Ugrás a tartalomhoz

Hipoklorit

Ellenőrzött
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Hipoklorit
A hipoklorit 2D-s szerkezete
A hipoklorit Lewis-szerkezete
A hipoklorit 3D-s szerkezete
IUPAC-névHipoklorit
Szabályos névKlorát(I)
Más nevekKlóroxid
Kémiai azonosítók
CAS-szám14380-61-1
PubChem61739
ChemSpider55632
EINECS-szám807-894-9
DrugBankDB11123
ChEBI29222
SMILES
[O-]Cl
InChI
1/ClO/c1-2/q-1
InChIKeyWQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N
Gmelin682
UNIIT5UM7HB19N
UN-szám3212
Ha másként nem jelöljük, az adatok az anyag standardállapotára (100 kPa) és 25 °C-os hőmérsékletre vonatkoznak.

A hipoklorit, más néven klóroxid anion, képlete ClO. Számos kationnal alkot vegyületet, ezek a hipokloritok. Gyakoriak a nátrium- (háztartási fehérítő) és a kalcium-hipoklorit (a fehérítőpor összetevője, az úszómedencékhez használt „klór”).[1] A Cl–O távolság a ClO-ban 1,69 Å.[2]

A név a hipoklórossav észtereire, vagyis kovalensen kötött ClO– csoportot tartalmazó szerves vegyületekre is utalhat, például a klórozószer terc-butil-hipokloritra.[3]

A legtöbb hipokloritsó vizes oldatként használatos. Elsősorban fehérítésre, fertőtlenítésre és vízkezelésre használják. Ezenkívül klórozásra és oxidációra is használatosak.

A hipokloritok savas reakciója a klórral egyensúlyban lévő hipoklórossavat ad. Az alacsonyabb pH az alábbi reakciót jobbra tolja, klórt felszabadítva, mely veszélyes lehet:

A hipokloritok általában instabilak, sok vegyület csak oldatban létezik. A lítium-hipokloritot (LiOCl), a kalcium-hipokloritot (Ca(OCl)2) és a bárium-hipokloritot (Ba(OCl)2) vízmentes vegyületként izolálták. Mindegyikük szilárd. Ezenkívül néhány vegyület előállítható vizes oldatban. Általában a hígabb oldat stabilabb. Nem határozható meg trend az alkáliföldfémsók esetén, mivel számos nem hozható létre. A berillium-hipoklorit ismeretlen. A tiszta magnézium-hipoklorit nem állítható elő, azonban a szilárd Mg(OH)OCl ismert.[4]

Hevítéskor a hipoklorit kloridra, oxigénre és klorátra bomlik:

E reakció exoterm, és koncentrált hipokloritok esetén irányíthatatlanná, robbanásszerűvé válhat.[5]

Az alkálifém-hipokloritok stabilitása csökken a nagyobb alkálifémekkel. A vízmentes lítium-hipoklorit standard hőmérsékleten stabil, de a vízmentes nátrium-hipoklorit robban.[6] A pentahidrát (NaOCl·(H2O)5) 0 °C felett instabil,[7] de a háztartási fehérítők hígabb oldatai stabilabbak. A kálium-hipoklorit csak oldatban ismert.[4]

A lantanoida-hipokloritok instabilak, de arról számoltak be, hogy stabilabbak vízmentesen, mint víz jelenlétében.[8] A hipoklorit a Ce(III)-at Ce(IV)-gyé oxidálni.[9]

A vízmentes hipoklórossav nem stabil, mivel klórt alkotva bomlik. Bomlásakor bizonyos formában oxigén is keletkezik.

Reakciók ammóniával

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hipokloritok ammóniával reagálva előbb klóramint (ClNH2), majd diklóramint (Cl2NH), végül nitrogén-trikloridot (NCl3) adnak.[1]

A hipokloritsók klór és alkáli- és alkáliföldfém-hidroxidok reakciójával keletkeznek. Ez 20-25 °C-on történik, hogy ne jöjjön létre klorát. Ezt gyakran használják nátrium- és kalcium-hipoklorit ipari előállítására.

Sok nátrium-hipokloritot állítanak elő elektrokémiai úton el nem választott klóralkáli-folyamattal. Ebben sós víz elektrolízisével keletkezik Cl2, mely vízben hipokloritot ad. Ez nem savas közegben folytatandó a klór felszabadulását megakadályozandó:

Egyes hipokloritok sómetatézissel is előállíthatók kalcium-hipoklorit és fém-szulfátok közt. E reakció vízben játszódik le, és az oldhatatlan, így kicsapódó kalcium-szulfát képződésén alapul:

A terc-butil-hipoklorit stabil szerves hipoklorit.[10]

A hipokloritészterek általában a megfelelő alkoholokból állítható elő bizonyos reagensekkel (például klór, hipoklórossav, diklór-monoxid vagy savas hipokloritok) való kezeléssel.[3]

Szerves klórvegyületek bioszintézise

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kloroperoxidázok szerves vegyületek klórozását katalizáló enzimek. Ez a szervetlen kloridot és hidrogén-peroxidot egyesíti Cl+-ekvivalenst adva, mely a szubsztrát protonját cseréli le:

A „Cl+” forrása a hipoklórossav (HOCl).[11] Sok szerves klórvegyület bioszintézise történik így.

Fertőzésre válaszolva a humán neutrofil granulociták kevés hipokloritot állítanak elő.[12] Ezek vírusokat és baktériumokat kebeleznek be a fagoszómában, ahol azokat megemésztik.

Az emésztés része egy enzimmediált oxidálószer-termelés, mely során reaktív oxigénszármazékok, például az NADPH-oxidáz termelte szuperoxid keletkeznek. A szuperoxid oxigénné és a klorid hipoklorittá való mieloperoxidáz által katalizált alakításában felhasznált peroxiddá bomlik.[13][14][15]

Alacsony hipoklorit-koncentrációk a baktériumok hősokkproteinjeire hatnak, stimulálva sejten belüli chaperon szerepüket, a baktériumok összeállását okozva később elhaló csomókba.[16] E tanulmány alapján alacsony, μM-os hipokloritszintek az Escherichia coli és Vibrio cholerae védekezési mechanizmusát aktiválják, de ennek következményei nem tisztázottak.[16]

Ipari és háztartási használat

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hipokloritok, különösen a nátrium- és a kalcium-hipoklorit széles körben használhatók az iparban és a háztartásban egyaránt fehérítőként, hajvilágosításra és folteltávolításra. Ezek voltak az első forgalmazott fehérítők, nem sokkal azután, hogy e tulajdonságot Claude Berthollet 1785-ben felfedezte.

A hipokloritok széles spektrumú fertőtlenítőként és szagsemlegesítőként is használhatók. Ezen alkalmazás nem sokkal azután kezdődött, hogy Antoine Germain Labarraque ezt felfedezte 1820 körül – Louis Pasteur kórokozó-elmélete előtt.

Laboratóriumi használat

[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hipoklorit a klór-oxoanionok közül a legerősebb oxidálószer a félcella-standardpotenciálok összehasonlítása alapján; az adatok alapján a klór-oxoanionok savas közegben erősebb oxidálószerek.[17]

IonSavas reakcióE° (V)Semleges/lúgos reakcióE° (V)
Hipoklorit1,630,89
Klorit1,640,78
Klorát1,470,63
Perklorát1,420,56

A hipoklorit elég erős oxidálószer a Mn(III) Mn(V)-té alakításához a Jacobsen-epoxidáció során és a Ce3+ Ce4+-gyé oxidálásához.[9] Ezen erős oxidációs képességért hatékony fehérítő és fertőtlenítő.

A szerves kémiában a hipokloritok primer alkoholok karbonsavvá oxidálásához használhatók.[18]

A hipokloritsók klórozószerként használhatók. Például a fenolokat klórfenolokká alakítja. A kalcium-hipoklorit a piperidint N-klórpiperidinné alakítja.

A klór −1, +1, +3, +5 vagy +7 oxidációs számú lehet anionokban (ezenkívül felvehet +4 oxidációs számot a klór-dioxidban).

Klór oxidációs száma −1 +1 +3 +5 +7
Név klorid hipoklorit klorit klorát perklorát
Képlet Cl ClO ClO2 ClO3 ClO4
Szerkezet Klorid Hipoklorit Klorit Klorát Perklorát
  1. 1 2 Greenwood, Norman N. (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0-08-037941-9. {{cite book}}: Unknown parameter |coauthors= ignored (|author= suggested) (súgó)
  2. Topić, Filip; Marrett, Joseph M.; Borchers, Tristan H.; Titi, Hatem M.; Barrett, Christopher J.; Friščić, Tomislav (2021). "After 200 Years: The Structure of Bleach and Characterization of Hypohalite Ions by Single-Crystal X-Ray Diffraction". Angew. Chem. Int. Ed. 60 (46): 24400–24405. doi:10.1002/anie.202108843. PMID 34293249. S2CID 236199263.
  3. 1 2 Mintz, M. J.; C. Walling (1969). "t-Butyl hypochlorite". Organic Syntheses. 49: 9. doi:10.15227/orgsyn.049.0009.
  4. 1 2 Egon Wiberg (2001). Bernhard J. Aylett, Nils Wiberg (ed.). Inorganic chemistry. Translated by Mary Eagleson, William Brewer (1st English ed. ed.). San Diego, Calif.; Berlin: Academic Press, W. de Gruyter. 444. o. ISBN 978-0123526519. {{cite book}}: |edition= has extra text (súgó)
  5. Clancey, V.J. (1975). "Fire hazards of calcium hypochlorite". Journal of Hazardous Materials. 1 (1): 83–94. doi:10.1016/0304-3894(75)85015-1.
  6. Urben, Peter (2006). Bretherick's Handbook of Reactive Chemical Hazards. Vol. 1 (7th ed.). 1433. o. ISBN 978-0-08-052340-8.
  7. Brauer, G. (1963). Handbook of Preparative Inorganic Chemistry; Vol. 1 (2nd ed.). Academic Press. 309. o.
  8. Vickery, R. C. (1950. április 1.). "Some reactions of cerium and other rare earths with chlorine and hypochlorite". Journal of the Society of Chemical Industry. 69 (4): 122–125. doi:10.1002/jctb.5000690411.
  9. 1 2 V. R. Sastri; et al. (2003). Modern Aspects of Rare Earths and their Complexes (1st ed.). Burlington: Elsevier. 38. o. ISBN 978-0080536682.
  10. Simpkins, Nigel S.; Cha, Jin K. (2006). "t-Butyl Hypochlorite". Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis. doi:10.1002/047084289X.rb388.pub2. ISBN 0471936235.
  11. Hofrichter, M.; Ullrich, R.; Pecyna, Marek J.; Liers, Christiane; Lundell, Taina (2010). "New and classic families of secreted fungal heme peroxidases". Appl Microbiol Biotechnol. 87 (3): 871–897. doi:10.1007/s00253-010-2633-0. PMID 20495915. S2CID 24417282.
  12. Marcinkiewicz, Janusz; Kontny, Ewa (2014). "Taurine and inflammatory diseases". Amino Acids. 46 (1): 7–20. doi:10.1007/s00726-012-1361-4. PMC 3894431. PMID 22810731.
  13. Harrison, J. E.; J. Schultz (1976). "Studies on the chlorinating activity of myeloperoxidase". Journal of Biological Chemistry. 251 (5): 1371–1374. doi:10.1016/S0021-9258(17)33749-3. PMID 176150.
  14. Thomas, E. L. (1979). "Myeloperoxidase, hydrogen peroxide, chloride antimicrobial system: Nitrogen-chlorine derivatives of bacterial components in bactericidal action against Escherichia coli". Infect. Immun. 23 (2): 522–531. doi:10.1128/IAI.23.2.522-531.1979. PMC 414195. PMID 217834.
  15. Albrich, JM; McCarthy, CA; Hurst, JK (1981. január). "Biological reactivity of hypochlorous acid: implications for microbicidal mechanisms of leukocyte myeloperoxidase". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 78 (1): 210–4. Bibcode:1981PNAS...78..210A. doi:10.1073/pnas.78.1.210. PMC 319021. PMID 6264434.
  16. 1 2 Jakob, U.; J. Winter; M. Ilbert; P. C. F. Graf; D. Özcelik (2008. november 14.). "Bleach Activates A Redox-Regulated Chaperone by Oxidative Protein Unfolding". Cell. 135 (4). Elsevier: 691–701. doi:10.1016/j.cell.2008.09.024. PMC 2606091. PMID 19013278.
  17. Sablon:Cotton&Wilkinson5th
  18. Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart (2012). Organic Chemistry (2nd ed.). Oxford: Oxford University Press. 195. o. ISBN 978-0-19-927029-3.

Ez a szócikk részben vagy egészben a Hypochlorite című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.