차아 염소산은 화학적 수식 HClO를 갖는 무기 화합물이다. 그것은 단지 하나의 산소 원자를 포함하기 때문에 염소의 산소산 중 가장 적게 산화되는 것에 해당합니다. 그것에서 그들은 차아 염소산 음이온, C10의 파생 - 널리 상업 물 소독제로 사용 및 그의 염을,.
HClO는 염소 가스가 물에 용해 될 때 생성되는 가장 강력한 산화 및 항균제입니다. 그 살균 작용은 1 세기 이상 동안 염소 용액을 사용하여 1 차 세계 대전 군인들의 상처를 치료하기 전부터 알려져 왔습니다.
볼 앤 스틱 모델로 표현되는 차아 염소산 분자. 출처 : Ben Mills 및 Jynto
그 발견은 실제로 1834 년으로 거슬러 올라갑니다. 프랑스의 화학자 Antoine Jérôme Balard는 수은 산화물 인 HgO의 수성 현탁액에 염소를 버블 링하여 부분 산화를 달성했습니다. 그 이후로 소독제 및 항 바이러스 제로 사용되었습니다.
화학적으로 말하면 HClO는 결국 염소 원자를 다른 분자에 포기하는 산화제입니다. 즉, 염소화 화합물이 합성 될 수 있으며, 이는 새로운 항생제 개발에 큰 관련이있는 클로로 아민입니다.
1970 년대에 신체가 효소 인 myeloperoxidase의 작용을 통해 자연적으로이 산을 생산할 수 있다는 것이 발견되었습니다. 식균 작용 동안 과산화물 및 염화물 음이온에 작용하는 효소. 따라서 동일한 유기체로부터 침입자의 "살인자"가 나타날 수 있지만, 자신의 안녕을 위해 무해한 규모로 나타납니다.
구조
위 이미지는 HClO의 구조를 보여줍니다. 공식은 구조와 모순됩니다. 분자는 H-Cl-O가 아니라 HO-Cl입니다. 그러나 후자는 일반적으로 더 산화 된 대응 물인 HClO 2 , HClO 3 및 HClO 4 와 직접 비교할 수 있기 위해 선호됩니다 .
차아 염소산의 화학 구조.
HClO에 의해 방출되는 산성 수소 H + 는 염소 원자에 부착 된 OH 그룹에 있습니다. 또한 OH와 Cl-O 결합의 눈에 띄는 길이 차이에 유의하십시오. 후자는 염소 궤도가 산소와 더 많이 겹치는 정도가 적기 때문에 가장 길다.
HOCl 분자는 정상적인 조건에서 거의 안정적으로 유지 될 수 없습니다. 불균형하거나 염소 가스 인 Cl 2 로 방출되지 않고는 수용액에서 분리 될 수 없습니다 .
따라서 하이포 아 염소산의 무수 결정 (수화물조차도 아님)이 없습니다. 그리고 지금까지 사치스러운 방법으로 준비 할 수 있다는 징후도 없습니다. 결정화 될 수 있다면 HClO 분자는 영구 쌍극자 (산소를 향한 음전하)를 통해 서로 상호 작용합니다.
속성
신맛
HClO는 일 양성 자산이며; 즉, 수성 매체 (형성된 위치)에 하나의 H + 만 기부 할 수 있습니다 .
HClO (수성) + H 2 O ↔ C10의 - (수성) + H 3 O + (수성) (의 pKa = 7.53)
이 평형 방정식에서 관찰되는 감소 H 3 O + 이온 (매체의 염기도 증가) 추가 염소산 음이온, C10의 형성을 호의 - . C10의 용액이 경우 결과적 - 이며 비교적 안정하게 유지하기 위해, pH는 NaOH로 달성되는 기본적인이어야한다.
해리 상수 pKa는 HClO가 약산이라는 것을 의심하게 만듭니다. 따라서 농축 처리시 H 3 O + 이온에 대해 그다지 걱정하지 말고 HClO 자체에 대해 걱정해야 합니다 (부식성이 아니라 높은 반응성을 제공함).
산화제
HClO의 염소 원자는 +1의 산화수를 갖는다 고 언급되었습니다. 그것은 거의 단일 전자의 이득을 필요로하지이 방법은 기저 상태 (CL로 돌아가 0 )과 CL 형성 할 수있는 2 분자 . 따라서, HClO CL은 감소 될 것이다 2 및 H 2 와 동일한 (CL)에 비해 더 빠르게 다른 산화 종, O 2 또는 C10의 - :
2HClO (수성) + 2H + + 2e - ↔ Cl 2 (g) + 2H 2 O (l)
이 반응을 통해 이미 HClO가 수용액에서 얼마나 안정적인지 확인할 수 있습니다.
그것의 산화력은 Cl 2 의 형성 뿐만 아니라 염소 원자를 포기하는 능력에 의해서도 측정됩니다 . 예를 들어 질소 종 (암모니아 및 질소 염기 포함)과 반응하여 클로로 아민을 생성 할 수 있습니다.
HClO + NH → N-Cl + H 2 O
NH 결합은 대부분 아미노기 (-NH 2 )에서 끊어지고 N-Cl로 대체됩니다. 히드 록 실기의 OH 결합에서도 마찬가지입니다.
HClO + OH → O-Cl + H 2 O
이러한 반응은 중요하며 HClO의 소독 및 항균 작용을 설명합니다.
안정
HClO는 거의 모든 곳에서 불안정합니다. 예를 들어 차아 염소산염 음이온은 산화수가 -1과 +5 인 염소 종에서 불균형하며 HClO (H + Cl + O 2- ) 에서 +1보다 안정적입니다 .
3ClO - (수성) ↔ 2Cl - (수성) + C10의 3 - (수성)
이 반응은 다시 평형을 HClO의 소멸로 이동시킬 것입니다. 마찬가지로 HClO는 물 및 염소 가스와 평행 한 평형에 직접 참여합니다.
CL 2 (g) + H 2 O (l) ↔ HClO (수성) + H + (수성) + CL - (수성)
그렇기 때문에 농축 (또는 분리)하기 위해 HClO 용액을 가열하려고 시도 하면 노란색 가스로 식별되는 Cl 2 가 생성 됩니다. 그들은 CL로 분해 마찬가지로, 이러한 솔루션은 너무 오랫동안 노광 없으며, 금속 산화물의 존재 수없는 2 (HClO 더욱 사라짐) :
2Cl 2 + 2H 2 O → 4HCl + O 2
HCl은 HClO와 반응하여 더 많은 Cl 2 를 생성합니다 .
HClO + HCl → Cl 2 + H 2 O
그리고 더 이상 HClO가 없을 때까지 계속됩니다.
합성
물과 염소
하이포 아 염소산을 제조하거나 합성하는 방법 중 하나는 이미 암묵적으로 설명되었습니다 : 염소 가스를 물에 용해시키는 것입니다. 또 다른 매우 유사한 방법은이 산의 무수물을 물에 녹이는 것입니다 : 디클로로 일산화물, Cl 2 O :
Cl 2 O (g) + H 2 O (l) ↔ 2HClO (aq)
또이 없는 방법 하는 후, 순수 HClO를 분리 물을 시프트 (CL)의 형성 평형 증발 2 O, 물에서 가스 탈출.
한편, 산화수은 인 HgO를 사용하여보다 농축 된 HClO (20 %) 용액을 제조 할 수 있었다. 이를 위해 염소는 빙점에서 물에 용해되어 염소 처리 된 얼음이 얻어집니다. 그런 다음 동일한 얼음을 저어주고 녹 으면서 HgO와 혼합됩니다.
2Cl 2 + HgO + 12H 2 O → 2HClO + HgCl 2 + 11H 2 O
20 % HClO 용액은 최종적으로 진공에서 증류 될 수 있습니다.
전기 분해
차아 염소산 용액을 제조하는 더 간단하고 안전한 방법은 염소 대신 염수를 원료로 사용하는 것입니다. 절임 클로라이드 음이온, CL 풍부 - 전기 분해 과정을 통해 CL로 산화 될 수 있고, 2 :
2H 2 O → O 2 + 4H + + 4E -
2Cl - ↔ 2E - + CL (2)
이 두 반응은 양극에서 발생하며 염소가 생성되어 즉시 용해되어 HClO를 생성합니다. 음극 구획에서는 물이 감소합니다.
2H 2 O + 2E - → 2OH - + H 2
이러한 방식으로 HClO는 상업적 규모에서 산업 규모로 합성 될 수 있습니다. 염수에서 얻은 이러한 용액은 실제로이 산의 상업적으로 이용 가능한 제품입니다.
응용
일반적인 특징
HClO는 알코올을 케톤으로 산화시키고 클로로 아민, 클로로 아미드 또는 클로로 히 드린 (알켄에서 시작)을 합성하는 산화제로 사용될 수 있습니다.
그러나 다른 모든 용도는 살 생물 제라는 한 단어로 포함될 수 있습니다. 그것은 곰팡이, 박테리아, 바이러스를 죽이고 병원균에 의해 방출되는 독소의 중화제입니다.
우리 몸의 면역 체계는 효소 myeloperoxidase의 작용에 의해 자체 HClO를 합성하여 백혈구가 감염을 일으키는 침입자를 근절하도록 돕습니다.
수많은 연구는 생물학적 매트릭스에 대한 HClO의 작용에 대한 다양한 메커니즘을 제안합니다. 이것은 염소 원자를 특정 단백질의 아미노 그룹에 제공하고 또한 존재하는 SH 그룹을 SS 디설파이드 브릿지에 산화시켜 변성을 초래합니다.
또한 질소 염기와 반응하여 DNA 복제를 중지하고 포도당의 완전한 산화에 영향을 미치며 세포막을 변형시킬 수도 있습니다. 이러한 모든 행동은 결국 세균을 죽게합니다.
소독 및 청소
이것이 HClO 솔루션이 다음과 같은 용도로 사용되는 이유입니다.
-감염성 및 괴저 성 상처 치료
-물 소독
-수술 재료 용 살균제 또는 수의학, 의약 및 치과에 사용되는 도구
-일반적으로 바, 난간, 커피 머신, 세라믹, 유리 테이블, 실험실 카운터 등 모든 유형의 표면 또는 물체의 소독제.
-덜 공격적인 항생제 역할을하는 클로로 아민을 합성하지만 동시에 HClO 자체보다 더 내구성 있고 특이하며 안정적입니다.
위험
HClO 용액은 산화되기 쉬운 종과 격렬하게 반응 할 수 있으므로 고농축 된 경우 위험 할 수 있습니다. 또한 불안정한 경우 가스 염소를 방출하는 경향이 있으므로 엄격한 보안 프로토콜에 따라 보관해야합니다.
HClO는 세균에 매우 반응하여 물을 뿌린 곳에서 즉시 사라지며 나중에 처리 된 표면을 만지는 사람들에게 위험을 초래하지 않습니다. 유기체 내부에서도 똑같은 일이 일어납니다. 그것은 빠르게 분해되거나 생물학적 환경의 모든 종에 의해 중화됩니다.
신체 자체에서 생성되는 경우 저농도의 HClO를 견딜 수있는 것으로 추정됩니다. 그러나 고도로 농축 된 경우 (소독제가 아닌 합성 목적으로 사용됨) 건강한 세포 (예 : 피부)를 공격하여 바람직하지 않은 영향을 미칠 수 있습니다.
참고 문헌
- Shiver & Atkins. (2008). 무기 화학. (제 4 판). Mc Graw Hill.
- Gottardi, W., Debabov, D. 및 Nagl, M. (2013). N- 클로라민은 내약성이 좋은 국소 항 감염 제의 유망한 부류입니다. 항균제 및 화학 요법, 57 (3), 1107–1114. 도이 : 10.1128 / AAC.02132-12
- Jeffrey Williams, Eric Rasmussen 및 Lori Robins 작성. (2017 년 10 월 6 일). 하이포 아 염소산 : 타고난 반응 활용. 복구 위치 : 감염 제어. 팁
- Hydro Instruments. (sf). 염소화의 기본 화학. 출처 : hydroinstruments.com
- Wikipedia. (2019). 차아 염소산. 출처 : en.wikipedia.org
- Serhan Sakarya et al. (2014). 하이포 아 염소산 : 강력한 살균제, 항균 막 및 상처 치유력을 가진 이상적인 상처 관리 요원. HMP 상처. 출처 : woundsresearch.com
- PrebChem. (2016). 차아 염소산의 제조. 출처 : prepchem.com