Гіпохлоритна кислота

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Гіпохлоритна кислота
Hypochlorous-acid-3D-vdW.png
Hypochlorous-acid-2D-dimensions.png
Інші назви Хлорноватиста кислота
Ідентифікатори
Номер CAS 7790-92-3
Властивості
Молекулярна формула HClO
Молярна маса 52,460 г/моль
Зовнішній вигляд безбарвна або з жовтувато-зеленим відтінком (лише у розчині)
Кислотність (pKa) 7,40
Термохімія
Ст. ентальпія
утворення
ΔfHo298
-120,9 кДж/моль
Пов'язані речовини
Інші аніони хлоридна кислота
Інші катіони гіпохлорит натрію, гіпохлорит кальцію
Якщо не зазначено інше, дані приведені для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Гі́похлори́тна кислота́ — слабка кислота складу HClO, яка утворює ряд солей гіпохлоритів. Є дуже нестійкою сполукою і може існувати тільки в розведеному (до 30%) розчині, в якому також продовжує розкладатися, особливо під впливом сонячного світла. Сполука проявляє сильні окисні властивості.

Застосовується для знезараження води та, рідше, як відбілювач і окисник.

Фізичні властивості[ред.ред. код]

Гіпохлоритна кислоту не вдалося виділити як окрему речовину через її нестійкість, вона існує лише у вигляді розчинів. Максимальна концентрація в розчині досягає 30% (але тільки при температурах нижче -20 °C). Водні розчини є безбарвними або з жовтувато-зеленим відтінком при більших концентраціях. Може екстрагуватися в етери.

Отримання[ред.ред. код]

Гіпохлоритну кислоту синтезують пропусканням хлору крізь воду. В результаті хлор диспропорціонує з утворенням гіпохлоритної та хлоридної кислот:

\mathrm{ Cl_2 + H_2O \rightleftarrows HClO + HCl}

Дана реакція є частково зворотньою. Домогтися зміщення рівноваги в бік продуктів можна додаванням до реакційної суміші оксиду ртуті(II), який зв'язує хлорид-іони:

\mathrm{ HgO + 2Cl^- + 2H^+ \longrightarrow HgCl_2 + H_2O}

Таким чином отримують достатньо концентровані розчини HClO. Замість оксиду HgO можна використовувати більш доступний та безпечний гідрокарбонат кальцію:

\mathrm{ Ca(HCO_3)_2 + 2Cl^- + 2H^+ \longrightarrow CaCl_2 + 2CO_2 + 2H_2O\xrightarrow{} }

Також синтезують гіпохлоритну кислоту пропусканням суміші вологого хлору та повітря крізь колону з HgO, і подальшим розчиненням утвореного оксиду хлору Cl2O у воді при кімнатній температурі:

\mathrm{ 2Cl_2 + HgO \xrightarrow{0^oC} Cl_2O + HgCl_2}
\mathrm{ Cl_2O + H_2O \longrightarrow 2HClO}

Хімічні властивості[ред.ред. код]

Гіпохлоритна кислота є вельми нестійкою сполукою і повільно розкладається; освітлення пришвидшує процес розкладання:

\mathrm{ HClO \rightleftarrows HCl + O^0} (на світлі або вище 20 °C)
\mathrm{ 2HClO \rightleftarrows H_2O + 2Cl^0 + O^0} (на світлі)

Утворений атомарний кисень окиснює гіпохлоритнк кислоту до хлоратної:

\mathrm{ HClO + 2O^0 \rightleftarrows HClO_3} (на світлі)

Кислота активно розкладається при нагріванні:

\mathrm{ 3HClO \xrightarrow{60-80^oC} HClO_3 + 2HCl}

Насичений розчин кислоти за відсутності світла може дегідратуватися з утворенням рідкого оксиду Cl2O, а взаємодія з хлоридною кислотою веде до утворення хлору:

\mathrm{ HClO \longrightarrow Cl_2O + H_2O} (без світла)
\mathrm{ HClO + HCl \rightleftarrows Cl_2 + H_2O}

HClO проявляє слабкі кислотні властивості, реагує з лугами та гідроксидом амонію. Утворені солі гіпохлоритної кислоти називають гіпохлоритами:

\mathrm{ HClO + NaOH \rightleftarrows NaClO + H_2O}
\mathrm{ HClO + NH_4OH \rightleftarrows NH_4ClO + H_2O}

Гіпохлоритна кислота є одним з найсильніших окисників.

\mathrm{ HClO + 2HI \longrightarrow I_2 \downarrow + HCl + H_2O}
\mathrm{ HClO + H_2O_2 \longrightarrow O_2 + HCl + H_2O}
\mathrm{ 4HClO + MnS \longrightarrow MnSO_4 + 4HCl}

Завдяки високій окисній здатності, HClO (у вигляді водних розчинів хлору) застосовується в органічному синтезі для добування хлоропохідних. Наприклад, реакцією етену з гіпохлоритною кислотою синтезують етиленхлоргідрин (2-хлороетанол), який є прекурсором для отримання оксирану:

Synthesis Chloroethanol B.svg
Synthesis Ethylene oxide.svg

Також із хлорогідринів, через стадію утворення нітрилів, синтезують β-гідроксокислоти:

\mathrm{ CH2OH=CH_2Cl + NaCN \longrightarrow CH_2OH-CH_2CN + NaCl}
\mathrm{ CH_2OH-CH_2CN + H_2O \xrightarrow{hydrolysis} CH_2OH-CH_2-COOH + NH_3}

Токсичність[ред.ред. код]

Гіпохлоритна кислота є токсичною речовиною, що подразнює шкіру та дихальні шляхи. Концентровані розчини HClO можуть завдавати сильних опіків.

Застосування[ред.ред. код]

Через свою низьку стійкість гіпохлоритна кислота не має широкого використання. Основною сферою застосування кислоти є знезараження води (питної, у басейнах). Подеколи використовується у складі відбілюючих сумішей.

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  • CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL): CRC Press, 2005. — 2656 p. — ISBN 0-8493-0486-5.
  • Vogt H. Chlorine Oxides and Chlorine Oxygen Acids // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. — 6th. — Weinheim: Wiley-VCH, 2005. — P. 4—5. — DOI:10.1002/14356007.a06_483.pub2.
  • Реми Г. Курс неорганической химии / А. В. Новоселова. — М.: ИИЛ, 1963. — Т. 1. — 922 с.
  • Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин. — 3-е. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.
  • Химический энциклопедический словарь / И. Л. Кнунянц. — М.: Сов. энциклопедия, 1983. — 792 с.
  • Деркач Ф. А. Хімія. — Львів: Львівський університет, 1968. — 312 с.