- yapı
- Özellikleri
- asidite
- Oksitleyici ajan
- istikrar
- sentez
- Su ve klor
- Elektroliz
- Uygulamalar
- Genel Özellikler
- Dezenfeksiyon ve temizlik
- Riskler
- Referanslar
Hipoklorik asit kimyasal formülü HCLO bir inorganik bileşiktir. Yalnızca bir oksijen atomu içerdiğinden, klorun oksoasitlerinin en az oksitlenmesine karşılık gelir. Ondan , yaygın olarak ticari su dezenfektanları olarak kullanılan hipoklorit anyonu, ClO - ve tuzlarını elde ederler .
HClO, klor gazı suda çözüldüğünde oluşan en güçlü oksitleyici ve antimikrobiyal ajandır. Antiseptik etkisi, Birinci Dünya Savaşı'nda askerlerin yaralarını temizlemek için klor çözeltileri kullanılmadan önce bile yüzyılı aşkın süredir bilinmektedir.
Top ve çubuk modeliyle temsil edilen hipokloröz asit molekülü. Kaynak: Ben Mills ve Jynto
Aslında keşfi, klorun sulu bir cıva oksit süspansiyonu olan HgO içinde köpürtülerek kısmi oksidasyonunu başaran Fransız kimyager Antoine Jérôme Balard tarafından 1834 yılına kadar uzanıyor. O zamandan beri dezenfektan ve antiviral ajan olarak kullanılmaktadır.
Kimyasal olarak konuşursak, HClO, klor atomunu diğer moleküllere bırakan bir oksitleyici ajandır; başka bir deyişle, yeni antibiyotiklerin geliştirilmesinde büyük önem taşıyan kloroaminler olan klorlu bileşikler sentezlenebilir.
1970'lerde, vücudun bu asidi miyeloperoksidaz enziminin etkisiyle doğal olarak üretebildiği keşfedildi; fagositoz sırasında peroksitler ve klorür anyonlarına etki eden enzim. Böylece, aynı organizmadan bu davetsiz misafir "katili" ortaya çıkabilir, ancak kendi iyiliği için zararsız bir ölçekte.
yapı
Üstteki resim, HClO'nun yapısını göstermektedir. Formülün yapıyla çeliştiğine dikkat edin: molekül HO-Cl'dir ve H-Cl-O değildir; bununla birlikte, daha oksitlenmiş muadilleri olan HClO 2 , HClO 3 ve HClO 4 ile doğrudan karşılaştırabilmek için ikincisi genellikle tercih edilir .
Hipokloröz asidin kimyasal yapısı.
HClO tarafından salınan asidik hidrojen H + , klor atomuna bağlı OH grubunda bulunur. OH ve Cl-O bağlarındaki uzunluktaki kayda değer farklılıklara da dikkat edin; ikincisi, klor orbitallerinin daha düşük derecede üst üste binmesi nedeniyle en uzun olanıdır, oksijeninkilerle daha fazla yayılır.
HOCl molekülü normal koşullar altında zar zor stabil kalabilir; Orantısız olmadan veya klor gazı, Cl 2 olarak salınmadan sulu çözeltilerinden izole edilemez .
Bu nedenle, hipokloröz asidin susuz kristalleri (bunların hidratları bile) yoktur; Ve bugüne kadar, abartılı yöntemlerle hazırlanabileceklerine dair bir gösterge de yok. Kristalleşebilirlerse, HClO molekülleri kalıcı dipolleri (oksijene yönelik negatif yükler) yoluyla birbirleriyle etkileşime girerler.
Özellikleri
asidite
HClO bir monoprotik asittir; yani, sulu ortama (oluştuğu yer olan) yalnızca bir H + bağışlayabilirsiniz :
HClO (aq) + H 2 O ↔ ClO - (aq) + H 3 O + (aq) (pKa = 7.53)
Bu denge denkleminden, H 3 O + iyonlarındaki bir azalmanın (ortamın bazikliğinde bir artış) daha fazla hipoklorit anyonu, ClO - oluşumuna yardımcı olduğu gözlemlenir . Sonuç olarak, eğer bir ClO - çözeltisi görece stabil tutulacaksa , NaOH ile elde edilen pH bazik olmalıdır.
Ayrışma sabiti pKa, HClO'nun zayıf bir asit olduğunu şüpheli hale getirir. Bu nedenle, konsantre edildiğinde, H 3 O + iyonları hakkında çok fazla endişelenmemelisiniz , ancak HClO'nun kendisi hakkında endişelenmelisiniz (yüksek reaktivitesi ve aşındırıcılığından dolayı değil).
Oksitleyici ajan
HClO'daki klor atomunun oksidasyon sayısının +1 olduğu belirtildi. Bu, tek bir elektronun temel durumuna (Cl 0 ) dönmesi ve Cl 2 molekülünü oluşturabilmesi için neredeyse hiç gerekmediği anlamına gelir . Sonuç olarak, HClO Cl düşecektir 2 ve H 2 aynı Cl kıyasla daha hızlı bir şekilde başka türleri oksitlemek, O 2 veya ClO - :
2HClO (sulu) + 2H + + 2e - ↔ Cl 2 (g) + 2H 2 O (l)
Bu reaksiyon, HClO'nun sulu çözeltilerinde ne kadar kararlı olduğunu görmemizi sağlıyor.
Bu oksitleme gücü, sadece Cl oluşumu ile ölçülmez 2 , aynı zamanda klor atomu vazgeçmek kabiliyetiyle. Örneğin, kloroamin üretmek için azotlu türlerle (amonyak ve azotlu bazlar dahil) reaksiyona girebilir:
HClO + NH → N-Cl + H 2 O
Bir NH bağ, bir amino grubu (= NH arasında, kırık olduğunu Not 2 çoğunlukla), ve bir N-Cl ile ikame edilir. Aynı şey hidroksil gruplarının OH bağlarında da olur:
HClO + OH → O-Cl + H 2 O
Bu reaksiyonlar çok önemlidir ve HClO'nun dezenfekte edici ve antibakteriyel etkisini açıklar.
istikrar
HClO, baktığınız hemen hemen her yerde kararsızdır. Örneğin, hipoklorit anyonu, oksidasyon sayıları -1 ve +5 olan klor türlerinde orantısızdır, HClO'da + 1'den daha kararlıdır (H + Cl + O 2- ):
3ClO - (sulu) ↔ 2C - (aq) + ClO 3 - (sulu)
Bu reaksiyon yine dengeyi HClO'nun kaybolmasına doğru kaydıracaktır. Benzer şekilde, HClO doğrudan su ve klor gazı ile paralel bir dengeye katılır:
Cı 2 (g) + H 2 O (I) ↔ HClO (sulu) + H + (sulu) + Cl - (sulu)
Bu nedenle, konsantre etmek (veya izole etmek) için bir HClO çözeltisini ısıtmaya çalışmak , sarı bir gaz olarak tanımlanan Cl 2 üretimine yol açar . Aynı şekilde, bu solüsyonlar Cl 2'yi parçaladıklarından (HClO daha da kaybolur) çok uzun süre ışığa veya metal oksitlerin varlığına maruz bırakılamazlar :
2Cl 2 + 2H 2 O → 4HCl + O 2
HCl, daha fazla Cl 2 oluşturmak için HClO ile reaksiyona girer :
HClO + HCl → Cl 2 + H 2 O
Ve böylece artık HClO kalmayıncaya kadar.
sentez
Su ve klor
Hipokloröz asidi hazırlama veya sentezleme yöntemlerinden biri zaten üstü kapalı olarak açıklanmıştır: klor gazının suda çözülmesi. Oldukça benzer bir başka yöntem, bu asidin anhidritinin suda çözülmesini içerir: dikloro monoksit, Cl 2 O:
Cı 2 O (g) + * H 2 O (I) ↔ 2HClO (sulu)
Yine, saf HClO'yu izole etmenin bir yolu yoktur, çünkü suyu buharlaştırmak dengeyi sudan kaçan bir gaz olan Cl 2 O oluşumuna kaydırır .
Öte yandan, civa oksit, HgO kullanarak daha konsantre HClO (% 20) çözeltileri hazırlamak mümkün olmuştur. Bunu yapmak için, klor, klorlu buz elde edilecek şekilde tam donma noktasında bir hacim su içinde çözülür. Sonra aynı buz karıştırılır ve erirken HgO ile karışır:
2Cl 2 + HgO + 12H 2 O → 2HClO + HgCl 2 + 11 H 2 O
% 20 HClO çözeltisi nihayet vakum altında damıtılabilir.
Elektroliz
Hipokloröz asit çözeltileri hazırlamanın daha basit ve daha güvenli bir yöntemi, tuzlu suları klor yerine hammadde olarak kullanmaktır. Tuzlu sular, bir elektroliz işlemi yoluyla Cl 2'ye oksitlenebilen klorür anyonları, Cl - bakımından zengindir :
2H 2 O → O 2 + 4H + + 4e -
2Cl - ↔ 2e - + Cl 2
Bu iki reaksiyon anotta meydana gelir, burada klor üretilir ve hemen çözünerek HClO'ya yol açar; katot bölmesindeyken su azaltılır:
2H 2 O + 2e - → 2OH - + H 2
Bu şekilde, HClO ticari ila endüstriyel ölçekte sentezlenebilir; ve tuzlu sulardan elde edilen bu solüsyonlar aslında bu asidin ticari olarak temin edilebilen ürünleridir.
Uygulamalar
Genel Özellikler
HClO, alkolleri ketonlara oksitlemek ve kloroaminleri, kloroamitleri veya klorohidrinleri (alkenlerden başlayarak) sentezlemek için bir oksitleyici ajan olarak kullanılabilir.
Bununla birlikte, diğer tüm kullanımları tek bir kelimeyle kapsanabilir: biyosit. Mantar, bakteri, virüs öldürücü ve patojenler tarafından salınan toksinlerin nötrleştiricisidir.
Vücudumuzun bağışıklık sistemi, miyeloperoksidaz enziminin etkisiyle kendi HClO'sunu sentezler ve beyaz kan hücrelerinin enfeksiyona neden olan davetsiz misafirleri ortadan kaldırmasına yardımcı olur.
Sayısız çalışma, HClO'nun biyolojik matriks üzerindeki etkisinin çeşitli mekanizmalarını önermektedir. Bu, klor atomunu belirli proteinlerin amino gruplarına bağışlar ve ayrıca SS disülfür köprülerinde bulunan SH gruplarını oksitleyerek denatürasyona neden olur.
Aynı zamanda azotlu bazlarla reaksiyona girerek DNA replikasyonunu durdurur, glikozun tam oksidasyonunu etkiler ve ayrıca hücre zarını deforme edebilir. Tüm bu eylemler sonunda mikropların ölmesine neden olur.
Dezenfeksiyon ve temizlik
Bu nedenle HClO çözümleri şu amaçlarla kullanılmaktadır:
-Enfeksiyöz ve kangrenli yaraların tedavisi
- Su kaynaklarını dezenfekte edin
Veteriner hekimlik, tıp ve diş hekimliğinde kullanılan cerrahi malzeme veya aletler için sterilize edici ajan
-Genel olarak her tür yüzey veya nesnenin dezenfektanı: çubuklar, korkuluklar, kahve makineleri, seramikler, cam masalar, laboratuvar tezgahları vb.
- Daha az agresif antibiyotik görevi gören ancak aynı zamanda HClO'nun kendisinden daha dayanıklı, spesifik ve stabil olan kloroaminleri sentezleyin
Riskler
HClO çözeltileri, oksidasyona eğilimli türlerle şiddetli bir şekilde reaksiyona girebildikleri için, yüksek konsantrasyonda iseler tehlikeli olabilir. Ek olarak, istikrarsız hale geldiklerinde gaz halinde klor salma eğilimindedirler, bu nedenle sıkı bir güvenlik protokolü altında saklanmaları gerekir.
HClO, mikroplara karşı o kadar reaktiftir ki, sulandığında anında yok olur, daha sonra kendisi tarafından tedavi edilen yüzeylere dokunanlar için bir risk oluşturmaz. Aynı şey organizmanın içinde de olur: Hızlı bir şekilde ayrışır veya biyolojik ortamdaki herhangi bir tür tarafından nötralize edilir.
Vücudun kendisi tarafından üretildiğinde, düşük HClO konsantrasyonlarını tolere edebileceği tahmin edilebilir. Bununla birlikte, yüksek oranda konsantre ise (sentetik amaçlar için kullanılır ve dezenfektanlar için kullanılmazsa), aynı zamanda sağlıklı hücrelere (örneğin deriye) saldırarak istenmeyen etkilere sahip olabilir.
Referanslar
- Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya . (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
- Gottardi, W., Debabov, D. ve Nagl, M. (2013). N-kloraminler, iyi tolere edilen topikal anti-enfektiflerin umut verici bir sınıfı. Antimikrobiyal ajanlar ve kemoterapi, 57 (3), 1107–1114. doi: 10.1128 / AAC.02132-12
- Jeffrey Williams, Eric Rasmussen ve Lori Robins tarafından. (6 Ekim 2017). Hipokloröz Asit: Doğuştan Gelen Bir Yanıttan Yararlanma. Kurtarıldı: enfeksiyoncontrol.tips
- Hydro Instruments. (Sf). Klorlamanın Temel Kimyası. Hydroinstruments.com adresinden kurtarıldı
- Vikipedi. (2019). Hipokloröz asit. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
- Serhan Sakarya vd. (2014). Hipokloröz Asit: Güçlü Mikrobisidal, Antibiyofilm ve Yara İyileştirme Potansiyeli İdeal Bir Yara Bakım Maddesi. HMP Yaraları. Kurtarıldı: woundsresearch.com
- PrebChem. (2016). Hipokloröz asidin hazırlanması. Prepchem.com adresinden kurtarıldı