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次氯酸

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次氯酸
IUPAC名
hypochlorous acid, chloric(I) acid, chloranol, hydroxidochlorine
別名 氯(I)酸、氯酸(I)
識別
CAS號 7790-92-3  ✓
PubChem 24341
ChemSpider 22757
SMILES
InChI
InChIKey QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYAT
EINECS 232-232-5
ChEBI 24757
性質
化學式 HClO
摩爾質量 52.46 g·mol⁻¹
外觀 無色水溶液
密度 可變化
溶解性 可溶
pKa 7.53[1]
危險性
主要危害 氧化劑
NFPA 704
0
3
4
 
相關物質
相關化學品 Cl2次氯酸鈣
次氯酸鈉
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

次氯酸化學式HClO,是一種不穩定的弱酸,由氯氣溶於水而成。它會部分電離,形成次氯酸根 ClO。 HClO 和ClO 都是氧化劑,也是氯水消毒的方法。[2] HClO 無法從溶液里提純。次氯酸鈉 (NaClO) 和次氯酸鈣 (Ca(ClO)2)都是漂白劑體香劑消毒劑

次氯酸可以在哺乳動物的白血球中找到,其中就包括人類。[3]它是無毒的,並且多年來都被用作安全的傷口護理解決方案。[4]

次氯酸溶解於水中後,具有很強的消毒性能,並且無毒,被認為是理想的清潔劑和消毒劑。[5] 美國環境保護署已將其鑑定為對COVID-19有效的消毒劑,[6] 由臨床研究支持。

由於它具有穿透病原體膜的能力,因此也被用作商業除臭劑。

歷史

1834年,次氯酸被法國化學家Antoine Jérôme Balard英語Antoine Jérôme Balard (1802–1876) 發現了。他把稀氧化汞水溶液和氯氣反應,生成次氯酸。[7]他也對次氯酸和其鹽進行了命名。


製取

當純淨的氯氣通入中時,會形成鹽酸和次氯酸:

Cl2 + H2O ⇌ HCl + HClO  KW=1.56×10-4

一氧化二氯溶於水會轉變為次氯酸:

Cl2O + H2O → 2HClO

化學性質

溶液中,次氯酸部分電離為次氯酸根離子(ClO,也稱為「次氯酸鹽陰離子」)和氫離子(H+):

HClO ⇌ H+ + ClO

次氯酸中性溶液是一種比標準狀況下的氯更強的氧化劑:

2 HClO(aq) + 2 H+ + 2 e ⇌ Cl2(g) + 2 H2O  E=+1.63V

註:標準狀況指0℃,標準大氣壓下次氯酸不穩定,會慢慢發生自身氧化還原反應而分解,降低pH會促進該反應的進行:

次氯酸是一種弱酸,可以和鹼發生酸鹼中和生成相應的鹽和水。例如:

HClO+NaOH→NaClO+H2O

含有次氯酸根的被稱為次氯酸鹽。最廣為人知的一種家用次氯酸鹽消毒劑是次氯酸鈉(NaClO)。

應用

  • 有機合成中, HClO 把烯烴轉化成羥氯英語chlorohydrin[8]
  • 生物學中,次氯酸是由髓過氧化物酶的活性嗜中性粒細胞中氧化氯離子而產生的,有助於破壞細菌[9][10][11]
  • 在醫學上,次氯酸水被用作消毒劑。[3][4][5]
  • 在傷口護理方面,[12][13][14]截至2016年初,美國食品和藥物管理局已批准其主要活性成分為次氯酸的產品,用於治療傷口和人類和寵物的各種感染。它還被FDA批准為鹽水溶液的防腐劑。
  • 最近的研究表明,次氯酸適合消毒室內環境,如辦公室,醫院和保健診所。[15]
  • 在食品服務和水分配方面,有時使用專門設備從水和鹽中產生 HClO 溶液,以產生足夠的安全(不穩定)消毒劑,以處理食品製備表面和供水。[16][17] 因為它的不可燃和無毒的特點,它也常用於餐館的消毒。
  • 在水處理中,次氯酸是游泳池中的活性消毒劑。[18]
  • 此外,在船舶和遊艇上,海洋衛生設備[19] 使用電力將海水轉化為次氯酸,在排放到海中之前對搗化糞便進行消毒。
  • 在除臭方面,次氯酸可去除高達99%的惡臭,包括垃圾、腐爛的肉類、廁所、糞便和尿液氣味。

次氯酸溶液

次氯酸溶液,俗稱次氯酸水,一般指的是不含鈉離子的次氯酸水溶液,是為了區別漂白水(次氯酸鈉水溶液)的用語,兩者均屬於一種氯化水(chlorinated water)。在適當濃度下,次氯酸溶液可破壞病毒體及細菌細胞膜,多用於居家環境消毒,建議使用的濃度為100~300 ppm;雖然其較漂白水的刺激性低,但對人類皮膚黏膜仍具刺激性傷害,濃度愈高刺激愈強。由於其照光易分解,也不耐高溫及空氣中的氧氣,所以保存期限不長,應貯於不透光容器、將瓶蓋關緊、且置於陰涼處,否則消毒效果不佳。[20]

儘管製造次氯酸相對容易,但是次氯酸溶液難以維持穩定。直到最近幾年,科學家才能夠經濟高效地生產和維護次氯酸水,以穩定地用於商業用途。

參考資料

  1. ^ Harris, Daniel C. Exploring Chemical Analysis, Fourth Edition: 538. 2009. 
  2. ^ Sansebastiano, G. et al. Page 262 in Food Safety: A Practical and Case Study Approach (Ed: R. J. Marshall) 2006, Springer Science & Business Media, Berlin.
  3. ^ 3.0 3.1 Treating Chronic Wounds With Hypochlorous Acid Disrupts Biofilm. Today's Wound Clinic. [2021-02-08] (英語). 
  4. ^ 4.0 4.1 Pure Hypochlorous Acid: A Primer on pH and Wound Solutions. WoundSource. 2020-11-05 [2021-02-08] (英語). 
  5. ^ 5.0 5.1 Block, Michael S.; Rowan, Brian G. Hypochlorous Acid: A Review. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. September 2020, 78 (9): 1461–1466. ISSN 0278-2391. PMC 7315945. PMID 32653307. doi:10.1016/j.joms.2020.06.029. 
  6. ^ US EPA, OCSPP. List N: Disinfectants for Coronavirus (COVID-19). US EPA. 2020-03-13 [2021-02-08] (英語). 
  7. ^ 參見:
  8. ^ Unangst, P. C. "Hypochlorous Acid" in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. doi:10.1002/047084289X.rh073
  9. ^ Harrison, J. E.; J. Schultz. Studies on the chlorinating activity of myeloperoxidase. Journal of Biological Chemistry. 1976, 251 (5): 1371–1374. PMID 176150. doi:10.1016/S0021-9258(17)33749-3.  已忽略未知參數|doi-access= (幫助)
  10. ^ Thomas, E. L. Myeloperoxidase, hydrogen peroxide, chloride antimicrobial system: Nitrogen-chlorine derivatives of bacterial components in bactericidal action against Escherichia coli. Infect. Immun. 1979, 23 (2): 522–531. PMC 414195. PMID 217834. doi:10.1128/IAI.23.2.522-531.1979. 
  11. ^ 引用錯誤:沒有為名為ref3的參考文獻提供內容
  12. ^ Wang L et al. "Hypochlorous acid as a potential wound care agent. Part I Stabilized hypochlorous acid: a component of the inorganic armamentarium of innate immunity". J Burns and Wounds 2007; April: 65–79.
  13. ^ Robson MC et al. "Hypochlorous acid as a potential wound care agent. Part II Stabilized hypochlorous acid: its role in decreasing tissue bacterial bioburden and overcoming the inhibition of infection on wound healing". Journal of Burns and Wounds 2007; April: 80–90.
  14. ^ Selkon, JB; 等. Evaluation of hypochlorous acid washes in the treatment of venous leg ulcers. J Wound Care. 2006, 2006 (15): 33–37. PMID 16669304. doi:10.12968/jowc.2006.15.1.26861. 
  15. ^ Nguyen, Kate; Bui, Dinh; Hashemi, Mahak; Hocking, Dianna M; Mendis, Priyan; Strugnell, Richard A; Dharmage, Shyamali C. The Potential Use of Hypochlorous Acid and a Smart Prefabricated Sanitising Chamber to Reduce Occupation-Related COVID-19 Exposure. Risk Management and Healthcare Policy. 2021-01-22, 14: 247–252. ISSN 1179-1594. PMC 7837568. PMID 33519249. doi:10.2147/RMHP.S284897. 
  16. ^ "Disinfection of Facility H2O" 互聯網檔案館存檔,存檔日期2019-01-22..
  17. ^ "Water Works: Hyatt's New Disinfectant/Cleaner Comes from the Tap", Bloomberg Businessweek.
  18. ^ Gonick, Larry; Criddle, Craig. Chapter 9 Acid Basics. The cartoon guide to chemistry 1st. HarperResource. 2005-05-03: 189. ISBN 9780060936778 (英語). Similarly, we add HOCl to swimming pools to kill bacteria.  已忽略未知參數|chapter-url-access= (幫助)
  19. ^ e.g. Raritan Electro Scan device
  20. ^ The science of chlorine-based disinfectant. Cleanroomtechnology. [2021-05-05]. 

外部連結

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