次亜塩素酸は、化学式のHClOを有する無機化合物です。酸素原子を1つしか含まないため、塩素のオキソ酸の中で最も酸化されていないものに相当します。それから、彼らは次亜塩素酸アニオン、二酸化塩素導出-広く商用水の消毒剤として使用され、及びその塩を、。
HClOは、塩素ガスが水に溶解したときに生成される最も強力な酸化剤および抗菌剤です。第一次世界大戦で兵士の傷をきれいにするために塩素溶液が使用される前でさえ、その消毒作用は一世紀以上前から知られていました。
ボールアンドスティックモデルで表される次亜塩素酸分子。出典：ベンミルズとジント
その発見は、実際には1834年にさかのぼります。フランスの化学者、アントワーヌジェロームバラード氏は、酸化水銀HgOの水性懸濁液に塩素をバブリングすることで塩素の部分酸化を達成しました。以来、消毒剤や抗ウイルス剤として利用されています。
化学的に言えば、HClOは他の分子にその塩素原子を放棄してしまう酸化剤です。つまり、新しい抗生物質の開発に非常に関連のあるクロロアミンである塩素化化合物を合成することができます。
1970年代に、ミエロペルオキシダーゼという酵素の作用により、身体がこの酸を自然に生成できることが発見されました。食作用中に過酸化物と塩化物陰イオンに作用する酵素。したがって、同じ生物から侵入者のこの「キラー」が出現する可能性がありますが、それ自体の幸福のために無害なスケールです。
構造
上の画像はHClOの構造を示しています。式は構造と矛盾していることに注意してください。分子はHO-Clであり、H-Cl-Oではありません。しかしながら、後者は、より酸化された対応物であるHClO 2、HClO 3およびHClO 4と直接比較できるようにするために、通常は好ましい。
次亜塩素酸の化学構造。
HClOから放出される酸性水素H +は、塩素原子に結合したOHグループにあります。また、OHとCl-O結合の長さの顕著な違いにも注意してください。後者は、塩素軌道と酸素の拡散との重なりの度合いが低く、拡散が少ないため、最も長くなります。
HOCl分子は、通常の条件下ではほとんど安定した状態を維持できません。それは、不均化されたり、塩素ガスCl 2として放出されたりせずに、その水溶液から分離することはできません。
したがって、次亜塩素酸の無水結晶（水和物でさえない）はありません。そして今日まで、それらが贅沢な方法で準備できるという兆候もありません。それらが結晶化できた場合、HClO分子はそれらの永久双極子（酸素に向けられた負の電荷）を介して互いに相互作用します。
プロパティ
酸度
HClOは一塩基酸です。つまり、H +を1つだけ水性媒体（寄付する場所）に寄付することができます。
HClO（水溶液）+ H 2 O↔のClO - （水溶液）+ H 3 O +（水溶液）（のpKa = 7.53）
この平衡方程式から、観察された低下H 3 O +イオン（媒質の塩基性の増加）より次亜塩素酸アニオンのClOの形成に有利に- 。二酸化塩素の溶液があれば、結果として、-で比較的安定に保つことが、pHをNaOHを用いて達成され、基本的でなければなりません。
その解離定数pKaは、HClOが弱酸であることを疑わしくします。したがって、濃縮して取り扱う場合は、H 3 O +イオンについてはそれほど心配する必要はありませんが、HClO自体については（腐食性のためではなく、その高い反応性を考慮して）ください。
酸化剤
HClOの塩素原子の酸化数は+1であると述べました。これは、基底状態（Cl 0）に戻り、Cl 2分子を形成するために単一電子の利得をほとんど必要としないことを意味します。したがって、のHClOはCLに減少する2とH 2と同じCLに比べてより迅速に他の酸化種、O 2またはのClO - ：
2HClO（水溶液）+ 2H + + 2eは- ↔のCl 2（G）+ 2H 2 O（L）
この反応により、水溶液でのHClOの安定性を確認できます。
その酸化力は、Cl 2の形成だけでなく、塩素原子を放棄する能力によっても測定されます。たとえば、窒素を含む種（アンモニアや窒素を含む塩基）と反応して、クロロアミンを生成できます。
HClO + NH→N-Cl + H 2 O
ほとんどの場合、アミノ基（-NH 2）のNH結合が壊れており、N-Clに置き換えられていることに注意してください。同じことが水酸基のOH結合でも起こります。
HClO + OH→O-Cl + H 2 O
これらの反応は重要であり、HClOの消毒および抗菌作用を説明します。
安定
HClOは、どこを見てもほぼ不安定です。たとえば、次亜塩素酸アニオンは、酸化数が-1と+5の塩素種では不均衡であり、HClO（H + Cl + O 2-）の+1よりも安定しています。
3ClO -（AQ）↔2CL - （水溶液）+のClO 3 - （水溶液）
この反応は再び平衡をHClOの消失に向けてシフトさせます。同様に、HClOは水と塩素ガスとの平行平衡に直接関与します。
CL 2（G）+ H 2 O（L）↔のHClO（水溶液）+ H +（水溶液）+ CL -（AQ）
そのため、HClO溶液を加熱して濃縮（または分離）しようとすると、黄色のガスとして識別されるCl 2が生成されます。同様に、これらの溶液は、Cl 2を分解するため、長時間光にさらしたり、金属酸化物の存在にさらしたりすることはできません（HClOはさらに消失します）。
2Cl 2 + 2H 2 O→4HCl + O 2
HClはHClOと反応して、より多くのCl 2を生成します。
HClO + HCl→Cl 2 + H 2 O
そして、HClOがなくなるまで続けます。
合成
水と塩素
次亜塩素酸を調製または合成する方法の1つは、すでに暗黙的に説明されています。つまり、塩素ガスを水に溶解することです。別の非常によく似た方法は、この酸の無水物を水に溶解することです。一酸化二塩素、Cl 2 O：
Cl 2 O（g）+ H 2 O（l）↔2HClO（水溶液）
ここでも、純粋なHClOを分離する方法はありません。水を蒸発させると、平衡が、水から漏れるガスであるCl 2 Oの形成にシフトするためです。
一方、酸化第二水銀HgOを使用して、HClO（20％）のより高濃度の溶液を調製することができました。これを行うために、塩素はちょうど氷点で大量の水に溶解され、塩素化された氷が得られます。次に、同じ氷をかき混ぜ、溶けるとHgOと混ざります。
2Cl 2 + HgO + 12H 2 O→2HClO + HgCl 2 + 11H 2 O
20％HClO溶液は最終的に真空下で蒸留できます。
電解
次亜塩素酸溶液を調製するより簡単で安全な方法は、塩素の代わりにブラインを原料として使用することです。ブラインは、塩化物アニオン、Clで豊富である-電気分解プロセスを通してCLに酸化することができる、2。
2H 2 O→O 2 + 4H + + 4eは-
2CL - ↔2E - + Clで2
これらの2つの反応はアノードで発生します。アノードでは塩素が生成され、すぐに溶解してHClOが生成されます。陰極室にいる間、水は減少します：
2H 2 O + 2eを- →2OH - + H 2
このようにして、HClOは商業規模から工業規模で合成できます。ブラインから得られるこれらの溶液は、実際にはこの酸の市販製品です。
用途
一般的な機能
HClOは、アルコールをケトンに酸化し、クロロアミン、クロロアミド、またはクロロヒドリン（アルケンから出発）を合成するための酸化剤として使用できます。
ただし、その他のすべての用途は、殺生物剤という1つの単語に含めることができます。それは真菌、バクテリア、ウイルスのキラーであり、病原体によって放出される毒素の中和剤です。
私たちの体の免疫システムは、ミエロペルオキシダーゼという酵素の作用によって自身のHClOを合成し、感染を引き起こす侵入者を白血球が根絶するのを助けます。
無数の研究が、生物学的マトリックスに対するHClOの作用のさまざまなメカニズムを示唆しています。これにより、特定のタンパク質のアミノ基に塩素原子が寄付され、また、存在するSH基がSSジスルフィドブリッジに酸化されて、変性します。
また、窒素含有塩基と反応してDNA複製を停止し、グルコースの完全な酸化に影響を与え、細胞膜を変形させることもできます。これらすべてのアクションは、細菌を死に至らしめることになります。
消毒と洗浄
そのため、HClOソリューションは次の目的で使用されます。
-感染性および壊疽性創傷の治療
-消毒用水の供給
-外科用材料の滅菌剤、または獣医学、医学および歯科で使用されるツール
-一般的にあらゆる種類の表面または物体の消毒剤：バー、手すり、コーヒーマシン、セラミック、ガラステーブル、実験室のカウンターなど
-攻撃性の低い抗生物質として機能するクロロアミンを合成すると同時に、HClO自体よりも耐久性があり、特異的で安定している
リスク
HClO溶液は、高濃度の場合、酸化されやすい化学種と激しく反応する可能性があるため、危険な場合があります。さらに、不安定になるとガス状の塩素を放出する傾向があるため、厳密なセキュリティプロトコルの下で保管する必要があります。
HClOは細菌に対して非常に反応性が高いため、水をやるとすぐに消滅し、後で処理する表面に触れる人にリスクをもたらすことはありません。同じことが生物の内部でも起こります：それは急速に分解するか、生物学的環境のあらゆる種によって中和されます。
体自体によって生成された場合、低濃度のHClOを許容できると考えられます。しかし、それが非常に濃縮されている場合（合成目的で使用され、消毒剤ではない場合）、健康な細胞（皮膚など）も攻撃することにより、望ましくない影響を与える可能性があります。
参考文献
- 震えとアトキンス。（2008）。無機化学。（第4版）。Mc Graw Hill。
- Gottardi、W.、Debabov、D.、&Nagl、M.（2013）。忍容性の高い局所用抗感染薬の有望なクラスであるN-クロラミン。抗菌薬と化学療法、57（3）、1107〜1114。土井：10.1128 / AAC.02132-12
- ジェフリー・ウィリアムス、エリック・ラスムッセン、ロリ・ロビンス。（2017年10月6日）。次亜塩素酸：自然応答を利用する。から回復：感染制御。ヒント
- Hydro Instruments。（sf）。塩素化の基本的な化学。回収元：hydroinstruments.com
- ウィキペディア。（2019）。次亜塩素酸。から回復：en.wikipedia.org
- Serhan Sakarya et al。（2014）。次亜塩素酸：強力な殺菌剤、抗菌剤、および創傷治癒力を備えた理想的な創傷ケア剤。HMPの傷。から回復：woundsresearch.com
- PrebChem。（2016）。次亜塩素酸の調製。から回復：prepchem.com