Struktur Hipoklora (HCLO), Sifat, Penggunaan, Sintesis

Dia Asam hipoklor Itu adalah senyawa anorganik yang formula kimianya hclo. Ini sesuai dengan setidaknya berkarat dari oksoasid klorin, karena hanya mengandung satu atom oksigen. Darinya mendapatkan anion hipoklorit, clo^-, dan garamnya, banyak digunakan sebagai desinfektan air komersial.

HCLO adalah agen pengoksidasi dan antimikroba terkuat dari yang dihasilkan ketika gaseous klorin larut dalam air. Tindakan antiseptiknya telah dikenal lebih dari seabad, bahkan sebelum larutan klorin digunakan untuk membersihkan luka tentara dalam Perang Dunia I.

Molekul asam hipokloris diwakili oleh model bola dan batang. Sumber: Ben Mills dan Jynto [domain publik]

Penemuan de facto -nya berasal dari tahun 1834, oleh ahli kimia Prancis Antoine Jérôme Balard, yang mencapai oksidasi parsial klorin yang menggelegaknya dalam suspensi air merkuri oksida, HGO. Sejak itu, telah digunakan sebagai desinfektan dan agen antivirus.

Secara kimia, HCLO adalah agen pengoksidasi yang akhirnya memberikan atom klorinnya ke molekul lain; Yaitu, dengan dia senyawa terklorinasi dapat disintesis, menjadi kloroamin yang sangat relevan dalam pengembangan antibiotik baru.

Pada tahun 70 -an, ditemukan bahwa tubuh mampu secara alami menghasilkan asam ini melalui aksi enzim myeloperoxidase; Enzim yang bekerja pada peroksida dan anion klorida selama fagositosis. Dengan demikian, dari organisme yang sama "pembunuh" penyusup ini dapat muncul, tetapi dalam skala yang tidak berbahaya untuk kesejahteraannya sendiri.

[TOC]

Struktur

Struktur HCLO terlihat pada gambar atas. Perhatikan bahwa rumus tersebut bertentangan dengan struktur: molekulnya adalah H-O-Cl dan tidak ada H-Cl-O; Namun, yang terakhir biasanya lebih disukai untuk dapat membandingkannya secara langsung dengan rekan -rekannya yang paling teroksidasi: HCLO₂, Hclo₃ Dan hclo₄.

Struktur kimia asam hipoklor.

Hidrogen asam, h⁺, Dirilis oleh HCLO terletak di grup OH yang terhubung dengan atom klorin. Perhatikan perbedaan panjang penting dalam tautan O-H dan CL-O, yang terakhir menjadi yang terpanjang karena tingkat yang lebih rendah dari orbital klorin yang lebih rendah, lebih difus, dengan oksigen.

Molekul HOCl hampir tidak dapat tetap stabil dalam kondisi normal; Itu tidak dapat diisolasi dari larutan airnya tanpa disproporsi atau pelepasan sebagai gas klorin, CL₂.

Oleh karena itu, tidak ada kristal anhidrat (bahkan tidak hidratnya) dari asam hipokloris; Dan sampai saat ini, tidak ada indikasi bahwa mereka dapat disiapkan dengan metode yang luar biasa. Jika mengkristal, molekul HCLO akan berinteraksi satu sama lain melalui dipol permanen mereka (beban negatif berorientasi pada oksigen).

Itu dapat melayani Anda: cyclohexen: struktur, sifat, sintesis dan penggunaan

Properti

Keasaman

HCLO adalah asam monoprotik; Yaitu, Anda hanya bisa menyumbangkan h⁺ ke lingkungan berair (di mana ia terbentuk):

Hclo (ac) + h₂Atau ↔ clo^-(Ac) + h₃SALAH SATU⁺(Ac) (pKa = 7.53)

Dari persamaan keseimbangan ini diamati bahwa penurunan ion H₃SALAH SATU⁺ (Peningkatan kebanjang lingkungan), mendukung pembentukan anion yang lebih hipoklorit, CLO^-. Akibatnya, jika Anda ingin menyimpan solusi yang relatif stabil^- Itu perlu bahwa pH menjadi dasar, yang dicapai dengan NaOH.

Konstanta disosiasi, PKA, sadar bahwa HCLO adalah asam lemah. Oleh karena itu, saat memanipulasi itu terkonsentrasi, kita seharusnya tidak terlalu khawatir tentang ion H₃SALAH SATU⁺, tetapi oleh HCLO itu sendiri (mengingat reaktivitasnya yang tinggi dan bukan dengan korosivitasnya).

Agen pengoksidasi

Disebutkan bahwa atom klorin dalam HCLO memiliki jumlah oksidasi +1. Ini berarti bahwa itu hampir tidak membutuhkan gain elektron tunggal untuk kembali ke keadaan basal (CL⁰) dan untuk dapat membentuk molekul CL₂. Akibatnya, HCLO akan dikurangi menjadi CL₂ dan H₂Atau, mengoksidasi spesies lain lebih cepat dibandingkan dengan CL yang sama₂ atau clo^-:

2hclo (ac) + 2h⁺ + 2e^- ↔ Cl₂(g) + 2h₂Atau (l)

Reaksi ini memungkinkan Anda untuk melihat seberapa stabil HCLO dalam larutan berairnya.

Kekuatan pengoksidasinya tidak hanya diukur dengan pembentukan CL₂, tetapi juga karena kemampuannya untuk melepaskan atom klorinnya. Misalnya, Anda dapat bereaksi dengan spesies nitrogen (termasuk basis amonia dan nitrogen), menyebabkan kloroamin:

HCLO + N-H → N-Cl + H₂SALAH SATU

Perhatikan bahwa tautan N-H, grup amino (-nh rusak (-nh₂) sebagian besar, dan digantikan oleh satu N-Cl. Hal yang sama berlaku untuk ikatan O-H dari gugus hidroksil:

HCLO + O-H → O-Cl + H₂SALAH SATU

Reaksi ini sangat penting dan menjelaskan aksi desinfektan dan antibakteri HCLO.

Stabilitas

Hclo hampir tidak stabil di mana dia terlihat. Sebagai contoh, anion hipoklorit tidak proporsional pada spesies klorin dengan jumlah oksidasi -1 dan +5, lebih stabil daripada +1 dalam HCLO (h⁺Cl⁺SALAH SATU^2-):

3cl^-(AC) ↔ 2Cl^-(ac) + clo₃^-(AC)

Reaksi ini akan menggerakkan keseimbangan menuju hilangnya HCLO. Juga, HCLO berpartisipasi langsung dalam keseimbangan paralel dengan air dan gas klorin:

Dapat melayani Anda: Fusion

Cl₂(g) + h₂Atau (l) ↔ hclo (ac) + h⁺(Ac) + cl^-(AC)

Itulah sebabnya mencoba memanaskan solusi HCLO untuk memusatkannya (atau mengisolasi itu) mengarah pada produksi CL₂, yang diidentifikasi dengan menjadi gas kuning. Demikian juga, solusi ini tidak dapat terpapar terlalu lama, atau dengan adanya logam oksida, karena mereka memecah CL₂ (HCLO menghilang lebih banyak lagi):

2cl₂ + 2h₂O → 4hcl + o₂

HCl bereaksi dengan hcllo untuk menghasilkan lebih banyak CL₂:

HCLO + HCL → CL₂ + H₂SALAH SATU

Dan seterusnya sampai ada lebih banyak hclo.

Perpaduan

Air dan klorin

Salah satu metode untuk menyiapkan atau mensintesis asam hipoklora telah secara implisit dijelaskan: melarutkan gaseous klorin dalam air. Metode lain yang cukup mirip adalah melarutkan dalam air anhidrida asam ini: Dichloro monoxide, CL₂SALAH SATU:

Cl₂Atau (g) ​​+ h₂Atau (l) ↔ 2hclo (ac)

Sekali lagi tidak ada cara untuk mengisolasi HCLO murni, karena menguap air akan menggantikan keseimbangan untuk pembentukan CL₂Atau, gas yang akan keluar dari air.

Di sisi lain, dimungkinkan untuk menyiapkan larutan HCLO yang lebih terkonsentrasi (sebesar 20%) menggunakan merkuri oksida, HGO. Untuk melakukan ini, klorin larut dalam volume air hanya pada titik beku, sehingga es terklorinasi diperoleh. Kemudian, es yang sama ini diaduk, dan saat meleleh, dicampur dengan HGO:

2cl₂ + HGO + 12H₂O → 2hclo + hgcl₂ + 11h₂SALAH SATU

20% pembubaran HCLO akhirnya dapat disuling dalam ruang hampa.

Elektrolisa

Metode yang lebih sederhana dan lebih aman untuk menyiapkan larutan asam hipoklor adalah menggunakan Salmuela sebagai bahan baku alih -alih klorin. Salmueras kaya akan anion klorida, CL^-, yang melalui proses elektrolisis dapat mengoksidasi₂:

2h₂O → o₂ + 4H⁺ + 4e^-

2cl^- ↔ 2e^- + Cl₂

Dua reaksi ini terjadi dalam anoda, di mana klorin yang segera larut untuk berasal dari HCLO diproduksi; Saat berada di kompartemen katoda, air dikurangi:

2h₂O + 2e^- → 2OH^- + H₂

Dengan cara ini, HCLO pada skala iklan ke industri dapat disintesis; Dan solusi ini yang diperoleh dari Salmueras, pada kenyataannya, produk yang tersedia di pasaran asam ini.

Aplikasi

Fitur Umum

HCLO dapat digunakan sebagai agen pengoksidasi untuk mengoksidasi alkohol menjadi keton, dan untuk mensintesis kloramin, kloramida, atau hidroklorin (mulai dari alkena).

Namun, semua kegunaan lainnya dapat dicakup dalam satu kata: Biocida. Dia adalah jamur, bakteri, virus, dan racun yang dilepaskan oleh patogen.

Itu dapat melayani Anda: asam maleico: struktur, sifat, mendapatkan, menggunakan

Sistem kekebalan tubuh kita mensintesis HCLO sendiri dengan aksi enzim myeloperoxidase, membantu sel darah putih memberantas pengganggu yang menyebabkan infeksi.

Infinities of Studies mengusulkan berbagai mekanisme aksi HCLO pada matriks biologis. Ini menyumbangkan atom klorinnya ke gugus amino protein tertentu, dan juga mengoksidasi kelompok SH mereka yang hadir menjadi disulfida S-S, yang dihasilkan sebagai denaturasi dari mereka.

Ini juga menghentikan replikasi DNA dengan bereaksi dengan basa nitrogen, itu mempengaruhi oksidasi glukosa lengkap, dan juga dapat merusak membran sel. Semua tindakan ini akhirnya menyebabkan kematian pada kuman.

Disinfeksi dan pembersihan

Itulah sebabnya solusi HCLO akhirnya digunakan untuk:

-Pengobatan luka menular dan gangrenas

-Disinfeksi pasokan air

-Agen sterilisasi bahan bedah, atau alat yang digunakan dalam kedokteran hewan, kedokteran dan kedokteran gigi

-Disinfektan dari segala jenis permukaan atau benda secara umum: batang, pegangan tangan, mesin kopi, keramik, meja kaca, penginapan laboratorium, dll.

-Mensintesis kloroamin yang berfungsi sebagai antibiotik yang kurang agresif, tetapi pada saat yang sama lebih tahan lama, spesifik dan stabil daripada HCLO sendiri

Risiko

Solusi HCLO bisa berbahaya jika mereka sangat terkonsentrasi, karena mereka dapat bereaksi keras dengan spesies yang cenderung mengoksidasi. Selain itu, mereka cenderung melepaskan gas gaseous dengan destabilisasi, sehingga mereka harus disimpan di bawah protokol keamanan yang ketat.

HCLO sangat reaktif terhadap kuman, sehingga di mana ia diirigasi menghilang dalam tindakan, tanpa mewakili risiko nanti bagi mereka yang menyentuh permukaan yang diobati olehnya. Hal yang sama terjadi di dalam organisme: dengan cepat dipecah, atau dinetralkan oleh spesies lingkungan biologis apa pun.

Ketika organisme itu sendiri menghasilkan, mungkin ini dapat mentolerir konsentrasi HCLO yang rendah. Namun, jika sangat terkonsentrasi (digunakan untuk tujuan sintetis dan non -disinfektan) dapat menyebabkan efek yang tidak diinginkan dengan juga menyerang sel yang sehat (misalnya, kulit).

Referensi

1. Shiver & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). MC Graw Hill.
2. Gottardi, w., Debabov, d., & Nagl, m. (2013). N-kloramin, kelas yang menjanjikan dari anti-infeksi topikal yang baik. Agen antimikroba dan kemoterapi, 57 (3), 1107-1114. Doi: 10.1128/AAC.02132-12
3. Oleh Jeffrey Williams, Eric Rasmussen & Lori Robins. (6 Oktober 2017). Asam hipoklor: Memanfaatkan respons bawaan. Pulih dari: InfectionControl.Tips
4. Instrumen Hydro. (S.F.). Kimia Dasar Klorinasi. Diperoleh dari: Hydroinstrunts.com
5. Wikipedia. (2019). Asam hipoklor. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
6. Serban Sakarya et al. (2014). Asam hipoklor: agen perawatan luka yang ideal dengan mikrobisida yang kuat, antibiofilm, dan potensi penyembuhan luka. Luka HMP. Pulih dari: penelitian luka.com
7. Prebchem. (2016). Persiapan asam hipoklor. Pulih dari: prepchem.com