Acid hipocloros Este un compus anorganic a cărui formulă chimică este HClO. Acesta corespunde celui mai puțin oxidat dintre oxoacizii clorului, deoarece conține un singur atom de oxigen. Din acesta derivă anionul hipoclorit, ClO-, și sărurile sale, utilizate pe scară largă ca dezinfectanți comerciali pentru apă.
HClO este cel mai puternic agent oxidant și antimicrobian generat atunci când clorul gazos se dizolvă în apă. Acțiunea sa antiseptică este cunoscută de mai bine de un secol, chiar înainte ca soluțiile de clor să fie utilizate pentru a curăța rănile soldaților în Primul Război Mondial..
De fapt, descoperirea sa datează din anul 1834, de către chimistul francez Antoine Jérôme Balard, care a realizat oxidarea parțială a clorului prin barbotare într-o suspensie apoasă de oxid de mercur, HgO. De atunci, a fost folosit ca dezinfectant și agent antiviral..
Din punct de vedere chimic, HClO este un agent oxidant care ajunge să renunțe la atomul său de clor altor molecule; Cu alte cuvinte, compușii clorurați pot fi sintetizați cu acesta, cloraminele având o mare relevanță în dezvoltarea de noi antibiotice..
În anii 1970, s-a descoperit că organismul este capabil să producă în mod natural acest acid prin acțiunea enzimei mieloperoxidază; enzimă care acționează asupra peroxizilor și anionilor cloruri în timpul fagocitozei. Astfel, din același organism poate ieși acest „ucigaș” al intrușilor, dar la o scară inofensivă pentru propria sa bunăstare..
Indice articol
Imaginea superioară arată structura HClO. Rețineți că formula contrazice structura: molecula este H-O-Cl și nu H-Cl-O; cu toate acestea, acesta din urmă este de obicei preferat pentru a-l putea compara direct cu omologii săi mai oxidați: HClODouă, HClO3 și HClO4.
Hidrogen acid, H+, eliberat de HClO este situat pe grupul OH atașat la atomul de clor. De asemenea, rețineți diferențele notabile de lungime în legăturile O-H și Cl-O, aceasta din urmă fiind cea mai lungă datorită gradului mai mic de suprapunere a orbitalilor de clor, mai difuză, cu cele ale oxigenului..
Molecula HOCl cu greu poate rămâne stabilă în condiții normale; nu poate fi izolat de soluțiile sale apoase fără a fi disproporționat sau eliberat ca gaz clor, ClDouă.
Prin urmare, nu există cristale anhidre (nici măcar hidrați ai acestora) de acid hipocloros; Și până în prezent, nu există niciun indiciu că acestea pot fi preparate prin metode extravagante. Dacă ar putea cristaliza, moleculele HClO ar interacționa între ele prin dipolii lor permanenți (sarcini negative orientate spre oxigen).
HClO este un acid monoprotic; adică nu poți dona decât un H+ la mediul apos (care este locul în care se formează):
HClO (aq) + HDouăO ↔ ClO-(ac) + H3SAU+(ac) (pKa = 7,53)
Din această ecuație de echilibru se observă că o scădere a ionilor H3SAU+ (o creștere a bazicității mediului), favorizează formarea mai multor anioni hipoclorit, ClO-. În consecință, dacă doriți să păstrați o soluție de ClO relativ stabilă- pH-ul trebuie să fie de bază, ceea ce se realizează cu NaOH.
Constanta sa de disociere, pKa, pune sub semnul întrebării faptul că HClO este un acid slab. Prin urmare, atunci când îl manipulați concentrat, nu va trebui să vă faceți griji atât de mult cu privire la ionii H.3SAU+, ci de HClO în sine (dată fiind reactivitatea ridicată și nu din cauza corozivității sale).
S-a menționat că atomul de clor din HClO are un număr de oxidare de +1. Aceasta înseamnă că nu necesită câștigul unui singur electron pentru a reveni la starea sa de bază (Cl0) și să poată forma molecula ClDouă. În consecință, HClO va fi redus la ClDouă si HDouăSau, oxidând o altă specie mai repede în comparație cu același ClDouă sau ClO-:
2HClO (aq) + 2H+ + 2e- ↔ ClDouă(g) + 2HDouăO (l)
Această reacție deja ne permite să vedem cât de stabil este HClO în soluțiile sale apoase..
Puterea sa oxidantă nu se măsoară numai prin formarea ClDouă, dar și datorită capacității sale de a renunța la atomul său de clor. De exemplu, poate reacționa cu specii azotate (inclusiv amoniac și baze azotate), pentru a produce cloramine:
HClO + N-H → N-Cl + HDouăSAU
Rețineți că o legătură N-H a unei grupări amino (-NHDouă) în cea mai mare parte și este înlocuit cu un N-Cl. La fel se întâmplă cu legăturile O-H ale grupărilor hidroxil:
HClO + O-H → O-Cl + HDouăSAU
Aceste reacții sunt cruciale și explică acțiunea dezinfectantă și antibacteriană a HClO..
HClO este instabil aproape oriunde îl privești. De exemplu, anionul hipoclorit este disproporționat la speciile de clor cu un număr de oxidare de -1 și +5, mai stabil decât +1 în HClO (H+Cl+SAUDouă-):
3ClO-(aq) ↔ 2Cl-(ac) + ClO3-(ac)
Această reacție ar schimba din nou echilibrul către dispariția HClO. De asemenea, HClO participă direct la un echilibru paralel cu apa și gazul clor:
ClDouă(g) + HDouăO (l) ↔ HClO (aq) + H+(ac) + Cl-(ac)
De aceea, încercarea de a încălzi o soluție de HClO pentru a o concentra (sau a o izola) duce la producerea de ClDouă, care este identificat ca un gaz galben. La fel, aceste soluții nu pot fi expuse la lumină prea mult timp și nici la prezența oxizilor metalici, deoarece descompun ClDouă (HClO dispare și mai mult):
2ClDouă + 2HDouăO → 4HCl + ODouă
HCl reacționează cu HClO pentru a genera mai mult ClDouă:
HClO + HCl → ClDouă + HDouăSAU
Și așa mai departe până când nu mai există HClO.
Una dintre metodele de preparare sau sintetizare a acidului hipocloros a fost deja implicit explicată: dizolvarea clorului gazos în apă. O altă metodă destul de similară constă în dizolvarea anhidridei acestui acid în apă: monoxid de diclor, ClDouăSAU:
ClDouăO (g) + HDouăO (l) ↔ 2HClO (aq)
Din nou, nu există nici o modalitate de a izola HClO pur, deoarece evaporarea apei ar muta echilibrul la formarea ClDouăSau, gaz care ar scăpa din apă.
Pe de altă parte, a fost posibil să se pregătească soluții mai concentrate de HClO (20%) folosind oxid mercuric, HgO. Pentru a face acest lucru, clorul este dizolvat într-un volum de apă chiar la punctul său de îngheț, astfel încât să se obțină o gheață clorurată. Apoi, aceeași gheață este agitată și, pe măsură ce se topește, se amestecă cu HgO:
2ClDouă + HgO + 12HDouăO → 2HClO + HgClDouă + 11HDouăSAU
Soluția de HClO 20% poate fi în cele din urmă distilată sub vid.
O metodă mai simplă și mai sigură de preparare a soluțiilor de acid hipocloros este utilizarea saramurilor ca materie primă în loc de clor. Saramurile sunt bogate în anioni clorură, Cl-, care printr-un proces de electroliză poate fi oxidat la ClDouă:
2HDouăO → ODouă + 4H+ + 4e-
2Cl- ↔ 2e- + ClDouă
Aceste două reacții apar la anod, unde se produce clor, care se dizolvă imediat pentru a da naștere HClO; în timp ce se află în compartimentul catodic, apa este redusă:
2HDouăO + 2e- → 2OH- + HDouă
În acest fel, HClO poate fi sintetizat la scară comercială până la industrială; iar aceste soluții obținute din saramură sunt, de fapt, produsele disponibile comercial din acest acid.
HClO poate fi utilizat ca agent oxidant pentru oxidarea alcoolilor la cetone și pentru sintetizarea cloraminelor, cloramidelor sau clorhidrinelor (începând de la alchene).
Cu toate acestea, toate celelalte utilizări ale sale pot fi cuprinse într-un singur cuvânt: biocid. Este un ucigaș al ciupercilor, bacteriilor, virușilor și un neutralizator al toxinelor eliberate de agenții patogeni.
Sistemul imunitar al corpului nostru sintetizează propriul HClO prin acțiunea enzimei mieloperoxidază, ajutând celulele albe din sânge să eradice intrușii care cauzează infecția.
Nenumărate studii sugerează diverse mecanisme ale acțiunii HClO asupra matricei biologice. Acest lucru își donează atomul de clor grupurilor amino ale anumitor proteine și, de asemenea, oxidează grupele SH prezente în punțile disulfură S-S, rezultând în denaturarea lor..
La fel, oprește replicarea ADN-ului prin reacția cu bazele azotate, afectează oxidarea completă a glucozei și poate deforma și membrana celulară. Toate aceste acțiuni ajung să provoace moartea germenilor.
De aceea soluțiile HClO ajung să fie utilizate pentru:
-Tratamentul rănilor infecțioase și gangrenei
-Dezinfectați alimentarea cu apă
-Agent de sterilizare pentru material chirurgical sau instrumente utilizate în medicina veterinară, medicină și stomatologie
-Dezinfectant pentru orice tip de suprafață sau obiect în general: bare, balustrade, aparate de cafea, ceramică, mese din sticlă, blaturi de laborator etc..
-Sintezați cloraminele care servesc ca antibiotice mai puțin agresive, dar în același timp mai durabile, specifice și stabile decât HClO în sine
Soluțiile de HClO pot fi periculoase dacă sunt foarte concentrate, deoarece pot reacționa violent cu speciile predispuse la oxidare. În plus, au tendința de a elibera clor gazos atunci când sunt destabilizate, deci trebuie depozitate în conformitate cu un protocol de securitate riguros..
HClO este atât de reactiv față de germeni încât acolo unde este udat dispare instantaneu, fără a prezenta un risc mai târziu pentru cei care ating suprafețele tratate de acesta. La fel se întâmplă și în interiorul organismului: se descompune rapid sau este neutralizat de orice specie din mediul biologic.
Atunci când este generat de corpul însuși, este de presupus că poate tolera concentrații scăzute de HClO. Cu toate acestea, dacă este foarte concentrat (utilizat în scopuri sintetice și nu dezinfectanți) poate avea efecte nedorite prin atacarea celulelor sănătoase (de exemplu, ale pielii).
Nimeni nu a comentat acest articol încă.