Sản xuất

 

Sodium hypochlorite lần đầu tiên được sản xuất vào năm 1789 bởi Claude Louis Berthollet trong phòng thí nghiệm của ông về các Javel quay tại Paris, Pháp, bằng cách đi qua khí clo thông qua một giải pháp cacbonat natri. Chất lỏng, được gọi là " Eau de Javel "(" nước Javel "), là một giải pháp yếu của hypochlorite natri. Tuy nhiên, quá trình này không phải là rất hiệu quả, và phương pháp sản xuất thay thế được tìm kiếm. Một trong những phương pháp liên quan đến khai thác đá vôi clo hoá (được gọi là tẩy trắng bột) với natri cacbonat để mang lại mức độ thấp của clo có sẵn. Phương pháp này thường được sử dụng để sản xuất các giải pháp hypochlorite để sử dụng như một chất khử trùng bệnh viện đã được bán dưới tên thương mại "Eusol" và "Dakin của giải pháp".

 

Gần cuối thế kỷ XIX, ES Smith được cấp bằng sáng chế một phương pháp sản xuất sodium hypochlorite liên quan đến điện phân nước muối để sản xuất hydroxit natri và khí clo, sau đó pha trộn để tạo thành hypochlorite natri. [ 1 ] này được gọi là quá trình chloralkali . Cả hai điện lực và các giải pháp ngâm nước muối trong việc cung cấp giá rẻ vào thời điểm đó, và tiếp thị khác nhau với doanh nghiệp đã lợi dụng tình hình để đáp ứng nhu cầu của thị trường cho hypochlorite natri. Các giải pháp đóng chai của hypochlorite natri đã được bán dưới tên thương mại rất nhiều.

 

Hôm nay, một phiên bản cải tiến của phương pháp này, được gọi là quá trình Hooker, là duy nhất phương pháp công nghiệp lớn có quy mô sản xuất sodium hypochlorite. Trong quá trình này, sodium hypochlorite (NaClO) và natri clorua (NaCl) được hình thành khi clo được thông qua vào sodium hydroxide dung dịch lạnh và loãng . Nó được chuẩn bị công nghiệp bằng cách điện phân với phân cách tối thiểu giữa các cực dương và cực âm .Giải pháp phải được giữ ở dưới 40 ° C (cuộn dây làm mát) để ngăn chặn sự hình thành không mong muốn của chlorate natri .

 

Cl 2 + 2 NaOH → NaCl + NaOCl + H 2 O

Do đó, clo được đồng thời giảm và oxy hóa, quá trình này được biết đến như disproportionation .

 

Các giải pháp thương mại luôn luôn chứa một lượng đáng kể natri clorua (muối thường) như chính sản phẩm , như đã thấy trong phương trình trên.

 

Bao bì và bán

 

Hộ gia đình tẩy được bán để sử dụng trong quần áo rửa 3-6 % dung dịch sodium hypochlorite tại thời điểm sản xuất. Sức mạnh thay đổi từ một công thức khác và dần dần giảm với lưu trữ lâu.

 

Một giải pháp 12% được sử dụng rộng rãi trong máy nước clo hóa nước, và một giải pháp 15% là thường [ 2 ] được sử dụng để khử trùng nước thải trong nhà máy xử lý. Sodium hypochlorite cũng có thể được sử dụng cho điểm của việc sử dụng khử trùng nước uống. [ 3 ]

 

Các giải pháp nhẹ hơn (50 ppm đến 1,5%) được tìm thấy trong thuốc xịt khử trùng và khăn lau được sử dụng trên các bề mặt cứng. [ 4 ] [ 5 ]

 

Phản ứng

 

Sodium hypochlorite phản ứng với các kim loại dần dần, chẳng hạn như kẽm, sản xuất các oxit kim loại hoặc hydroxit:

 

NaClO + Zn → ZnO + NaCl

Nó phản ứng với acid hydrochloric để giải phóng khí clo:

 

NaClO + 2 HCl → Cl 2 + H 2 O + NaCl

Nó phản ứng với các axit khác, chẳng hạn như axit axetic, để giải phóng axit hypochlorous :

 

NaClO + CH 3 COOH → HClO + CH 3 COONa

Nó bị phân hủy khi đun nóng để tạo thành Clorat natri và natri clorua:

 

3 NaClO → NaClO 3 + 2 NaCl

Trong phản ứng với hydrogen peroxide, oxy phân tử:

 

NaClO + H 2 O 2 → H 2 O + NaCl + O 2 ↑

Khi hòa tan trong dung dịch nước, nó từ từ sẽ bị phân hủy, giải phóng clo, oxy, và sodium hydroxide.

 

4 NaClO + 2 H 2 O → 4 NaOH + 2 Cl 2 + O 2

Sử dụng

 

Tẩy trắng răng

Hộ gia đình tẩy trắng, nói chung, một giải pháp có chứa sodium hypochlorite 4-6% và 0,01-0,05% sodium hydroxide, sodium hydroxide được sử dụng để trì hoãn sự phân hủy của natri hypocloritnatri clorua và natri chlorate . [ 6 ]

 

Trong hình thức hộ gia đình, sodium hypochlorite được sử dụng để loại bỏ vết bẩn từ giặt ủi. Nó đặc biệt hiệu quả trên sợi bông, có vết bẩn dễ dàng, nhưng chất tẩy trắng tốt. Thông thường, 50 đến 250 mL của thuốc tẩy cho mỗi tải được khuyến khích cho một máy giặt kích thước tiêu chuẩn. Các đặc tính của thuốc tẩy gia dụng mà làm cho nó có hiệu quả để loại bỏ vết bẩn cũng dẫn đến thiệt hại tích lũy sợi hữu cơ, chẳng hạn như bông, và tuổi thọ hữu ích của các tài liệu này sẽ được rút ngắn với tẩy trắng thường xuyên. Sodium hydroxide (NaOH) cũng được tìm thấy trong thuốc tẩy gia dụng (như đã nói sau này) gây ra sự xuống cấp chất xơ là tốt. Nó không phải là dễ bay hơi, và số tiền còn lại của NaOH không rửa ra sẽ tiếp tục xuống cấp từ từ sợi hữu cơ trong sự hiện diện của độ ẩm. Đối với những lý do này, nếu vết bẩn được bản địa hoá, phương pháp điều trị tại chỗ nên được xem xét bất cứ khi nào có thể. Với biện pháp phòng ngừa an toàn, điều trị với dấm (hoặc một axit yếu) sẽ trung hòa dung dịch NaOH, và bay hơi clo từ hypochlorite còn lại. Old T-shirts và tấm bông rip dễ dàng chứng minh các chi phí của hoạt động rửa bằng chất tẩy rửa trong gia đình. Nước nóng làm tăng hiệu quả của thuốc tẩy, do phản ứng tăng lên của các phân tử.

 

Khử trùng

Một giải pháp yếu của thuốc tẩy gia dụng 2% trong nước ấm được sử dụng để khử trùng các bề mặt trơn tru trước khi sản xuất bia của bia hoặc rượu vang. Bề mặt phải được rửa sạch để tránh việc truyền đạt hương vị cho bia; các sản phẩm phụ clo bề mặt vệ sinh cũng có hại.

 

Chính phủ Hoa Kỳ quy định (21 CFR Phần 178) cho phép thiết bị chế biến thực phẩm và các bề mặt tiếp xúc thực phẩm phải được khử trùng với dung dịch có chứa thuốc tẩy, cung cấp giải pháp được cho phép để ráo nước đầy đủ trước khi tiếp xúc với thực phẩm, và các giải pháp không vượt quá 200 phần triệu (ppm). clo có sẵn (ví dụ, một muỗng canh thuốc tẩy gia dụng điển hình có chứa sodium hypochlorite 5,25%, mỗi gallon nước). Nếu nồng độ cao hơn được sử dụng, bề mặt phải được rửa bằng nước sạch sau khi khử trùng.

 

1-trong-5 Một dung dịch thuốc tẩy gia dụng với nước (1 phần thuốc tẩy đến 4 phần nước) là hiệu quả chống lại nhiều vi khuẩn và một số virus , và thường là chất khử trùng được lựa chọn trong việc làm sạch bề mặt trong bệnh viện (chủ yếu ở Hoa Kỳ). Giải pháp ăn mòn , và cần được loại bỏ triệt để sau đó, để khử trùng tẩy đôi khi được theo sau bởi một ethanol khử trùng. Ngay cả "khoa học cấp", giải pháp khử trùng sản xuất thương mại như Virocidin-X thường có sodium hypochlorite là duy nhất của họ hoạt động thành phần, mặc dù họ cũng có chứa các bề mặt (để ngăn chặn beading) và nước hoa (để che giấu mùi thuốc tẩy). [ 7 ]

 

Xử lý nước

Đối với clo cú sốc của hệ thống giếng hoặc nước, một giải pháp 3% thuốc tẩy gia dụng được sử dụng. Đối với hệ thống lớn hơn, sodium hypochlorite là thực tế hơn bởi vì mức giá thấp hơn có thể được sử dụng. Độ kiềm của dung dịch sodium hypochlorite cũng gây ra lượng mưa của các khoáng chất như canxi cacbonat, để khử trùng bằng clo sốc thường đi kèm với một hiệu ứng tắc nghẽn. Kết tủa cũng lưu giữ vi khuẩn, làm cho thực tế này phần nào kém hiệu quả.

 

Hypochlorite natri đã được sử dụng để khử trùng nước uống. Một nồng độ tương đương với khoảng 1 lít thuốc tẩy gia dụng cho 4.000 lít nước được sử dụng. Số tiền chính xác cần thiết phụ thuộc vào hóa học của nước, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc, và sự hiện diện hay vắng mặt của trầm tích. Trong ứng dụng quy mô lớn, clo còn lại được đo chuẩn độ tỷ lệ dùng thuốc thích hợp. Đểkhử trùng khẩn cấp , Hoa Kỳ Cơ quan Bảo vệ Môi trường đề nghị sử dụng 2 giọt 4% đến 6% [ 8 ] hộ gia đình tẩy vào một lít nước. Nếu nước đã xử lý không có mùi thuốc tẩy, thêm 2 giọt là được thêm vào.

 

Nhiều người sẽ thích để lưu trữ nước uống trên cơ sở lâu dài để sử dụng trong trường hợp khẩn cấp nên xem xét sau cùng một giao thức điều trị trong quá trình lưu trữ (và không phải khi thời gian đến để truy cập vào nước), thường sử dụng tỷ lệ điều trị bổ sung khoảng 15 giọt cho mỗi gallon nước (~ 1 muỗng đầy đủ trung bình 7 lít nước), trừ khi nước từ thành phố và được biết đến là chất gây ô nhiễm quá mức và đã có một số tiền nhất định của hypochlorite natri. Lưu ý rằng bạn nên xác nhận rằng nước có mùi thuốc tẩy sau khi ngồi trong nửa giờ. Ngoài ra, bán phá giá các nước và thay thế mỗi 3 ~ 5 năm được khuyến khích. Rửa ra lớp đựng thức ăn (thường làm bằng polyethylene) trong thời gian này được khuyến khích bằng cách sử dụng nước xà phòng ấm áp hoặc một giải pháp của nước với nồng độ nặng của thuốc tẩy (10x 'bổ sung' tốc độ) sau đó rửa lại với nước sạch.

 

Việc sử dụng dựa trên chất khử trùng clo trong nước trong nước, mặc dù phổ biến rộng rãi, đã dẫn đến một số tranh cãi do sự hình thành của một lượng nhỏ các sản phẩm phụ độc hại nhưchloroform .

 

Một giải pháp kiềm (pH 11.0) sodium hypochlorite được sử dụng để điều trị loãng (<1 g / L) cyanide lý nước thải, ví dụ, rinsewater từ một cửa hàng điện. Trong hoạt động điều trị hàng loạt, sodium hypochlorite đã được sử dụng để xử lý chất thải tập trung hơn cyanide, chẳng hạn như giải pháp mạ bạc cyanide. Một giải pháp hỗn hợp đầy đủ được điều trị khi vượt quá clo được phát hiện.

 

Nội Nha

Hypochlorite natri được sử dụng trong nội nha trong quá trình điều trị kênh gốc. Đây là thuốc chữa bệnh của sự lựa chọn do hiệu quả của nó đối với các sinh vật gây bệnh và tiêu hóa bột giấy.Trong thời gian trước đó, Henry Drysdale Dakin giải pháp (0,5%) đã được sử dụng. Nồng độ của nó để sử dụng trong nội nha ngày nay thay đổi từ 0,5% đến 5,25%. Ở nồng độ thấp, nó sẽ hòa tan chủ yếu là hoại tử mô, trong khi đó tại giải thể cao hơn nồng độ mô là tốt hơn nhưng nó cũng tan mô quan trọng, một tác dụng không mong muốn thường. Nó đã được chứng minh hiệu quả lâm sàng không làm tăng kết luận nồng độ cao hơn 1%. [ 9 ]

 

Quá trình oxy hóa.

Thuốc tẩy gia dụng, với một chất xúc tác chuyển pha , đã được báo cáo để ôxi hóa rượu để các hợp chất cacbonyl tương ứng . [ 10 ]

Tại đại lý thần kinh khác nhau cơ sở tiêu huỷ trên khắp nước Mỹ, 50% sodium hypochlorite được sử dụng như một phương tiện loại bỏ tất cả dấu vết của chất độc thần kinh hoặc đại lý vỉ từ PPE (Thiết bị chống cá nhân) sau khi nhập cảnh được thực hiện bởi nhân viên vào các khu vực độc hại. 50% sodium hypochlorite cũng được sử dụng để vô hiệu hóa bất kỳ phiên bản ngẫu nhiên của chất độc thần kinh trong các lĩnh vực độc hại. Nồng độ thấp hơn của sodium hypochlorite được sử dụng trong thời trang tương tự trong PAS (Giảm thiểu ô nhiễm hệ thống) để đảm bảo rằng không có chất độc thần kinh được phát hành trong khí thải lò.

 

Cơ chế hoạt động chất khử trùng

 

Xem axit hypochlorous

 

An toàn

 

Sodium hypochlorite là một chất ôxi hóa mạnh mẽ . Phản ứng oxy hóa có tính ăn mòn, giải pháp đốt cháy da và gây tổn thương mắt, đặc biệt, khi được sử dụng trong các hình thức tập trung.Tuy nhiên, như được công nhận bởi NFPA, giải pháp duy nhất có chứa hơn 40% sodium hypochlorite theo trọng lượng được coi là chất ô xi hóa nguy hiểm. Giải pháp ít hơn 40% được phân loại như là một mối nguy hiểm oxy hóa trung bình (430 NFPA, 2000).

 

Clo hóa nước uống có thể oxy hóa các chất gây ô nhiễm hữu cơ, sản xuất trihalomethanes (còn gọi là haloforms), là chất gây ung thư .

 

Hộ gia đình tẩy và hồ bơi giải pháp chlorinator thường ổn định nồng độ đáng kể của dung dịch kiềm (caustic soda, NaOH) như là một phần của phản ứng sản xuất. Tiếp xúc ngoài da sẽ sản xuất kích thích ăn da hoặc vết bỏng do để mất mỡ và xà phòng hóa dầu da và phá hủy các mô. Cảm giác trơn trượt của thuốc tẩy trên da là do quá trình này. Trichloramine, khí trong các bể bơi có thể gây ra bệnh hen suyễn dị ứng. [ 11 ]

 

Sodium thiosulfate (Thio) là một chất trung hòa chlorine có hiệu quả. Rửa lại với một giải pháp mg / L 5, theo sau bằng cách rửa với xà phòng và nước, nhanh chóng loại bỏ mùi clo từ bàn tay.

 

Trộn thuốc tẩy với một số chất tẩy rửa trong gia đình có thể là nguy hiểm. Ví dụ, pha trộn một acid sạch hơn với thuốc tẩy hypochlorite natri tạo ra clo khí. Trộn với các giải pháp amoniac (bao gồm cả nước tiểu ) sản xuất chloramines . Hỗn hợp các chất tẩy rửa khác, hoặc chất hữu cơ có thể dẫn đến một phản ứng khí có thể gây tổn thương phổi cấp tính. [ 12 ]

 

NH 4 OH + NaClO → NaOH + NH 2 Cl + H 2 O

Cả hai khí chlorine và chloramine khí độc hại . Thuốc tẩy có thể phản ứng mãnh liệt với hydrogen peroxide và tạo ra khí oxy: [ 13 ]

 

H 2 O 2 (aq) + NaClO (aq) → NaCl (aq) + H 2 O (l) + O 2 (g)

Người ta ước tính rằng có khoảng 3.300 vụ tai nạn cần điều trị tại bệnh viện gây ra bởi các giải pháp hypochlorite natri mỗi năm trong nhà Anh (RoSPA, 2002).

 

Một trong những mối quan tâm lớn phát sinh từ việc sử dụng sodium hypochlorite là nó có xu hướng hình thành các hợp chất hữu cơ clo, điều này có thể xảy ra trong quá trình lưu trữ hộ gia đình và sử dụng trong quá trình sử dụng công nghiệp [ 6 ] Ví dụ, khi hộ gia đình đã được trộn lẫn thuốc tẩy và nước thải, 1-2% clo có sẵn đã được quan sát để tạo thành các hợp chất hữu cơ.[ 6 ] năm 1994, không phải tất cả các sản phẩm phụ đã được xác định, nhưng các hợp chất được xác định bao gồm chloroform và carbon tetrachloride . [ 6 ] tiếp xúc với ước tính các hóa chất này từ việc sử dụng được ước tính là trong giới hạn phơi nhiễm nghề nghiệp. [ 6 ]

 

Một nghiên cứu gần đây châu Âu chỉ ra rằng sodium hypochlorite và hóa chất hữu cơ (ví dụ, bề mặt, nước hoa) có trong các sản phẩm làm sạch một số hộ gia đình có thể phản ứng để tạo ra clo hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs). [ 14 ] Những hợp chất clo được phát ra trong quá trình ứng dụng làm sạch, một số là độc hại và con người có thể xảy ra chất gây ung thư. Nghiên cứu cho thấy rằng nồng độ không khí trong nhà làm tăng đáng kể (8-52 lần cho chloroform và 1-1170 của carbon tetrachloride, tương ứng, trên số lượng cơ bản trong gia đình) trong việc sử dụng của sản phẩm có chứa chất tẩy trắng. Sự gia tăng nồng độ hợp chất clo hữu cơ dễ bay hơi là thấp nhất cho thuốc tẩy đồng bằng và cao nhất cho các sản phẩm trong các hình thức của "chất lỏng và gel dày". Sự gia tăng đáng kể quan sát thấy ở nồng độ không khí trong nhà của VOC khử trùng bằng clo (đặc biệt là carbon tetrachloride, chloroform) chỉ ra rằng việc sử dụng thuốc tẩy có thể là một nguồn có thể là quan trọng trong tiếp xúc hít phải các hợp chất này. Trong khi các tác giả gợi ý rằng việc sử dụng các sản phẩm làm sạch có thể làm tăng đáng kể nguy cơ ung thư, [ 15 ]Kết luận này xuất hiện là giả thuyết:

 

 

 

Mức cao nhất được trích dẫn cho nồng độ của carbon tetrachloride (dường như quan tâm cao nhất) là 459 microgram mỗi mét khối, dịch 0,073 ppm (phần triệu), hoặc 73 ppb (phần tỷ).OSHA -nồng độ cho phép thời gian trung bình trong một khoảng thời gian tám giờ là 10 ppm,