нам хорошо известно, что решающим фактором при приобретении какого-либо пищевого продукта являются его вкусовые характеристики. Поэтому технологи пищевой промышленности неохотно используют средства дезинфекции с хлорсодержащими агентами, поскольку активный хлор уж очень «активно влияет» на вкус и запах продукции. Исключение составляет наружная дезинфекция технологического оборудования, ввиду того, что хлор обладает замечательным пролонгирующим действием. Гипохлорит натрия относится к числу таких средств. Обычно для дезинфекции технологического оборудования применяют раствор ГПХН, содержащий 30-40 мг/л активного хлора. Бактерицидное действие гипохлорита натрия проявляется после нанесения раствора при 20-25оС и его экспозиции в течение 3-5 минут. Правда, в этом случае надо учитывать коррозионную активность растворов ГПХН, поэтому для снижения коррозирующего действия используют смесь гипохлорита натрия, каустической соды и метасиликата натрия (препарат «Гипохлор»). Коррозионная активность этого препарата в 10-15 раз меньше, чем обычного гипохлорита натрия.
Что касается обработки внутренних полостей технологического оборудования пищевой промышленности, то ГПХН активно вытесняется препаратами, не содержащими хлор.

3.4. Использование гипохлорита в рыбоводстве

Рыбоводные пруды, орудия лова, живорыбная тара, рыбоводный инвентарь, а также спецодежда и обувь лиц, участвующих в проведении рыбоводных и ветеринарно-санитарных мероприятий, подлежат периодической очистке и дезинфекции (дезинвазии). Чаще всего для этого используется хлорная известь. Однако в последнее время для этой цели стали использовать гипохлорит натрия в виде разбавленных растворов.
Достаточно активно ГПХН используется при дезинфекции рыболовных сетей, сачков и баков из пластика для хранения рыбы.
При использовании растворов ГПХН в рыбоводстве следует выполнять пересчет концентрации активного хлора, получающейся при использовании растворов хлорной извести и растворов ГПХН. При этом руководствуются: «Ветеринарно-санитарными правилами для рыбоводных хозяйств» и «Инструкцией по ветеринарному надзору за перевозками живой рыбы, оплодотворенной икры, раков и других гидробионтов».

3.5. Использование гипохлорита в здравоохранении

Уже первой мировой войне гипохлорит натрия как антисептик с успехом применяли для перевязок при лечении ран и ожогов. Однако в то время чисто технические трудности массового производства, да и не очень хорошее качество препарата способствовали подписанию ему чуть ли не обвинительного приговора. Кроме того «подоспели» новые, как тогда казалось, более эффективные лекарства, и вскоре о гипохлорите забыли. и вспомнили в 60-е годы ХХ века во время войны во Вьетнаме. Там в обстановке, когда требовалось использовать наиболее действенные средства борьбы с инфекцией, отдавали предпочтение гипохлориту натрия, а не новейшим антибиотикам. Такая симпатия объяснялась не только высокой эффективностью ГПХН, но и универсальностью препарата. Ведь во фронтовых условиях вместо дюжины упаковок лучше иметь под рукой один флакон с раствором, которым можно и рану промыть, и кожу перед операцией продезинфицировать, и инструменты обработать.
Мы как-то привыкли, что за каждым названием лекарства стоит расшифровка его сложной химической формулы. Покупая самые разные препараты, мы не интересуемся этими премудростями, лишь бы помогло. А вот гипохлорит натрия такого внимания заслуживает. Оказывается, что в умеренных концентрациях гипохлорит совершенно безопасен для человека. Гипохлорит, как не странно, удивительно хорошо «вписывается» в работу систем организма, отвечающих за защиту от инфекции и восстановление поврежденных тканей. Они воспринимают его как что-то родное и знакомое. А он действительно «свой»: в малых количествах ГПХН постоянно вырабатывается лейкоцитами, призвание которых как раз в том и состоит, чтобы бороться с инфекцией. Ни для кого не секрет: одни и те же болезнетворные микробы по-разному воздействуют на разных людей: кто-то даже не заметит их нападения, кто-то почувствует легкое недомогание, а у кого-то болезнь принимает тяжелое, подчас фатальное течение. Повышенная восприимчивость к инфекции связана, как известно, с ослаблением защитных сил организма. Гипохлорит в организме человека не только уничтожает микробы, но и «настраивает» иммунную систему на их распознавание (и это одно из важнейших его свойств).
При тяжелых заболеваниях, обширных ранах, ожогах, после длительного сдавления тканей и серьезных операций, как правило, развивается самоотравление организма продуктами распада тканей. Накапливающиеся в организме токсические вещества повреждают органы, ответственные за их нейтрализацию и удаление. Могут значительно нарушиться функции почек, печени, легких, головного мозга. Помочь этому можно только извне. В этом случае обычно проводится гемосорбция – кровь больного пропускают через специальные фильтры-сорбенты. Однако не все токсины поглощаются этими фильтрами или поглощаются не полностью.
Альтернативой гемосорбции послужил метод электрохимической детоксикации – внутривенного введения гипохлорита натрия, которое можно назвать отечественным «ноу-хау» (мы уже упоминали о нем рассматривая бактерицидные свойства гипохлорита натрия. Сегодня трудно точно вспомнить, что послужило толчком к изучению его нашими учеными. Поиски нетрадиционных средств, а может, просто любознательность. Но гипохлориту повезло – сотрудники НИИ физико-химической медицины (а именно в этом институте проводили исследования и активно внедряли в медицинскую практику гемосорбцию, плазмоферез, ультрафиолетовое облучение крови. ) «взяли его в оборот». Их интерес к гипохлориту натрия отличала одна существенная особенность: вода, из которой гипохлорит образуется, — неотъемлемая основа всех биологических процессов. Препарат в отличие от других, применяемых в подобных случаях, не выводит яды из организма – он просто расщепляет их до нейтральных молекул, не причиняющих никакого вреда. Токсины стремительно сгорают в активном кислороде гипохлорита, и состояние пациента улучшается на глазах: нормализуются давление, частота сердечных сокращений, работа почек, улучшается дыхание, и человек приходит в сознание. Удается избавиться от токсинов, которые никаким другим путем не удалить из организма. По свидетельству реаниматологов, метод позволяет с высокими шансами на успех оперировать больных, считавшихся ранее безнадежными.
Гипохлорит практически не вызывает столь распространенных в наше время аллергических реакций, чем как раз грешат многие антибиотики. Но в отличие от антибиотиков, избирательно убивающих определенные виды бактерий, гипохлорит натрия уничтожает практически любые болезнетворные микроорганизмы, вплоть до вирусов, а те микробы, которые при контакте с ним «случайно уцелели», резко теряют свою вредоносную активность и становятся легкой добычей других элементов иммунной системы. Интересно, что бактерии, слегка «поврежденные» гипохлоритом, теряют устойчивость и к воздействию антибиотиков.
По данным разных авторов раствор гипохлорита натрия успешно применяется при хирургической гнойной патологии, как в качестве бактерицидного препарата для обработки ран, так и в качестве инфузионного детоксицирующего раствора для внутривенного введения в центральные вены. Гипохлорит натрия может вводиться в организм всеми возможными способами, при этом он выполняет не только детоксикационно-окислительную функцию печени, но также стимулирует биологические и молекулярные механизмы фагоцитоза. Тот факт, что гипохлорит натрия непосредственно образуется в макрофагах при фагоцитозе, позволяет говорить о его естественности и физиологичности и относит применение растворов гипохлорита к экологически чистым немедикаментозным методам лечения.
Причем, применение раствора гипохлорита натрия оказалось эффективным не только в гнойной хирургии, урологии и гинекологии, но и в пульмонологии, фтизиатрии, в гастроэнтерологии, стоматологии, в дерматовенерологии и токсикологии. В последнее время с успехом применяется не только бактерицидное свойство гипохлорита натрия, но и его высокая детоксицирующая активность.
Анализ использования различных биологических детоксицирующих систем (гемосорбция, гемодиализ, форсированный диурез и др.) указал только на перспективность применения системы электрохимического окисления как наиболее эффективного, физиологичного и технически несложного метода детоксикации организма.
Выраженный лечебный эффект гипохлорита натрия при ряде заболеваний и состояний организма связан не только с его детоксикационными свойствами, но и с его способностью улучшать показатели крови, повышать иммунный статус, оказывать противовоспалительное и антигипоксическое воздействия.
Ведущей реакцией, детоксицирующей токсины и продукты метаболизма в организме, является их окисление на специальном детоксицирующем ферменте — цитохроме Р-450. Физиологический эффект обусловлен тем, что окисленные субстанции в организме становятся растворимыми в воде (гидрофобные токсины превращаются в гидрофильные) и благодаря этому активно включаются в процессы других метаболических превращений и выводятся наружу. В общем виде этот процесс в клетках печени представляется как окисление, усиленное молекулярным кислородом и катализированное цитохромом Р-450. Эту важнейшую детоксицирующую функцию печени не способна полностью компенсировать ни одна другая система организма. При тяжелых формах интоксикации печень не справляется полностью со своими дезинтоксикационными функциями, что приводит к отравлению организма и усугублению патологических процессов.
Иммитируя монооксидазную систему организма, гипохлорит натрия оказывает значительную помощь в естественных детоксицирующих функциях организма как при эндотоксикозах, так и при экзотоксикозах, а в случае с токсальбуминами он оказался, просто не заменим.
Растворы гипохлорита натрия и кальция используют взамен хлорной извести при текущей, заключительной и профилактической дезинфекции для обеззараживания различных предметов и выделений в очагах инфекционных заболеваний, а также для обеззараживания специальных объектов. Обеззараживание проводят орошением, протиранием мытьем, замачиванием объектов, не портящихся при таком способе обработки.
Скученность людей на ограниченной площади, недостаточное отопление, повышенная влажность, неполноценное питание, сложность строгого соблюдения адекватного санитарно-противоэпидемического режима – знакомая ситуация в палаточном городке зоны катастроф. В этих условиях доказана эффективность применения лекарственного раствора гипохлорита натрия в хирургии, оториноларингологии, терапии при профилактике заболеваемости, как беженцев, так и медицинского персонала. Простота изготовления рабочего раствора, хорошие результаты в борьбе с многочисленными возбудителями инфекций, иногда устойчивыми к действию практически всех антибиотиков, позволили рекомендовать растворы ГПХН для широкого применения при оказании медицинской помощи.
Лечение растворами гипохлорита натрия позволяет не только равноценно компенсировать острый дефицит ряда дорогих лекарственных средств, но и перейти на качественно новый уровень медицинской помощи. Дешевизна, доступность и универсальность этого лекарственного раствора дает возможность в наше непростое время хотя бы частично восстановить социальную справедливость и обеспечить качественной помощью население и в удаленной сельской больнице, и в любой точке России, где только есть врач.
Эти же достоинства делают его важным компонентом для поддержания высоких гигиенических стандартов во всем мире. Особенно ярко это проявляется в развивающихся странах, где использование ГПХН стало решающим фактором для остановки эпидемий холеры, дизентерии, брюшного тифа и других водных биотических заболеваний. Так, при вспышке холеры в странах Латинской Америки и Карибского бассейна в конце XX века благодаря гипохлориту натрия удалось свести к минимуму заболеваемость и смертность, о чем было сообщено на симпозиуме по тропическим болезням, проводимого под эгидой Института Пастера.

3.6. Использование ГПХН для отбеливания белья в фабриках-прачечных

Считается, что отбеливание белья при промышленной стирке – самая потенциально опасная операция из всех операций, применяемых в стирке белья, а отбеливатель, соответственно, – самое опасное вещество для ткани. Большинство отбеливателей, применяемых при промышленной стирке, являются сильными окислителями, под воздействием которых большинство окрашенных веществ после их окисления становятся или бесцветными, или растворимыми в воде. И как любой окислитель, отбеливатель одновременно «атакует» как пятна, так и волокна ткани. Поэтому всегда при отбеливании побочным процессом будет разрушение волокна ткани. Отбеливатели, применяемые при промышленной стирке, бывают трех типов: пероксидные (перекисные или кислородосодержащие), хлорные и серосодержащие. В рамках данной публикации мы остановимся только на одном из хлорсодержащих отбеливателей тканей – гипохлорите натрия.
Отбеливание тканей с помощью ГПХН имеет более чем двухсотлетнюю историю. Историческое название раствора гипохлорита натрия, применяемого для отбеливания, – лабарракова вода или жавелевая вода. Как это не покажется странным, но за два столетия в технологии отбеливания тканей с помощью растворов ГПХН практически ничего не изменилось. Гипохлорит натрия широко используется в качестве отбеливателя и пятновыводителя в текстильном производстве и промышленных прачечных и химчистках. Он может быть безопасно использован для многих видов тканей, включая хлопок, полиэстер, нейлон, ацетат, лён, вискозу и другие. Он очень эффективен для удаления следов почвы и широкого спектра пятен в том числе, кровь, кофе, трава, горчица, красное вино и т. д.
Отбеливающие свойства гипохлорита натрия основаны на образовании ряда активных частиц (радикалов) и, в частности, синглетного кислорода, обладающего высоким биоцидным и окислительным действием (подробнее см. в статье «Хлорирование питьевой воды»), образующегося при разложении гипохлорита:

NaOCl → NaCl + [O].

Поэтому без гипохлорита натрия не обойтись при отбелке больничного белья или белья, пораженного плесенью.
Отбеливающие (окислительные) свойства растворов гипохлорита натрия зависят от его концентрации, рН раствора, температуры и времени воздействия. И хотя мы их уже рассматривали в разделе 2 настоящей публикации, немного повторимся применительно к процессу отбеливания.
В общем, чем выше концентрация ГПНХ в растворе (больше активность ГПХН) и дольше время воздействия, тем выше эффект отбеливания. А вот зависимость активности воздействия от температуры имеет более сложный характер. Он прекрасно «работает» уже при низких температурах (

40°С). При повышении температуры (вплоть до 60°С) активность отбеливателя на основе ГПНХ растет линейно, а при более высокой температуре наблюдается экспоненциальная зависимость роста активности отбеливателя.
Зависимость отбеливающих свойств ГПХН от значения рН напрямую связана с химическими свойствами ГПХН.При высоком значении рН среды (рН>10) активность отбеливателя на основе ГПНХ относительно невелика, т.к. в процессе отбеливания в основном участвует активный кислород – он действует довольно медленно. Если значение рН среды начать уменьшать, то активность отбеливателя вначале увеличивается, достигая максимума при оптимальном значении рН=7 для гипохлорита, а затем ростом кислотности активность снова снижается, но медленнее, чем это наблюдается при росте рН в щелочную сторону.
В промышленной стирке операцию отбеливания обычно совмещают с операциями стирки и полоскания, а не проводят ее отдельно. Это удобнее и быстрее. При этом длительность самих операций увеличивают, чтобы отбеливатель успел бы обработать все вещи закладки равномерно. При этом также следят, чтобы отбеливатель на основе ГПХН не был слишком активным, поскольку при его слишком активной реакции он будет израсходован до того, как сможет проникнуть в центр закладки, что повлияет на процесс выведения пятенв центре закладки,а волокна тканей, находящихся на поверхности закладки,получат дополнительные повреждения.
Британской Ассоциацией «Стирка и Чистка» (British Launderers Research Association, BLRA) были разработаны рекомендации по применению гипохлорита натрия при выведении пятен и отбеливании тканей в процессе промышленной стирки. Приведем некоторые из них:

• Рабочий раствор отбеливателя на основе ГПХН следует использовать с моющей жидкостью, имеющей щелочной рН, или в смеси с мылом или с синтетическим детергентом, чтобы отбеливатель «работал» медленнее и более или менее равномерно пропитывал весь объем закладки.
• Необходимо добавлять такое количество жидкого товарного раствора гипохлорита натрия, чтобы концентрация свободного хлора была примерно равна 160 мг/л для раствора в машине или 950 мг/кг для сухого веса закладки.
• Температура той жидкости, куда вносится отбеливатель, не должна превышать 60°С.

Как утверждают специалисты BLRA, если следовать этим рекомендациям, то в процессе отбеливания при использовании ГПХН удаляется большинство обычных пятен, а ткань получает минимальные повреждения.

3.7. Дезинфекция питьевой воды

Дозу хлора устанавливают технологическим анализом из расчета, чтобы в 1 л воды, поступающей к потребителю, оставалось 0,3…0,5 мг хлора, не вступившего в реакцию (остаточного хлора), который является показателем достаточности принятой дозы хлора. За расчетную следует принимать ту дозу хлора, которая обеспечивает указанное количество остаточного хлора. Расчетная доза назначается в результате пробного хлорирования. Для осветленной речной воды доза хлора обычно колеблется в пределах 1,5 – 3 мг/л; при хлорировании подземных вод доза хлора чаще всего не превышает 1– 1,5 мг/л; в отдельных случаях может потребоваться увеличение дозы хлора из-за наличия в воде закисного железа. При повышенном содержании в воде гуминовых веществ требуемая доза хлора возрастает.
После введения хлорагента в обрабатываемую воду должны быть обеспечены хорошее смешивание его с водой и достаточная продолжительность (не менее 30 мин) его контакта с водой до подачи ее потребителю. Контакт может происходить в резервуаре фильтрованной воды или в трубопроводе подачи воды потребителю, если последний имеет достаточную длину без водозабора. При выключении на промывку или ремонт одного из резервуаров фильтрованной воды, когда не обеспечивается время контакта воды с хлором, доза хлора должна быть увеличена вдвое.
Хлорирование уже осветленной воды обычно производят перед поступлением ее в резервуар чистой воды, где и обеспечивается необходимое для их контакта время.
Вместо хлорирования воды после отстойников и фильтров в практике водоочистки иногда применяют хлорирование ее перед поступлением на отстойники (предварительное хлорирование) – до смесителя, а иногда перед подачей на фильтр.
Предварительное хлорирование способствует коагуляции, окисляя органические вещества, которые тормозят этот процесс, и, следовательно, позволяет уменьшить дозу коагулянта, а также обеспечивает хорошее санитарное состояние самих очистных сооружений. Предварительное хлорирование требует повышения доз хлора, так как значительная часть его идет на окисление органических веществ, содержащихся в еще неосветленной воде.
Вводя хлор до и после очистных сооружений, можно снизить общий расход хлора по сравнению с расходом его при предварительном хлорировании, сохранив преимущества, даваемые последним. Такой метод носит название двойного хлорирования.

Обеззараживание хлором.
Коротко мы уже рассматривали вопрос об аппаратурном оформлении процесса хлорирования воды с использованием жидкого хлора в качестве хлорагента. В данной публикации мы остановимся на тех аспектах, которые нами не были отражены.
Обеззараживание воды жидким хлором имеет пока более широкое применение по сравнению с процессом, где используется ГПХН. Жидкий хлор вводят в обрабатываемую воду либо непосредственно (прямое хлорирование), либо при помощи хлоратора – устройства, которое служит для приготовления раствора хлора (хлорной воды) в водопроводной воде и его дозировании.
Для дезинфекции воды чаще всего применяют хлораторы непрерывного действия, лучшими из них считаются вакуумные, в которых дозируемый газ находится под разрежением. Это предотвращает проникание газа в помещение, что возможно при напорных хлораторах. Вакуумные хлораторы выпускаются двух типов: с жидкостным измерителем расхода хлора и газовым измерителем расхода хлора.
В случае использования прямого хлорирования должно быть обеспечено быстрое распределение хлора в обрабатываемой воде. Для этой цели служит диффузор приспособление, при помощи которого хлор вводится в воду. Слой воды над диффузором должен быть около 1,5 м, но не меньше 1,2 м.
Для смешивания хлора с обрабатываемой водой могут быть применены смесители любого типа, устанавливаемые перед контактными резервуарами. Наиболее простым является ершовый смеситель. Он представляет собой лоток с пятью вертикальными перегородками, поставленными перпендикулярно или под углом 45° против течения воды. Перегородки суживают сечение и вызывают вихреобразное движение, при котором хлорная вода хорошо смешивается с обрабатываемой. Скорость движения воды через суженное сечение смесителя должна быть не менее 0,8 м/сек. Дно лотка смесителя устраивается с уклоном, равным гидравлическому уклону.
Далее смесь обрабатываемой воды и хлорной воды направляется в контактные емкости.

Итак, налицо основные преимущества применения хлора для хлорирования воды:

1. Концентрация активного хлора – 100% чистого вещества.
2. Качество продукта – высокое, устойчивое, не изменяющееся при хранении.
3. Простота реакции и предсказуемость дозы.
4. Доступность массовых поставок – может транспортироваться специальными автоцистернами, бочками и баллонами.
5. Хранение – легко хранить на складах временного хранения.

Именно поэтому в течение многих десятилетий сжиженный хлор являлся наиболее надежным и универсальным средством обеззараживания воды в системах централизованного водоснабжения населенных мест. Казалось бы – почему же не продолжать использовать хлор для обеззараживания воды? Давайте разберемся вместе…
В ГОСТ 6718-93 указано, что: «Жидкий хлор – жидкость янтарного цвета, обладающая раздражающим и удушающим действием. Хлор относится к высоко опасным веществам. Глубоко проникая в дыхательные пути, хлор поражает легочную ткань и вызывает отек легких. Хлор вызывает острые дерматиты с потением, покраснением и отечностью. Большую опасность для пораженного хлором представляют осложнения — воспаление легких и нарушение со стороны сердечно-сосудистой системы. Предельно допустимая концентрация хлора в воздухе рабочей зоны производственных помещений – 1мг/м 3 .»
В учебном пособии профессора Слипченко В. А. «Совершенствование технологии очистки и обеззараживания воды хлором и его соединениями» (Киев, 1997, стр.10) о концентрации хлора в воздухе приведена следующая информация:

• Ощутимый запах – 3,5 мг/м 3 ;
• Раздражение горла – 15 мг/м 3 ;
• Кашель – 30 мг/м 3 ;
• Максимально допустимая концентрация при кратковременном воздействии – 40 мг/м 3 ;
• Опасная концентрация, даже при кратковременном воздействии – 40-60 мг/м 3 ;
• Быстрая смерть – 1000 мг/м 3 ;

Не оставляет сомнения, что оборудование, необходимое для дозирования столь смертоносного реагента (об этом почти регулярно свидетельствует статистика) должно обладать целым рядом степеней безопасности.
Поэтому, ПБХ («Правила безопасности при производстве, хранении, транспортировании и применении хлора») предполагают следующее обязательное периферийное оборудование:

• весы для баллонов и контейнеров с хлором;
• отсекающий вентиль на жидкий хлор;
• напорный хлоропровод;
• ресивер для хлоргаза;
• фильтр на хлоргаз;
• скрубберная установка (нейтрализатор хлора);
• анализатор для обнаружения хлоргаза в воздухе,

а при потреблении газообразного хлора из баллонов более 2 кг/час или более 7 кг/час при потреблении хлора из контейнера – испарители хлора, к которым предъявляются особые требования. Они должны быть оснащены автоматическими системами, предотвращающими:

• несанкционированное потребление хлоргаза в объемах, превышающих максимальную производительность испарителя;
• проникновение через испаритель жидкой фазы хлора;
• резкое понижение температуры хлора, находящегося в радиаторе испарителя.

Испаритель должен быть снабжен специальным отсекающим электромагнитным вентилем на входе, манометром и термометром.
Весь процесс обработки воды хлором осуществляется в специальных помещениях – хлораторных, которым также предъявляются особые требования. Хлораторная обычно состоит из блоков помещений: расходного склада хлора, хлордозаторной, вентиляционной камеры, вспомогательных и бытовых помещений.
Хлораторные должны размещаться в отдельно стоящих капитальных зданиях второй степени огнестойкости. Вокруг склада хлора и хлораторной со складом хлора должно быть сплошное глухое ограждение, высотой не менее двух метров, с глухими плотно закрывающимися воротами для ограничения распространения газовой волны и исключения доступа посторонних лиц на территорию склада. Вместимость расходного склада хлора должна быть минимальной и не превышать 15-суточного потребления водопроводной станцией.
Радиус опасной зоны, в пределах которой не допускается располагать объекты жилищного и культурно-бытового назначения, составляет для складов хлора в баллонах 150 м, в контейнерах – 500 м.
Хлораторные должны располагаться в пониженных местах площадки водопроводных сооружений и преимущественно с подветренной стороны преобладающих направлений ветров относительно ближайших населенных пунктов (кварталов).
Расходный склад хлора следует отделять от других помещений глухой стеной без проемов, в складе должно быть два выхода с противоположных сторон помещения. Один из выходов оборудован воротами для транспортирования баллонов или контейнеров. Въезд автомобилей в помещение склада не допускается, должно быть предусмотрено грузоподъемное оборудование для транспорта сосудов с кузова автомобиля на склад. Порожнюю тару надлежит хранить в помещении склада. Двери и ворота во всех помещениях хлораторной должны открываться по ходу эвакуации. На выходах из склада предусматриваются стационарные водяные завесы. Сосуды с хлором должны размещаться на подставках или рамках, иметь свободный доступ для строповки и захвата при транспортировании. В помещении склада хлора располагается оборудование для нейтрализации аварийных выбросов хлора. Должна быть обеспечена возможность подогрева баллонов на складе перед доставкой их в хлораторную. Следует отметить, что при длительной эксплуатации баллонов с хлором в них накапливается чрезвычайно взрывчатый трихлорид азота, и поэтому время от времени баллоны с хлором должны проходить плановую промывку и очистку от хлорида азота.
Хлордозаторные размещать в заглубленных помещениях не допускается, от других помещений они должны быть отделены глухой стеной без проемов и снабжены двумя выходами наружу, при этом один из них через тамбур. Вспомогательные помещения хлораторных должны быть изолированы от помещений, связанных с применением хлора и иметь самостоятельный выход.
Хлораторные оборудуются приточно-вытяжной вентиляцией. Выброс воздуха постоянно действующей вентиляцией из помещения хлордозаторной надлежит осуществлять через трубу высотой на 2 м выше конька кровли самого высокого здания, находящегося в радиусе 15 м, а постоянно действующей и аварийной вентиляцией из расходного склада хлора – через трубу высотой 15 м от уровня земли.

То есть степень опасности хлора минимизируется наличием целого комплекса мер по организации его хранения и использования, в том числе за счет организации санитарно-защитных зон (СЗЗ) складов реагента, радиус которых достигает 1000 м для наиболее крупных сооружений.
Однако по мере роста городов, жилая застройка вплотную приближалась к границам СЗЗ, а в ряде случаев размещалась внутри этих границ. Кроме того увеличилась опасность транспортировки реагента от места производства к месту потребления. Согласно статистическим данным, именно при транспортировке происходит до 70% различных аварий химически опасных веществ. Полномасштабная авария железнодорожной цистерны с хлором способна нанести урон различной степени тяжести не только населению, но и природной среде. В то же время токсичность хлора, усиленная высокой концентрацией реагента, снижает промышленную безопасность и антитеррористическую устойчивость систем водоснабжения в целом.
В последние годы нормативная база в области промышленной безопасности при обращении с хлором ужесточается, что отвечает требованиям дня. В связи с этим у эксплуатирующих служб возникает желание перейти к более безопасному способу обеззараживания воды, т.е. к способу, который не поднадзорен Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору, но обеспечивает выполнение требований СанПиНа по безопасности в эпидемиологическом отношении питьевой воды. С этой целью в качестве хлорсодержащего реагента, наиболее часто используемого при хлорировании (второе место после жидкого хлора), выступает гипохлорит натрия (ГПХН).

Обеззараживание гипохлоритом натрия
В практике водоснабжения для обеззараживания питьевой воды используются концентрированный гипохлорит натрия марки А с содержанием активной части 190 г/л и низкоконцентрированный гипохлорит натрия марки Э с содержанием активной части около 6 г/л.
Обычно в систему водоочистки товарный гипохлорит натрия вводят после предварительного разбавления. После разбавления в 100 раз гипохлорита натрия, содержащего 12,5% активного хлора и имеющего рН = 12-13, происходит понижение рН до 10-11 и концентрации активного хлора до 0,125 (в действительности величина рН имеет более низкое значение). Чаще всего для обработки питьевой воды применяется раствор гипохлорита натрия, характеризующийся показателями, перечисленными в Таблице:

Таким образом, в отличие от хлора растворы ГПХН имеют щелочной характер и могут применяться для повышения уровня рН обрабатываемой воды.
С изменением значения рН обрабатываемой воды меняются соотношения между хлорноватистой кислотой и ионами гипохлорита. Проведенные в Японии исследования показали, что при использовании гипохлорита натрия для дезинфекции воды необходимо учитывать концентрацию щелочи в гипохлорите и поддерживать ее ниже определенного уровня. С возрастанием рН хлорноватистая кислота распадается на ионы Н + и ClO – . Так, например, при рН = 6 доля HСlO составляет 97%, а доля ионов гипохлорита 3%. При рН = 7 доля HСlO составляет 78%, а гипохлорита – 22%, при рН = 8 доля HСlO – 24%, гипохлорита — 76%. Таким образом, при высоких значениях рН в воде HСlO превращается в гипохлорит ион.
Значит, повышение значения рН раствора товарного гипохлорита натрия проводят из-за того, что щелочной раствор гипохлорита натрия более устойчив. С другой стороны «защелачивая» обрабатываемую воду, мы снижаем активность хлорагента. Кроме того, на границе взаимодействия обрабатываемой воды и рабочего раствора ГПХН образуется осадок гидрооксида магния и диоксида кремния, забивающий водные каналы. Поэтому концентрация щелочи в гипохлорите натрия должна быть такой, чтобы не вызывать образования этого осадка. Экспериментально установлено, что оптимальный диапазон рН воды при ее обработке гипохлоритом натрия находится в пределах от 7,2 до 7,4.
Помимо значения рН на дезинфицирующие свойства ГПНХ оказывают влияние температура и содержание свободного активного хлора в рабочем растворе. Данные по избытку активного хлора, необходимому для полной стерилизации питьевой воды, при различных температурах, времени воздействия и величине рН приведены в Таблице.

Потерю активности растворов ГПХН со временем наглядно иллюстрирует следующая таблица:

Ввод рабочего раствора ГПХН в обрабатываемую воду осуществляют методом пропорционального дозирования с помощью насосов-дозаторов. При этом пропорциональное дозирование ( управление насосом-дозатором ) может производиться как с использованием импульсных счетчиков воды, так и по сигналу датчика хлора, установленного либо непосредственно в трубопроводе, либо после контактной емкости. После узла ввода ГПХН или на входе в контактную емкость обычно устанавливают динамический смеситель для тщательного перемешивания обрабатываемой воды с рабочим раствором ГПХН.
Гипохлорит натрия электролизный марки «Э», полученный на бездиафрагменных электролизерах, подается в поток обрабатываемой воды либо посредством прямого ввода (в случает применения электролизеров проточного типа), либо через накопительную емкость (в случае применения электролизеров непроточного типа), оборудованную автоматической или управляемой вручную системой дозирования. Управление системой дозирования может производиться как с использованием импульсных счетчиков воды, так и по сигналу датчика хлора, установленного либо непосредственно в трубопроводе, либо после контактной емкости.

Таким образом, казалось бы, преимущества применения гипохлорита натрия перед хлором при хлорировании воды, достаточно явные: он значительно безопаснее – не горюч и не взрывоопасен; нет необходимости в дополнительном оборудовании, обеспечивающего безопасность процесса хлорирования, кроме наличия: 6-кратной вентиляции, резервуара для сбора вытекшего гипохлорита натрия и емкости с нейтрализующим раствором (тиосульфат натрия). Применяемое при использовании ГПХН оборудование для обеспечения процесса обеззараживания на станциях водоподготовки не относится к категории промышленно опасного и не поднадзорно Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору. Это облегчает жизнь эксплуатационникам.
Но так ли это? Давайте вернемся к свойствам ГПХН.

Мы уже неоднократно говорили о том, что растворы ГПХН неустойчивы и подвержены разложению. Так вот по данным Мосводоканала выяснено, что гипохлорит натрия марки «А» теряет до 30% от первоначального содержания активной части в результате хранения по истечении 10 суток. К этому добавляется и то обстоятельство, что он замерзает в зимнее время при температуре -25°С, а в летнее время наблюдается выпадение осадка, что приводит к необходимости использования железнодорожных цистерн с термоизоляцией для перевозки реагента.
Кроме того,произошло увеличение объемов применения реагента в 7-8 раз по сравнению с хлором за счет низкого содержания активной части и, как следствие, увеличение объема транспортировки железнодорожных цистерн (ежедневно по одной цистерне объемом 50 т на каждую станцию), что повлекло за собойнеобходимость наличия складов значительного объема для хранения запасов реагента в соответствии с требованиями нормативных документов (запас 30 суток).
И как оказалось, в настоящее время существующие мощности производства концентрированного гипохлорита натрия в Европейской части России не обеспечивают перспективные потребности Мосводоканала в объеме около 50 тысяч кубометров в год.
Что касается гипохлорита натрия марки «Э», то Мосводоканал обращает внимание на то, что требуются значительные расходы сырья: около 20 т/сут поваренной соли на каждой станции (на 1 кг активного хлора приходится от 3 до 3,9 кг поваренной соли). При этом качество поваренной соли (отечественного сырья) не соответствует требованиям, предъявляемым производителями электролизеров. И самое главное, электролизные установки для получения низкоконцентрированных растворов гипохлорита натрия имеют ограниченное применение и недостаточный опыт эксплуатации (города Иваново и Шарья Костромской области).
И если опыт по эксплуатации электролизных установок можно накопить, то со свойствами ГПХН не поспоришь. Тем более имеются более неблаговидные примеры: когда гипохлорит оказывался между двумя закрытыми запорными устройствами, то постоянные газовыделения в ходе естественного разложения ГПХН приводили к взрывам шаровых клапанов, фильтров, и других устройств с выделением хлора.
У эксплуатационников возникли проблемы и с подбором оборудования, и с его эксплуатацией в среде растворов ГПХН, обладающих очень высокой коррозионной активностью. Потребовались дополнительные мероприятия и по предотвращению кальцинации арматуры, особенно точек ввода инжекторов и диффузоров.
Не сбросишь со счетов и человеческий фактор: самая большая утечка хлора на станции водоподготовки (выше 5 тонн) была вызвана применением ГПХН. Это произошло на одной из крупнейших станций вод подготовки США на востоке страны, когда водитель автоцистерны с хлорным железом (рН=4) ошибочно слил продукт в резервуар с раствором ГПХН. Это привело к мгновенному выбросу хлора.
Вот такие «страшилки»…
Но давайте не забывать о том, что это мнение специалистов Мосводоканала, на станциях которого ежечасно обрабатываются тысячи тонн воды и где изначально обеспечена промышленная безопасность. Ну а если речь идет о маленьких городках, поселках и пр. Здесь организация «хлораторных» «влетит в копеечку». Плюс к этому недостаточная разветвленность дорог, а подчас полное их отсутствие, поставит под сомнение безопасность транспортировки такого опасного вещества как хлор. Поэтому как бы то ни было, надо ориентироваться на то, что гипохлорит натрия, а в его лице хлорирование воды найдет там применение, тем более что его можно получить на месте.

Вывод:
Пока хлорирование остается основным методом обеззараживания воды, а какой хлорагент применить: хлор или гипохлорит натрия , надо определять по количеству обрабатываемой воды, ее составу и возможностям организации безопасного процесса производства в каждом конкретном случае. Это задача для проектировщиков.

3.8. Обеззараживание ГПХН оборудования для очистки воды

При обеспечении населения питьевой водой безупречно чистой в микробиологическом отношении не только сама вода должна быть очищена от патогенных бактерий, вирусов и паразитов, но и оборудование, используемое для водоснабжения: трубопроводы, емкости (резервуары), арматура, фильтры и насосы, которые используются при обработке воды и находятся в непосредственном контакте с ней.
Уже на стадии проектирования при выборе строительных и конструкционных материалов (арматура, трубы, уплотняющие материалы, краска и т.д.) нужно обращать внимание на свойства этих материалов, и ориентироваться на те, которые способствуют предотвращению или сокращению роста микробиологических загрязнений. В то же время эти материалы должны быть устойчивыми к методам и реагентам, используемым для обеззараживания воды.
На стадии строительства и монтажа систем водоснабжения должны соблюдаться меры предосторожности, препятствующие проникновению микроорганизмов монтируемую систему из воздуха, от персонала, с рабочих инструментов и т.д. Во время монтажа оборудования и строительных работ в системе водоснабжения необходимо вести профилактические работы с целью предотвращения возможного микробиологического заражения частей системы.
Обеззараживание всего оборудования необходимо проводить перед началом его эксплуатации, после каждого ремонта всего оборудования или его отдельных узлов или после длительных перерывов в эксплуатации. Во всех этих случаях необходимо провести обеззараживание оборудования, чтобы предотвратить угрозу загрязнения питьевой воды патогенными микроорганизмами после ввода системы очистки воды в эксплуатацию.
Методы обеззараживания (дезинфекции) систем питьевого водоснабжения выбираются исходя из местных условий, однако в любом случае должны включать в себя определенные стадии. Чаще всего для обеззараживания оборудования всей системы водоснабжения используются любые средства, обладающие пролонгирующим действием. Само собой разумеется, это требование исключает использование озона и ультрафиолетового излучения.
Коротко рассмотрим алгоритм проведения дезинфекции отдельных технологических элементов, которые, как правило, включаются в состав технологической цепочки систем очистки воды.
Так для резервуаров с питьевой водой должны быть включены следующие стадии очистки и дезинфекции:

1. Предварительная очистка внутренней поверхностирезервуаров питьевой воды (механическая или гидравлическая) для удаления с нее налета и рыхлых отложений. Такую очистку надо проводить, по возможности, сразу же после слива воды из резервуаров. Для сокращения времени очистки и облегчения работы на сегодняшний день существует широкий выбор химических веществ (так называемых, технических моющих средств), которые способствуют отслоению от поверхности емкостей даже сильно приставших загрязнений. Правда при выборе таких веществ надо ориентироваться на их химическую и коррозионную активность, т.е. химическую совместимость конструкционных материалов емкости с техническими моющими средствами. Эти вещества наносятся на поверхность емкости с последующей экспозицией или добавляются в воду при гидравлической очистке.
2. Тщательная промывка резервуаров питьевой воды после предварительной очистки (чаще всего направленной струей воды (из брандспойта)). Если при промывке резервуаров использовались химические реагенты, то отмывку от них необходимо проводить в строгом соответствии с инструкцией по применению используемого реагента.
3. Выбор метода обеззараживания зависит от объема резервуара, его конструкции и используемого дезинфицирующего средства. Обработка всех поверхностей резервуара после предварительной очистки дезинфицирующими средствами на основе ГПХН является наиболее дешевым и надежным методом. Так, например, в пустую, предварительно очищенную емкость может быть залит раствор гипохлорита натрия, с концентрацией активного хлора не более 10 мг/л. После 24-и часовой экспозиции (минимально), раствор сливается, а резервуар снова наполняется водой. Главным недостатком этого метода является то, что крышка и верхняя часть стен емкости остаются необработанными, поскольку рабочий объем любого резервуара составляет 70 – 80% от полного объема. Кроме того большой объем резервуара потребует соответственно большое количество обеззараживающего реагента, который после использования должен быть утилизирован без угрозы нанесения вреда окружающей среде.

Во избежание повышенного расхода дезинфектанта в емкость устанавливают специальные моющие головки (форсунки), которые позволяют при распылении дезинфицирующего раствора обработать всю поверхность емкости. При этом резко снижается расход дезинфектанта, и появляется возможность работы в режиме рециркуляции дезраствора через систему CIP (от англ. Clean In Place – очистка на месте) – безразборной автоматической мойки. При этом содержание активного хлора в растворе может составлять от 50 до 200 мг/л.
Для обеззараживания резервуаров небольшого объема могут быть использованы передвижные хлорирующие установки.
Аналогические меры (операции) следует предпринимать после монтажа и ремонта трубопроводов водопроводной сети , а также при вводе в эксплуатацию трубопровода, который долго не использовался (более 48 часов).
При ремонтных работах все используемые трубы, детали и запорная арматура должны быть обработаны слабым раствором дезинфектанта: растворами гипохлорита натрия или кальция, или слабым раствором перекиси водорода. В случае из отсутствия может быть использован раствор перманганата калия.
Для труб с малым внутренним сечением простая тщательная промывка их чистой водой может сделать последующую дезинфекцию ненужной. Но в этом случае очень важно, чтобы скорость потока воды в трубе при промывке была не менее 1 м/с, а количество промывной воды превышало общий объем трубопровода как минимум в три раза.
Последнее утверждение весьма не однозначно, поскольку, если при промывке (очистке внутренней поверхности) трубопроводов использовались химические реагенты, то отмывку труб от них необходимо проводить в строгом соответствии с инструкцией по применению используемого реагента.
Если эти условия при промывке трубопроводов (по скорости потока и объему промывной воды) не достигаются или результаты бактериологического исследования после промывки не удовлетворительные, необходимо будет провести дополнительную дезинфекцию трубопровода.
Специальное обеззараживание насосов , как правило, не требуется, поскольку большая скорость воды в корпусе насоса обуславливает высокую степень очистки уже в пробном режиме с чистой водой. Если же, несмотря на это, обеззараживание насосов необходимо, то оно должно быть проведено одновременно с дезинфекцией трубопроводов и запорной арматуры.
Отдельного рассмотрения требует процесс дезинфекции фильтрующего оборудования , поэтому этому вопросу нами была посвящена статья: «Проблемы микробиологических загрязнений систем водоснабжения».

Видео:ОСНОВАНИЯ В ХИМИИ — Химические свойства оснований. Реакции оснований с кислотами и солямиСкачать

Гипохлорит натрия

Гипохлорит натрия
Систематическое наименование	Гипохлорит натрия
Традиционные названия	Гипохлорит натрия, лабарракова вода, жавелевая вода
Хим. формула	NaOCl
Рац. формула	NaOCl
Молярная масса	74,443 г/моль
Плотность	пентагидрат: 1,574 г/см³; 1,1
Температура
• плавления	NaOCl · 5H2O: 24,4 °C; NaOCl · 2,5H2O: 57,5
• разложения	5%-й раствор: 40 °C
Энтальпия
• образования	пентагидрат: − 350,4 кДж/моль
Растворимость
• в воде	NaOCl · 5H2O (20 °C): 53,4
• в воде	NaOCl · 2,5H2O (50 °C): 129,9
Рег. номер CAS	7681-52-9
PubChem	23665760
Рег. номер EINECS	231-668-3
SMILES
RTECS	NH3486300
ChEBI	32146
Номер ООН	1791
ChemSpider	22756
Токсичность	Едкий, окислитель, токсичный, опасность для окружающей среды
Пиктограммы СГС
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Гипохлорит натрия (натрий хлорноватистокислый) — NaOCl, неорганическое соединение, натриевая соль хлорноватистой кислоты. Тривиальное (историческое) название водного раствора соли — «лабарракова вода» или «жавелевая вода».

Соединение в свободном состоянии очень неустойчиво, обычно используется в виде относительно стабильного пентагидрата NaOCl · 5H₂O или водного раствора, имеющего характерный резкий запах хлора и обладающего высокими коррозионными свойствами.

Соединение — сильный окислитель, содержит 95,2 % активного хлора. Обладает антисептическим и дезинфицирующим действием. Используется в качестве бытового и промышленного отбеливателя и дезинфектанта, средства очистки и обеззараживания воды, окислителя для некоторых процессов промышленного химического производства. Как бактерицидное и стерилизующее средство применяется в медицине, пищевой промышленности и сельском хозяйстве.

По мнению издания The 100 Most Important Chemical Compounds (Greenwood Press, 2007), гипохлорит натрия входит в сотню самых важных химических соединений.

Видео:СОЛИ ХИМИЯ 8 КЛАСС: Химические Свойства Солей и Получение // Реакция Солей с Кислотами и МеталламиСкачать

Содержание

• 1 История открытия
• 2 Физические свойства
• 3 Химические свойства
  • 3.1 Разложение и диспропорционирование
  • 3.2 Гидролиз и разложение в водных растворах
  • 3.3 Окислительные свойства
• 4 Идентификация
• 5 Коррозионное воздействие
• 6 Физиологическое действие и воздействие на окружающую среду
• 7 Лабораторные методы получения
• 8 Промышленное производство
  • 8.1 Мировое производство
  • 8.2 Обзор промышленных способов получения
  • 8.3 Химический метод
  • 8.4 Электрохимический метод
  • 8.5 Характеристика продукции, обращение, хранение и транспортировка
• 9 Применение
  • 9.1 Обзор направлений использования
  • 9.2 Применение в бытовой химии
  • 9.3 Применение в медицине
  • 9.4 Промышленное применение
    • 9.4.1 Применение в качестве промышленного отбеливателя
    • 9.4.2 Применение в качестве промышленного дезинфицирующего средства
    • 9.4.3 Использование для дезинфекции воды
  • 9.5 Производство гидразина
  • 9.6 Применение в промышленном органическом синтезе
  • 9.7 Применение в лабораторном органическом синтезе
  • 9.8 Прочие направления использования

Видео:ОКСИДЫ ХИМИЯ — Что такое Оксиды? Химические свойства Оксидов | Реакция ОксидовСкачать

История открытия

В 1774 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле был открыт хлор. Спустя 11 лет в 1785 году (по другим данным — в 1787 году), другой химик, француз Клод Луи Бертолле, обнаружил, что водный раствор этого газа (см. уравнение (1)) обладает отбеливающими свойствами.

Небольшое Парижское предприятие Societé Javel, открытое в 1778 году на берегах Сены и возглавляемое Леонардом Альбаном (англ. Leonard Alban ), адаптировало открытие Бертолле к промышленным условиям и начало выпуск белильной жидкости, растворяя газообразный хлор в воде. Однако получаемый продукт был очень нестабильным, поэтому в 1787 году процесс был модифицирован. Хлор стали пропускать через водный раствор поташа (карбоната калия) (см. уравнение (2)), в результате чего образовывался стабильный продукт, обладающий высокими отбеливающими свойствами. Альбан назвал его «Eau de Javel» («жавелевая вода»). Новый продукт стал моментально популярен во Франции и Англии из-за лёгкости его перевозки и хранения.

В 1820 году французский аптекарь Антуан Лабаррак (фр. Antoine Germain Labarraque ) заменил поташ на более дешёвую каустическую соду (гидроксид натрия) (см. уравнение (3)). Получившийся раствор гипохлорита натрия получил название «Eau de Labarraque» («лабарракова вода»). Он стал широко использоваться для отбеливания и дезинфекции.

Cl₂ + 2 NaOH = NaCl + NaOCl + H₂O (3)

Несмотря на то, что дезинфицирующие свойства гипохлорита были обнаружены в первой половине XIX века, использование его для обеззараживания питьевой воды и очистки сточных вод началось только в конце века. Первые системы водоочистки были открыты в 1893 году в Гамбурге; в США первый завод по производству очищенной питьевой воды появился в 1908 году в Джерси-Сити.

Видео:Оксиды. Химические свойства. 8 класс.Скачать

Физические свойства

Безводный гипохлорит натрия представляет собой неустойчивое бесцветное кристаллическое вещество. Элементный состав: Na (30,9 %), Cl (47,6 %), O (21,5 %).

Хорошо растворим в воде: 53,4 г в 100 граммах воды (130 г на 100 г воды при 50 °C).

У соединения известно три кристаллогидрата:

• моногидрат NaOCl · H₂O — крайне неустойчив, разлагается выше 60 °C, при более высоких температурах — со взрывом.
• NaOCl · 2,5H₂O — более устойчив, плавится при 57,5 °C.
• пентагидрат NaOCl · 5H₂O — наиболее устойчивая форма, представляет собой бледно-зеленовато-жёлтые (технического качества — белые) ромбические кристаллы (a = 0,808 нм, b = 1,606 нм, c = 0,533 нм, Z = 4). Не гигроскопичен, хорошо растворим в воде (в г/100 граммов воды, в пересчёте на безводную соль): 26 (−10 °C), 29,5 (0 °C), 38 (10 °C), 82 (25 °C), 100 (30 °C). В воздухе расплывается, переходя в жидкое состояние, из-за быстрого разложения. Температура плавления: 24,4 °C (по другим данным: 18 °C), при нагревании (30—50 °C) разлагается.

Плотность водного раствора гипохлорита натрия при 18 °C:

Температура замерзания водных растворов гипохлорита натрия различных концентраций:

Термодинамические характеристики гипохлорита натрия в бесконечно разбавленном водном растворе:

• стандартная энтальпия образования, ΔH o ₂₉₈: −350,4 кДж/моль;
• стандартная энергия Гиббса, ΔG o ₂₉₈: −298,7 кДж/моль.

Видео:Как расставлять коэффициенты в уравнении реакции? Химия с нуля 7-8 класс | TutorOnlineСкачать

Химические свойства

Разложение и диспропорционирование

Гипохлорит натрия — неустойчивое соединение, легко разлагающееся с выделением кислорода:

2NaOCl = 2 NaCl + O₂

Самопроизвольное разложение медленно происходит даже при комнатной температуре: за 40 суток пентагидрат (NaOCl · 5H₂O) теряет 30 % активного хлора. При температуре 70 °C разложение безводного гипохлорита протекает со взрывом.

При нагревании параллельно происходит реакция диспропорционирования:

3NaOCl = NaClO₃ + 2 NaCl

Гидролиз и разложение в водных растворах

Растворяясь в воде, гипохлорит натрия диссоциирует на ионы:

NaOCl → H₂O Na + + OCl −

Так как хлорноватистая кислота (HOCl) очень слабая (pK_a = 7,537), гипохлорит-ион в водной среде подвергается гидролизу:

OCl − + H₂O ⇆ HOCl + OH −

Именно наличие хлорноватистой кислоты в водных растворах гипохлорита натрия объясняет его сильные дезинфицирующие и отбеливающие свойства (см. раздел «Физиологическое действие и воздействие на окружающую среду»).

Водные растворы гипохлорита натрия неустойчивы и со временем разлагаются даже при обычной температуре (0,085 % в сутки). Распад ускоряет освещение, ионы тяжёлых металлов и хлориды щелочных металлов; напротив, сульфат магния, ортоборная кислота, силикат и гидроксид натрия замедляют процесс; при этом наиболее устойчивы растворы с сильнощелочной средой (pH > 11).

В сильнощелочной среде (pH > 10), когда гидролиз гипохлорит-иона подавлен, разложение происходит следующим образом:

При температурах выше 35 °C распад сопровождается реакцией диспропорционирования:

3OCl − = 2Cl − + ClO3 −

При диапазоне pH от 5 до 10, когда концентрация хлорноватистой кислоты в растворе становится заметной, разложение идёт по следующей схеме:

HOCl + 2ClO − = ClO₃ − + 2Cl − + H + HOCl + ClO − = O₂ + 2Cl − + H +

В кислой среде разложение HOCl ускоряется, а в очень кислой среде (pH 4HOCl = 2Cl₂ + O₂ + 2H₂O

Если для подкисления используется соляная кислота, в результате выделяется хлор:

NaOCl + 2 HCl = NaCl + Cl₂↑ + H₂O

Пропуская через охлаждённый водный раствор гипохлорита натрия углекислый газ, можно получить раствор хлорноватистой кислоты:

NaOCl + H₂O + CO₂ = NaHCO₃↓ + HOCl

Окислительные свойства

Водный раствор гипохлорита натрия — сильный окислитель, вступающий в многочисленные реакции с разнообразными восстановителями, независимо от кислотно-щелочного характера среды.

Рассмотрим основные варианты развития окислительно-восстановительного процесса и стандартные электродные потенциалы полуреакций в водной среде:

• в кислой среде:

NaOCl + H + = Na + + HOCl

• в нейтральной и щелочной среде:

Некоторые окислительно-восстановительные реакции с участием гипохлорита натрия:

• Йодиды щелочных металлов окисляются до йода (в слабокислой среде), иодата (в нейтральной среде) или периодата (в щелочной среде):

NaOCl + 2NaI + H₂O = NaCl + I₂ + 2 NaOH 3 NaOCl + NaI = 3 NaCl + NaIO₃ 4 NaOCl + NaI = 4 NaCl + NaIO₄

• сульфиты окисляются в сульфаты, нитриты в нитраты, оксалаты и формиаты в карбонаты и т. п.:

NaOCl + K₂SO₃ = NaCl + K₂SO₄ 2 NaOCl + Ca(NO₂)₂ = 2 NaCl + Ca(NO₃)₂ NaOCl + NaOH + HCOONa = NaCl + Na₂CO₃ + H₂O

• Фосфор и мышьяк растворяются в щелочном растворе гипохлорита натрия, образуя соли фосфорной и мышьяковой кислот:

2As + 6 NaOH + 5 NaOCl = 2Na₃AsO₄ + 5 NaCl + 3H₂O

• Аммиак под действием гипохлорита натрия через стадию образования хлорамина, превращается в гидразин (аналогично реагирует и мочевина):

NaOCl + NH₃ = NaOH + NH₂Cl NH₂Cl + NaOH + NH₃ = N₂H₄ + NaCl + H₂O См. подробнее подраздел «Производство гидразина».

• Соединения металлов с низшими степенями окисления превращаются в соединения с высшими степенями окисления:

NaOCl + PbO = NaCl + PbO₂ 2 NaOCl + MnCl₂ + 4 NaOH = Na₂MnO₄ + 4 NaCl + 2H₂O 3 NaOCl + 2Cr(OH)₃ + 4 NaOH = 2Na₂CrO₄ + 3 NaCl + 5H₂O По аналогии можно осуществить превращения: Fe(II) → Fe(III) → Fe(VI); Co(II) → Co(III) → Co(IV); Ni(II) → Ni(III); Ru(IV) → Ru(VIII); Ce(III) → Ce(IV) и прочие.

Видео:9.3. Фенол: Химические свойстваСкачать

Идентификация

Среди качественных аналитических реакций на гипохлорит-ион можно отметить выпадение коричневого осадка метагидроксида при добавлении при комнатной температуре испытуемого образца к щелочному раствору соли одновалентного таллия (предел обнаружения 0,5 мкг гипохлорита):

2 NaOCl + Tl₂SO₄ + 2 NaOH = 2TlO(OH)↓ + 2 NaCl + Na₂SO₄

Другой вариант — йодкрахмальная реакция в сильнокислой среде и цветная реакция с 4,4’-тетраметилдиаминодифенилметаном или n, n’-диокситрифенилметаном в присутствии бромата калия.

Распространённым методом количественного анализа гипохлорита натрия в растворе является потенциометрический анализ методом добавок анализируемого раствора к стандартному раствору (МДА) или метод уменьшения концентрации анализируемого раствора при его добавлении к стандартному раствору (МУА) с использованием бром-ионоселективного электрода (Br-ИСЭ).

Также используется титриметрический метод с использованием йодида калия (косвенная йодометрия).

Видео:Химические свойства металлов. 9 класс.Скачать

Коррозионное воздействие

Гипохлорит натрия оказывает довольно сильное коррозионное воздействие на различные материалы, о чём свидетельствуют приведённые ниже данные:

Материал	Концентрация NaOCl, масс. %	Форма воздействия	Температура, °C	Скорость и характер коррозии
Алюминий	—	твёрдый, влажный	25	> 10 мм/год
	10; pH>7	водный раствор	25	> 10 мм/год
Медь	2	водный раствор	20	10 мм/год
	Медные сплавы: БрА5, БрА7, Л59, Л63, Л68, Л80, ЛО68-1	10	водный раствор	20	> 10 мм/год
Никель	10	водный раствор	20	0,1	водный раствор	25	> 10,0 мм/год
Сталь 12Х17, 12Х18Н10Т	5	водный раствор	20	> 10,0 мм/год
Сталь 10Х17Н13М2Т	7	водный раствор	25	0,1	водный раствор	25	> 10,0 мм/год
		Чугун СЧ15, СЧ17	Физиологическое действие и воздействие на окружающую среду NaOCl одно из лучших известных средств, проявляющих благодаря гипохлорит-иону сильную антибактериальную активность. Он убивает микроорганизмы очень быстро и уже в очень низких концентрациях. Наивысшая бактерицидная способность гипохлорита проявляется в нейтральной среде, когда концентрации HClO и гипохлорит-анионов ClO − приблизительно равны (см. подраздел «Гидролиз и разложение в водных растворах»). Разложение гипохлорита сопровождается образованием ряда активных частиц и, в частности, синглетного кислорода, обладающего высоким биоцидным действием. Образующиеся частицы принимают участие в уничтожении микроорганизмов, взаимодействуя со способными к окислению биополимерами в их структуре. Исследованиями установлено, этот процесс аналогичен тому, что происходит естественным образом во всех высших организмах. Некоторые клетки человека (нейтрофилы, гепатоциты и др.) синтезируют хлорноватистую кислоту и сопутствующие высокоактивные радикалы для борьбы с микроорганизмами и чужеродными субстанциями. Дрожжеподобные грибы, вызывающие кандидоз, Candida albicans , погибают in vitro в течение 30 секунд при действии 5,0—0,5%-го раствора NaOCl; при концентрации действующего вещества ниже 0,05 % они проявляют устойчивость спустя 24 часа после воздействия. Более резистентны к действию гипохлорита натрия энтерококки. Так, например, патогенный Enterococcus faecalis погибает через 30 секунд после обработки 5,25%-м раствором и через 30 минут после обработки 0,5%-м раствором. Грамотрицательные анаэробные бактерии, такие как Porphyromonas gingivalis , Porphyromonas endodontalis и Prevotella intermedia , погибают в течение 15 секунд после обработки 5,0—0,5%-м раствором NaOCl. Несмотря на высокую биоцидную активность гипохлорита натрия, следует иметь в виду, что некоторые потенциально опасные простейшие организмы, например, возбудители лямблиоза или криптоспоридиоза, устойчивы к его действию. Высокие окислительные свойства гипохлорита натрия позволяют его успешно использовать для обезвреживания различных токсинов. В приведённой ниже таблице представлены результаты инактивации токсинов при 30-минутной экспозиции различных концентраций NaOCl («+» — токсин инактивирован; «−» — токсин остался активен): Токсин 2,5 % NaOCl + 0,25 н NaOH 2,5 % NaOCl 1,0 % NaOCl 0,1 % NaOCl Т-2 токсин + − − − Бреветоксин + + − − Микроцистин + + + − Тетродотоксин + + + − Сакситоксин + + + + Палитоксин + + + + Рицин + + + + Ботулотоксин + + + + На организм человека гипохлорит натрия может оказывать вредное воздействие. Растворы NaOCl могут быть опасны при ингаляционном воздействии из-за возможности выделения токсичного хлора (раздражающий и удушающий эффект). Прямое попадание гипохлорита в глаза, особенно при высоких концентрациях, может вызвать химический ожог и даже привести к частичной или полной потере зрения. Бытовые отбеливатели на основе NaOCl могут вызвать раздражение кожи, а промышленные привести к серьёзным язвам и отмиранию ткани. Приём внутрь разбавленных растворов (3—6 %) гипохлорита натрия приводит обычно только к раздражению пищевода и иногда ацидозу, в то время как концентрированные растворы способны вызвать довольно серьёзные повреждения, вплоть до перфорации желудочно-кишечного тракта. Несмотря на свою высокую химическую активность, безопасность гипохлорита натрия для человека документально подтверждена исследованиями токсикологических центров Северной Америки и Европы, которые показывают, что вещество в рабочих концентрациях не несёт каких-либо серьёзных последствий для здоровья после непреднамеренного проглатывания или попадания на кожу. Также подтверждено, что гипохлорит натрия не является мутагенным, канцерогенным и тератогенным соединением, а также кожным аллергеном. Международное агентство по изучению рака пришло к выводу, что питьевая вода, прошедшая обработку NaOCl, не содержит человеческих канцерогенов. Пероральная токсичность соединения: Мыши: ЛД50 (англ. LD50 ) = 5800 мг/кг; Человек (женщины): минимально известная токсическая доза (англ. TDLo ) = 1000 мг/кг. Внутривенная токсичность соединения: Человек: минимально известная токсическая доза (англ. TDLo ) = 45 мг/кг. При обычном бытовом использовании гипохлорит натрия распадается в окружающей среде на поваренную соль, воду и кислород. Другие вещества могут образоваться в незначительном количестве. По заключению Шведского института экологических исследований, гипохлорит натрия, скорее всего, не создаёт экологических проблем при его использовании в рекомендованном порядке и количествах. Гипохлорит натрия не представляет угрозы с точки зрения пожароопасности. Видео:Химические свойства алканов. 1 часть. 10 класс.Скачать Лабораторные методы получения Основным лабораторным методом получения гипохлорита натрия является пропускание газообразного хлора через охлаждённый насыщенный раствор гидроксида натрия: Cl2 + 2 NaOH = NaOCl + NaCl + H2O Для отделения из реакционной смеси хлорида натрия (NaCl) используют охлаждение до температуры близкой к 0 °C — в этих условиях соль выпадает в осадок. Дальнейшим замораживанием смеси (−40 °C) и последующей кристаллизацией при −5 °C получают пентагидрат гипохлорита натрия NaOCl · 5H2O. Безводную соль можно получить обезвоживанием в вакууме над концентрированной серной кислотой. Вместо гидроксида для синтеза можно взять карбонат натрия: Водный раствор гипохлорита натрия можно получить обменной реакцией карбоната натрия с гипохлоритом кальция: Видео:ПОЛУЧЕНИЕ ХЛОРОФОРМА. Реакция Гипохлорита Натрия и Ацетона. Реакция NaClO + (CH3)2COСкачать Промышленное производство Мировое производство Оценка мирового объёма производства гипохлорита натрия представляет определённую трудность в связи с тем, что значительная его часть производится электрохимическим способом по принципу «in situ», то есть на месте его непосредственного потребления (речь идёт об использовании соединения для дезинфекции и подготовки воды). По данным на 2005 год, приблизительный глобальный объём производства NaOCl составил около 1 млн тонн, при этом почти половина этого объёма была использована для бытовых, а другая половина — для промышленных нужд. Обзор промышленных способов получения Выдающиеся отбеливающие и дезинфекционные свойства гипохлорита натрия привели к интенсивному росту его потребления, что в свою очередь дало стимул для создания крупномасштабных промышленных производств. В современной промышленности существует два основных метода производства гипохлорита натрия: химический метод — хлорирование водных растворов гидроксида натрия; электрохимический метод — электролиз водного раствора хлорида натрия. В свою очередь, способ химического хлорирования, предлагает две производственные схемы: основной процесс, где в качестве конечного продукта образуется разбавленный (около 16 % NaOCl) раствор гипохлорита с примесью хлорида и гидроксида натрия; низко-солевой или концентрированный процесс — позволяет получить концентрированный (25—40 % NaOCl) с меньшим уровнем загрязнения. Химический метод Сущность химического метода получения NaOCl не изменилась с момента его открытия Лабарраком (см. подраздел «История открытия»), и заключается во взаимодействии газообразного хлора с едким натром: Cl2 + 2 NaOH = NaCl + NaOCl + H2O Современный химический гигант Dow Chemical Company был одной из первых компаний, поставивших производство гипохлорита натрия на масштабную промышленную основу. В 1898 году открылся первый завод компании по выпуску NaOCl химическим способом. Другой компанией, благодаря которой, это вещество достигло сегодняшней популярности, стала Clorox — крупнейший производитель бытовых отбеливателей в США. С момента основания в 1913 году, вплоть до 1957 года, когда компанию приобрёл концерн Procter & Gamble, отбеливатель на основе гипохлорита натрия Clorox Bleach® был единственным продуктом в её ассортименте. Современная технологическая схема непрерывного производства гипохлорита натрия представлена на рисунке: Низкосолевой процесс производства, в отличие от основной технологической схемы, представленной выше, включает в себя две стадии хлорирования, причём в кристаллизатор (см. на рисунке), где происходит концентрирование готового продукта, подаётся разбавленный раствор NaOCl из первого реактора: В России товарный гипохлорит натрия производят следующие предприятия: «Каустик», ЗАО (Стерлитамак); «Каустик», ОАО (Волгоград); «Новомосковский хлор», ООО (Новомосковск); «Сода-хлорат», ООО (Березники). Электрохимический метод Электрохимический метод получения гипохлорита натрия заключается в электролизе водного раствора хлорида натрия или морской воды в электролизёре с полностью открытыми электродными зонами (бездиафрагменный способ), то есть продукты электролиза свободно смешиваются в электрохимическом процессе. Процесс на аноде: Процесс на катоде: Процесс в электролизёре за счёт химического взаимодействия образующихся продуктов: Cl2 + OH − → e− Cl − + HOCl Общая схема процесса: Электрохимический метод используется, в основном, для получения дезинфицирующего раствора для систем водоочистки. Удобство этого метода заключается в том, что производство гипохлорита не требует поставок хлора, его можно производить сразу на месте водоподготовки, избежав, тем самым, расходов на доставку; кроме того, метод позволяет производить гипохлорит в достаточно широком диапазоне объёмов выработки: от очень малых до крупнотоннажных. В мире существуют множество различных производителей электролизёров для получения растворов гипохлорита натрия, среди которых наиболее распространены системы компании Severn Trent De Nora: Seaclor и Sanilec. Система Seaclor ® является преобладающей технологией производства гипохлорита натрия из морской воды электрохимическим методом, занимая свыше 70 % всех мировых мощностей. Более 400 установок Seaclor ® работают в 60 странах; их суммарная производительность составляет порядка 450 тыс. тонн NaOCl в год, единичная мощность колеблется в диапазоне 227—22 680 кг/день. Установки позволяют получать концентрацию активного хлора в растворе в диапазоне 0,1—0,25 %. Установки Sanilec ® выпускаются производительностью от 1,2 (портативные генераторы) до 21 600 кг/день, концентрация активного хлора составляет 0,05—0,25 %. Характеристика продукции, обращение, хранение и транспортировка В Российской Федерации гипохлорит натрия выпускается в соответствии с ГОСТ 11086-76 «Гипохлорит натрия. Технические условия». В соответствии с этим документом, по назначению NaOCl делится на две марки, характеристики которых представлены ниже: Наименование показателя Марка А Марка Б Внешний вид Жидкость зеленовато-жёлтого цвета Коэффициент светопропускания Не менее 20 % Массовая концентрация активного хлора, г/дм³, не менее 190 170 Массовая концентрация щёлочи в пересчёте на NaOH, г/дм³ 10—20 40—60 Массовая концентрация железа, г/дм³, не более 0,02 0,06 Область применения В химической промышленности для обеззараживания воды, дезинфекции и отбелки В витаминной промышленности (как окислитель) и для отбеливания ткани Гипохлорит натрия должен храниться в защищённых от света, специальных полиэтиленовых, стальных гуммированных или других, покрытых коррозионно-стойкими материалами ёмкостях, наполненных на 90 % объёма и оборудованных воздушником для сброса образующегося при распаде кислорода. Перевозка продукции осуществляется в соответствии с правилами транспортировки опасных грузов. Растворы товарного гипохлорита натрия со временем теряют свою активность из-за разложения NaOCl. Следующая таблица наглядно показывает, что с течением времени концентрация активного вещества в растворах уменьшается. Тем не менее, как видно из полученной диаграммы, с уменьшением концентрации гипохлорита скорость его распада также уменьшается и промышленные растворы стабилизируются: 25 °C 35 °C Концентрация NaOCl, % Период полуразложения, дней 15 144 39 12 180 48 9 240 65 6 360 97 3 720 194 1 2160 580 Наиболее стабильны для хранения водные растворы гипохлорита, имеющие pH в диапазоне 11,86−13. Видео:7.4. Спирты: Химические свойства. ЕГЭ по химииСкачать Применение Обзор направлений использования Гипохлорит натрия является безусловным лидером среди гипохлоритов других металлов, имеющих промышленную значимость, занимая 91 % мирового рынка. Почти 9 % остаётся за гипохлоритом кальция, гипохлориты калия и лития имеют незначительные объёмы использования. Весь широкий спектр использования гипохлорита натрия можно разбить на три условные группы: использование для бытовых целей; использование для промышленных целей; использование в медицине. Бытовое использование включает в себя: использование в качестве средства для дезинфекции и антибактериальной обработки; использование для отбеливания тканей; химическое растворение санитарно-технических отложений. Промышленное использование включает в себя: промышленное отбеливание ткани, древесной массы и некоторых других продуктов; промышленная дезинфекция и санитарно-гигиеническая обработка; очистка и дезинфекция питьевой воды для систем коммунального водоснабжения; очистка и обеззараживание промышленных стоков; химическое производство. По оценке экспертов IHS, около 67 % всего гипохлорита натрия используется в качестве отбеливателя и 33 % для нужд дезинфекции и очистки, причём последнее направление имеет тенденцию к росту. Наиболее распространённое направление промышленного использования гипохлорита (60 %) — дезинфекция промышленных и бытовых сточных вод. Общий глобальный рост объёмов промышленного потребления NaOCl в 2012—2017 гг оценивается в 2,5 % ежегодно. Рост мирового спроса на гипохлорит натрия для бытового использования в 2012—2017 гг оценивается примерно в 2 % ежегодно. Применение в бытовой химии Гипохлорит натрия находит широкое применение в бытовой химии и входит в качестве активного ингредиента в состав многочисленных средств, предназначенных для отбеливания, очистки и дезинфекции различных поверхностей и материалов. В США примерно 80 % всего гипохлорита, используемого домохозяйствами, приходится на бытовое отбеливание. Обычно в быту применяются растворы с концентрацией в диапазоне от 3 до 6 % гипохлорита. Коммерческая доступность и высокая эффективность действующего вещества определяет его широкое использование различными производственными компаниями, где гипохлорит натрия или средства на его основе выпускаются под различными торговыми марками, некоторые из которых представлены в таблице: Торговая марка Производитель Назначение Концентрация NaOCl Белизна ОАО «Саянскхимпласт» Бытовой отбеливатель, пятновыводитель и дезинфицирующее средство 70—85 г/дм 3 активного хлора Clorox Regular-Bleach The Clorox Company Бытовой отбеливатель, пятновыводитель и дезинфицирующее средство 6 % Clorox Washing Machine Cleaner The Clorox Company Очиститель для стиральных машин 5—10 % Cascade Complete® with Bleach (gel) Procter & Gamble Company Средство для автоматических посудомоечных машин 1—5 % Aquachem Chlorinizor Sunbelt Chemicals Corp. Средство для дезинфекции бассейнов 10 % Brite Bleach Sunbelt Chemicals Corp. Бытовой отбеливатель и дезинфицирующее средство 5,25 % Lysol Bleach Toilet Bowl Cleaner Reckitt Benckiser Средство для очистки туалета 2 % Tiret Reckitt Benckiser Средство для устранения засоров труб нет данных Domestos гель Unilever Средство для чистки и дезинфекции 5 % Применение в медицине Использование гипохлорита натрия для дезинфекции ран впервые было предложено не позднее 1915 года. В современной медицинской практике антисептические растворы гипохлорита натрия используются, в основном, для наружного и местного применения в качестве противовирусного, противогрибкового и бактерицидного средства при обработке кожи, слизистых оболочек и ран. Гипохлорит активен в отношении многих грамположительных и грамотрицательных бактерий, большинства патогенных грибов, вирусов и простейших, хотя его эффективность снижается в присутствии крови или её компонентов. Низкая стоимость и доступность гипохлорита натрия делает его важным компонентом для поддержания высоких гигиенических стандартов во всём мире. Это особенно ярко проявляется в развивающихся странах, где использование NaOCl стало решающим фактором для остановки холеры, дизентерии, брюшного тифа и других водных биотических заболеваний. Так, при вспышке холеры в странах Латинской Америки и Карибского бассейна в конце XX века благодаря гипохлориту натрия удалось свести к минимуму заболеваемость и смертность, что было сообщено на симпозиуме по тропическим болезням, проводимого под эгидой Института Пастера. Для медицинских целей в России гипохлорит натрия используется в качестве 0,06%-го раствора для внутриполостного и наружного применения, а также раствора для инъекций. В хирургической практике он применяется для обработки, промывания или дренирования операционных ран и интраоперационной санации плевральной полости при гнойных поражениях; в акушерстве и гинекологии — для периоперационной обработки влагалища, лечения бартолинита, кольпита, трихомониаза, хламидиоза, эндометрита, аднексита и т. п.; в оториноларингологии — для полосканий носа и горла, закапывания в слуховой проход; в дерматологии — для влажных повязок, примочек, компрессов при различных видах инфекций. В стоматологической практике гипохлорит натрия наиболее широко применяется в качестве антисептического ирригационного раствора (концентрация NaOCl 0,5—5,25 %) в эндодонтии. Популярность NaOCl определяется общедоступностью и дешевизной раствора, а также бактерицидным и противовирусным эффектом в отношении таких опасных вирусов как ВИЧ, ротавирус, вирус герпеса, вирусы гепатита A и B. Имеются данные об использовании гипохлорита натрия для лечения вирусных гепатитов: он обладает широким спектром противовирусных, детоксикационных и антиоксидантных эффектов. Растворы NaOCl можно использовать в целях стерилизации некоторых медицинских изделий, предметов ухода за больными, посуды, белья, игрушек, помещений, твёрдой мебели, сантехнического оборудования. Из-за высокой коррозионной активности, гипохлорит не применяют для металлических приборов и инструментов. Отметим также применение растворов гипохлорита натрия в ветеринарии: они используются для дезинфекции животноводческих помещений. Промышленное применение Применение в качестве промышленного отбеливателя Использования гипохлорита натрия в качестве отбеливателя является одним из приоритетных направлений промышленного использования наряду с дезинфекцией и очисткой питьевой воды. Мировой рынок только в этом сегменте превышает 4 млн тонн. Обычно, для промышленных нужд в качестве отбеливателя используются водные растворы NaOCl, содержащие 10—12 % действующего вещества. Гипохлорит натрия широко используется в качестве отбеливателя и пятновыводителя в текстильном производстве и промышленных прачечных и химчистках. Он может быть безопасно использован для многих видов тканей, включая хлопок, полиэстер, нейлон, ацетат, лён, вискозу и другие. Он очень эффективен для удаления следов почвы и широкого спектра пятен, в том числе крови, кофе, травы, горчицы, красного вина и т. д. Гипохлорит натрия также используется в целлюлозно-бумажной промышленности для отбелки древесной массы. Отбелка с использованием NaOCl обычно следует за этапом хлорирования и является одной из ступеней химической переработки древесины, используемой для достижения высокой степени белизны целлюлозы. Обработку волокнистых полуфабрикатов проводят в специальных башнях гипохлоритной отбелки в щелочной среде (pH 8—9), температуре 35—40 °C, в течение 2—3 часов. В течение этого процесса происходит окисление и хлорирование лигнина, а также разрушение хромофорных групп органических молекул. Применение в качестве промышленного дезинфицирующего средства Широкое применение гипохлорита натрия в качестве промышленного дезинфицирующего средства связано, прежде всего, со следующими направлениями: дезинфекция питьевой воды перед подачей в распределительные системы городского водоснабжения; дезинфекция и альгицидная обработка воды плавательных бассейнов и прудов; обработка бытовых и промышленных сточных вод, очистка от органических и неорганических примесей; в пивоварении, виноделии, молочной промышленности — дезинфекция систем, трубопроводов, резервуаров; фунгицидная и бактерицидная обработка зерна; дезинфекция воды рыбохозяйственных водоёмов; дезинфекция технических помещений. Гипохлорит как дезинфектант входит в состав некоторых средств для поточной автоматизированной мойки посуды и некоторых других жидких синтетических моющих средств. Промышленные дезинфицирующие и отбеливающие растворы выпускаются многими производителями под различными торговыми марками, некоторые из которых представлены в таблице: Видео:Проклятая химическая реакция 😜 #shortsСкачать Журнал «Сырье и Упаковка» Бизнес-портал косметической промышленности и индустрии чистоты Текущий номер ПРЕЗЕНТАЦИИ Модификаторы реологии в антисептиках для рук Sytheon: научный подход к омоложению Такое разное сияние RonaCare® RenouMer: От устойчивого сырья из океана до впечатляющего действия на синтез коллагена Глюкамиды – новые «зеленые» ПАВ для косметических средств Ближайшие выставки Партнеры Видео:ГИДРОКСИД НАТРИЯ | NaOH | Химические свойства ГИДРОКСИДА НАТРИЯ | Качественные реакции | ХимияСкачать Гипохлориты и их применение в средствах бытовой химии Видео:Получение ХЛОРОФОРМА (загрязненного). Реакция ГИПОХЛОРИТА НАТРИЯ и АЦЕТОНА. Опыты по химииСкачать 30.03.2020 Д. А. Меркулов, к.х.н., зав. кафедрой фундаментальной и прикладной химии, ФГБОУ ВПО «Удмуртский государственный университет», г. Ижевск Видео:Химические свойства водыСкачать Введение Гипохлоритами называют соли хлорноватистой кислоты HClO. Наиболее распространенными из них являются гипохлорит натрия, гипохлорит кальция и гипохлорит калия. Гипохлориты широко применяются для обеззараживания питьевой воды, отбеливания, дегазации и дезинфекции. Гипохлориты являются одними из самых важных химических соединений. Таблица 1. Наиболее распространенные гипохлориты . Систематическое наименование Традиционное название Хим. формула CAS № М, г/моль Гипохлорит натрия Хлорноватистокислый натрий, лабарракова вода (гипохлорит натрия в смеси с хлоридом натрия и гидроксидом натрия) NaClO 7681–52–9 74,44 Гипохлорит калия Хлорноватистокислый калий, жавелевая вода (гипохлорит калия в смеси с гидрокарбонатом калия и хлоридом калия) KClO 7778–66–7 90,55 Гипохлорит кальция Хлорноватистокислый кальций, хлорная известь (гипохлорит кальция в смеси с хлоридом кальция, оксихлоридом кальция и гидроксидом кальция) Ca(ClO) 2 7778–54–3 142,98 Видео:Химические уравнения. Как составлять химические уравнения.Скачать История открытия В 1774 г. шведский химик Карл Вильгельм Шееле получил хлор (Cl 2 ) в результате взаимодействия оксида марганца(IV) MnO 2 и соляной кислоты (HCl). Позже, в 1785 г. французский химик Клод Луи Бертолле обнаружил, что водный раствор газообразного хлора («хлорная вода»), содержащий хлорноватистую и хлороводородную кислоты, может отбелить белье, и сообщил о своих выводах Французской академии наук. Cl 2 + H 2 O = HClO + HCl Знания об отбеливающих свойствах хлора были незамедлительно использованы Джеймсом Уаттом на текстильной фабрике в Глазго. Несмотря на то, что отбеливание с использованием хлора был значительно эффективнее традиционных способов отбеливания солнечным светом, слабыми растворами кислот и щелочей, применение хлора ограничивалось его токсичностью и разрушающим действием на ткани. Для стабилизации раствора газообразного хлора в воде и безопасности его применения, в 1787 г. на Парижском предприятии Societe Javel хлор стали пропускать через водный раствор карбоната калия (поташа) Cl 2 + K 2 СO 3 = 2KHCO 3 + KClO + KCl. Глава предприятия Леонард Альбан назвал новый продукт «Eau de Javel» («жавелевая вода»), и вскоре белильная жидкость стала популярной во Франции и Англии. В 1820 г. француз Антуан Лабаррак усовершенствовал способ получения отбеливателя, заменив поташ на более дешевый гидроксид натрия (каустическую соду). Полученный раствор гипохлорита и хлорида натрия получил название «Eau de Labarraque» («лабарракова вода»). Cl 2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H 2 O. Широкое применение гипохлоритов для обеззараживания питьевой воды и дезинфекции стало возможным гораздо позже, в начале XX века, благодаря развитию промышленного производства хлора электролизом поваренной соли. Видео:9 класс. Галогены. Химические свойства.Скачать Физические свойства Гипохлориты встречаются нам преимущественно в виде водных растворов, хотя некоторые из них можно выделить в твердом виде. Так, известен безводный гипохлорит натрия, который представляет собой неустойчивое бесцветное кристаллическое вещество. Из кристаллогидратов наиболее устойчивой формой является NaClO×5H 2 O. Это соединение представляет собой белые или бледно-зеленые ромбические кристаллы, расплывающиеся на воздухе. При нагревании пентагидрата гипохлорита натрия до температуры 24,4°С, он плавится. Кристаллогидрат NaClO×2,5H 2 O плавится при температуре 57,5°С. Моногидрат крайне неустойчив и разлагается выше 60°С, при более высоких температурах разложение протекает со взрывом. Таблица 2. Плотности и температуры замерзания водных растворов гипохлорита натрия. Концентрация, % 1 2 4 6 8 10 14 Плотность, г/мл (18 °С) 1,0053 1,0121 1025,8 1,0397 1,0538 1,0681 1,0977 Концентрация, % 18 22 26 30 34 38 40 Плотность, г/мл (18 °С) 1,1288 1,1614 1,1953 1,2307 1,2680 1,3085 1,3285 Концентрация, % 2 4 6 8 10 12 15,6 t зам , °С – 2,2 – 4,4 – 7,5 – 10,0 – 13,9 – 19,4 –29,7 В отличие от гипохлорита калия, известного только в растворах, гипохлорит кальция можно выделить в форме бесцветных кристаллов, устойчивых в сухой атмосфере без углекислого газа. Из водных растворов гипохлорит кальция можно выделить в виде кристаллогидратов Ca(ClO) 2 ×2H 2 O, Ca(ClO) 2 ×3H 2 O, Ca(ClO) 2 ×4H 2 O. Кислотно-основное равновесие между хлорноватистой кислотой и гипохлорит-ионом описывается обратимой реакцией с константой равновесия Ka = 2,63×10 –8 при 20°С. Используя константу равновесия Ka, можно рассчитать мольное долевое распределение хлорноватистой кислоты и гипохлорит-ионов в зависимости от рН (рис.1). Данные свидетельствуют, что при подкислении растворов гипохлоритов увеличивается доля неустойчивой хлорноватистой кислоты. При рН 7,58 существуют преимущественно гипохлорит-ионы. Рис. 1. Мольное долевое распределение хлорноватистой кислоты и гипохлорит-ионов в зависимости от кислотности среды. Видео:Серная кислота. Химические свойства. Реакции с металлами.Скачать Химические свойства Гипохлориты являются неустойчивыми соединениями, легко разлагающимися с выделением кислорода. Разложение твердых гипохлоритов натрия и кальция можно представить уравнениями 2NaClO = 2NaCl + O 2 ↑ и 2Сa(ClO) 2 = СaCl 2 + O 2 ↑. Процессы при комнатной температуре происходят медленно, а при нагревании могут протекать со взрывом. Параллельно реакциям, сопровождающимся образованием хлоридов и свободного кислорода, могут протекать реакции диспропорционирования 3NaClO = NaClO 3 + 2NaCl и 3Сa(ClO) 2 = Ca(ClO 3 ) 2 + 2СaCl 2 . Разложение гипохлоритов в водных растворах зависит от кислотности раствора и его температуры. В сильнокислых средах при рН ≤ 3 хлорноватистая кислота при комнатной температуре разлагается до хлора и кислорода 4HClO = 2Cl 2 ↑ + O 2 ↑ + 2H 2 O. Если при подкислении используется соляная кислота или в растворе присутствуют хлориды, образование кислорода не происходит HClO + HCl = Cl 2 ↑ + H 2 O. Хлорноватистая кислота очень слабая, поэтому она может быть вытеснена из раствора ее солей действием углекислого газа ClO – + CO 2 + H 2 O = HCO 3 – + HClO. В слабокислых и нейтральных средах при 3 2 ↑. В нейтральных и щелочных растворах имеет место конкурирующая реакция образования хлоридов и хлоратов 3ClO – = ClO 3 – + 2Cl – . При комнатной температуре реакция диспропорционирования протекает медленно, но при температурах выше 70°С эта реакция становится преобладающей. В щелочных средах при рН > 7,5 в растворах преобладают гипохлорит-ионы, разлагающиеся следующим образом: 2ClO – = 2Cl – + O 2 ↑. Стабилизация гипохлоритов в водных растворах . Соли хлорноватистой кислоты значительно устойчивее самой кислоты. С ростом рН уменьшается мольная доля хлорноватистой кислоты в растворе и тем самым повышается стабильность гипохлоритов (рис. 1). В области рН > 11 содержание хлорноватистой кислоты крайне низкое, однако, и при этой кислотности наблюдается медленное разложение соединений хлора(I). Протекающие реакции можно записать в виде: 2ClO – = ClO 2 – + Cl – , (1) ClO 2 – + ClO – = ClO 3 – + Cl – , (2) 2ClO – = O 2 + 2Cl – . (3) Около 95% от общего количества гипохлорит-ионов разлагается в результате последовательных реакций (1) и (2), причем реакция (1) является самой медленной (лимитирующей) и определяет общую скорость процесса. Реакция (3) не является основной, но отвечает за выделение кислорода, количество которого может быть значительным. В присутствии некоторых ионов металлов, например, меди, никеля, кобальта наблюдается каталитическое разложение гипохлорит-ионов. Ионы железа обладают слабым каталитическим действием и являются сокатализаторами в сочетании с другими ионами металлов. В простейшем случае, при содержании ионов меди(II) в растворе в концентрации 1мг/кг порядки гомогенной реакции по гипохлориту и по меди(II) равны единице. Гетерогенный катализ металлами и их нерастворимыми соединениями, является сложным и плохо воспроизводимым. Из нерастворимых катализаторов наибольшее мешающее влияние оказывает никель и его оксиды, которые попадают в растворы гипохлоритов при их контакте с легированными никелевыми сталями, используемыми для изготовления трубопроводов и резервуаров. На константы скорости реакций (1)-(3) большое влияние оказывает ионная сила растворов. Высокие концентрации электролитов уменьшают константы скорости реакций и обеспечивают разумную стабильность при хранении растворов электролитов. Увеличение концентрации гипохлорит-ионов, напротив, уменьшает их стабильность в водных растворах. На рис. 2 показан феномен «кривой пересечения». Растворы гипохлорита натрия с концентрацией 9% и 5% при хранении разлагаются настолько, что через 50 недель показывают одинаковую концентрацию вещества, а через 100 недель первоначально более концентрированный раствор содержит гипохлорит-ионов меньше, чем разбавленный. Рис. 2. Разложение гипохлорита натрия различных концентраций при 30°С. Повышение температуры способствует ускорению процессов разложения гипохлоритов, поэтому целесообразно хранить растворы гипохлоритов в прохладном месте для обеспечения срока годности (рис. 3). Рис. 3. Влияние температуры на разложение 5%-ного раствора NaClO. Для стабилизации водных растворов гипохлоритов, а так же продуктов на их основе, каждый производитель применяет собственные методы, которые редко публикуются в виде статей. Однако известны некоторые запатентованные методы, которые, не претендуя на полноту, можно представить следующим списком: удаление хлорид-ионов, сопутствующих гипохлорит-ионам, методом кристаллизации; приготовление хлорноватистой кислоты, свободной от хлорид-ионов, методами электродиализа, дистилляции и жидкостной экстракции с последующей нейтрализацией щелочью; добавление многоатомных спиртов (например галактита, маннита, сорбита, инозита и пентаэритрита); добавление амидов; осаждение и фильтрация после добавления соединений щелочноземельных металлов; добавление перйодатов или перйодат-образующих соединений, способных образовывать комплексы с ионами металлов – катализаторов разложения гипохлоритов; добавление силикатов совместно с добавками или без добавок; добавление бромидов; добавление арилсульфаниламидов или их производных; увеличение светостойкости гипохлоритов путем добавления солей имидодисульфатов; солей церия и ЭДТА; феррицианидов; изоциануровой кислоты и цитрата натрия; добавление избытка хлорида железа с последующей фильтрацией; добавление гептоната натрия или боргептоната натрия; добавление 2-оксазолидинонов; добавление фосфата натрия; добавление бихромата калия; добавление солей кальция; добавление полидентатных гетероароматических соединений. Направление окислительно-восстановительных процессов с участием гипохлорит-ионов и хлорноватистой кислоты обусловлены значениями стандартных электродных потенциалов полуреакций в водной среде: 2HClO + 2H + + 2e – = Cl 2 ↑ + 2H 2 O, E° = 1,630 В, HClO + H + + 2e – = Cl – + H 2 O, E° = 1,500 В. в нейтральной и щелочной среде ClO – + H 2 O + 2e – = Cl – + 2OH – , E° = 0,890 В, 2ClO – + 2H 2 O + 2e – = Cl 2 ↑ + OH – , E° = 0,421 В. Таким образом, гипохлорит-ионы и хлорноватистая кислота обладают выраженными окислительными свойствами, причем их окисляющая способность в кислой среде значительно выше, чем в нейтральной и щелочной средах. Видео:ОКСИДЫ, КИСЛОТЫ, СОЛИ И ОСНОВАНИЯ ХИМИЯ 8 класс / Подготовка к ЕГЭ по Химии - INTENSIVСкачать Дезинфицирующее действие Гипохлориты являются одними из лучших антибактериальных средств. Они убивают микроорганизмы очень быстро даже при очень низких концентрациях. Наивысшее бактерицидное действие гипохлоритов проявляется в нейтральной среде, когда концентрации хлорноватистой кислоты и гипохлорит-ионов приблизительно равны (рис. 1). Образующиеся при разложении гипохлоритов активные частицы (атомарный кислород и хлор) обладают высоким биоцидным действием. Они уничтожают микроорганизмы, взаимодействуя с биополимерами в их структуре, способными к окислению. Аналогичным образом, например, действуют клетки человека нейтрофилы, гепатоциты и др., которые синтезируют хлорноватистую кислоту и сопутствующие высокоактивные радикалы для борьбы с микроорганизмами и чужеродными субстанциями. Бактерицидная активность гипохлоритов настолько велика, что они способны привести к гибели дрожжеподобных грибов, вызывающих кандидоз, Candida albicans, в течение 30 секунд при действии 5,0 – 0,5%-го гипохлоритного раствора. Патогенный Enterococcus faecalis погибает через 30 секунд после обработки 5,25%-ым раствором и через 30 минут после обработки 0,5%-ым раствором. Грамотрицательные анаэробные бактерии, такие как Porphyromonas gingivalis, Porphyromonas endodontalis и Prevotella intermedia, погибают в течение 15 секунд после обработки 5,0 – 0,5%-м раствором гипохлорит-ионов. Несмотря на высокую биоцидную активность гипохлоритов, некоторые потенциально опасные простейшие организмы, например, возбудители лямблиоза или криптоспоридиоза, к сожалению, устойчивы к его действию. При помощи гипохлорит-ионов можно успешно обезвреживать различные токсины (табл. 3). Таблица 3. Результаты инактивации токсинов при 30-минутной экспозиции различных концентраций гипохлорита натрия («+» – токсин инактивирован; «–» – токсин остался активен). Токсин 2,5% NaClO + 0,25 н. NaOH 2,5% NaClO 1,0% NaClO 0,1% NaClO Т-2 токсин + – – – Бреветоксин + + – – Микроцистин + + + – Тетродотоксин + + + – Сакситоксин + + + + Палитоксин + + + + Рицин + + + + Ботулотоксин + + + + Видео:КРУТОЙ ЛАЙФХАК по Химии — Как написать уравнение реакции #shorts #youtubrshortsСкачать Методы анализа Качественными реакциями на гипохлорит-ион могут служить: окисление йодид-иона до йода в сильнокислой среде; выпадение коричневого осадка метагидроксида таллия(III) (TlO(OH)) при действии щелочного раствора соли таллия (I); цветная реакция с 4,4´-тетраметилдиаминодефенилметаном или N,N´-диокситрифенил метаном в присутствии бромата калия. Наиболее распространенным методом количественного анализа гипохлорит-иона является титриметрический метод с использованием йодида калия. Для проведения испытания водный раствор или водную суспензию, содержащие гипохлорит-ион, смешивают с избытком раствора йодида калия в сернокислой среде. Выдерживают герметично закрытую смесь в течение 5 минут в темном месте. Выделившийся йод титруют стандартизированным раствором тиосульфата натрия. В качестве индикатора вблизи точки эквивалентности используют крахмальный раствор. При количественном определении гипохлорит-иона косвенным йодометрическим методом результаты анализа пересчитывают на концентрацию «активного хлора» в ыделившегося при реакции 2H + + ClO – + Cl – = Cl 2 ↑ + H 2 O. Альтернативным методом количественного определения гипохлорит-иона является потенциометрический анализ с использованием бром-ионселективного электрода. Концентрацию гипохлорит-иона находят методом добавок анализируемого раствора к стандартному раствору или методом уменьшения концентрации анализируемого раствора при его добавлении к стандартному раствору. Способы получения наиболее важных товарных продуктов Крупнотоннажными гипохлоритсодержащими продуктами являются гипохлорит натрия и гипохлорит кальция. Их глобальный объем производства превышает 1 млн тонн/год. При этом почти половина этого объема используется в быту, а другая половина в промышленности. Гипохлорит калия, являющийся исторически первым гипохлоритом, нашедшим промышленное применение, производится в ограниченном количестве. Для промышленного производства гипохлорита натрия используются химический и электрохимический методы. При химическом методе производится хлорирование водных растворов гидроксида натрия. Суть химического превращения не изменилась со времен его открытия и применения Лабарраком Cl 2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H 2 O. Существуют две производственные схемы данного метода: основной процесс, в результате которого производится 16%-ный раствор гипохлорита натрия в смеси с хлоридом натрия и гидроксидом натрия (рис. 4). низко-солевой или концентрированный процесс позволяет получить концентрированные растворы (25–40%) гипохлорита натрия с меньшим содержанием примесей. Его отличие от основного способа заключается в добавлении второй стадии хлорирования. Во второй реактор подается не гидроксид натрия, а раствор гипохлорита натрия из первого реактора, в результате происходит концентрирование готового продукта (рис. 5). Рис. 4. Химический метод получения гипохлорита натрия основным процессом (рис. с сайта https://ru.wikipedia.org) Рис. 5. Химический метод получения гипохлорита натрия концентрированным процессом (рис. с сайта https://ru.wikipedia.org) При электрохимическом методе получения гипохлорита натрия водный раствор хлорида натрия подвергается электролизу в электролизере с открытыми электродными зонами (бездиафрагменный способ). Гидроксид натрия, образующийся на катоде, и хлор, выделяющийся на аноде, беспрепятственно смешиваются в ходе электрохимического процесса NaCl + H 2 O = NaClO + H 2 ↑(суммарная реакция). Гипохлорит кальция производится в виде хлорной извести, представляющей собой смесь целевого продукта с хлоридом кальция и гидроксидом кальция. В качества сырья для получения хлорной извести используется порошкообразный гидроксид кальция (пушенка), содержащий менее 1% свободной влаги и разбавленный влажным воздухом хлор. Небольшая влажность исходных веществ обеспечивает начало реакции гидролиза хлора, сопровождающейся нейтрализацией образующихся кислот известью. Затем реакция продолжается за счет воды, выделяющейся из гидроксида кальция при хлорировании 2Сa(OH) 2 + 2Cl 2 = Сa(ClO) 2 + СaCl 2 + 2H 2 O (суммарно). Хлорирование пушенки осуществляется в аппаратах непрерывного действия – механических полочных камерах Бакмана. Таблица 4. Производители гипохлорита натрия в России. Название предприятия Сайт предприятия «Каустик» ЗАО, г. Стерлитамак www.kaus.ru/ «Каустик» ОАО, г. Волгоград www.kaustik.ru/ «Новомосковский хлор» ООО, г. Новомосковск www.hlor.biz/ «Сода-хлорат» ООО, г. Березняки www.soda.perm.ru/ Характеристика товарных гипохлоритов, обращение, хранение и транспортировка В Российской Федерации гипохлориты производятся в соответствии с ГОСТ 11086–76 «Гипохлорит натрия. Технические условия» и ГОСТ 1692–85 «Известь хлорная. Технические условия». Гипохлорит натрия по назначению и показателям выпускается двух марок «А» и «Б» (табл. 5). Таблица 5. Физико-химические показатели и назначение гипохлорита натрия по ГОСТ 11086–76 Поделиться или сохранить к себе: Смотрите также Сера — химические свойства, получение, соединения. Нитрат кальция: способы получения и химические свойства Кальций: способы получения и химические свойства Гидроксид натрия: способы получения и химические свойства Гидроксид кальция: способы получения и химические свойства Получение бензола Разница между глюкозой и сахарозой Гидроксид калия: способы получения и химические свойства