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次氯酸

次氯酸是一种氯元素的含氧酸,化学式为HClO ,结构式H-O-Cl,其中氯元素的化合价为+1价。它仅存在于溶液中,其浓溶液呈黄色,稀溶液无色,有非常刺鼻的、类似氯气的气味,而且极不稳定,是一种很弱的酸,比碳酸弱,和氢硫酸相当。次氯酸也有极强的漂白作用,它的盐类可用做漂白剂和消毒剂。

次氯酸主要作为消毒剂使用,被广泛用于物体表面、织物等污染物品以及水、果蔬和食饮具等的消毒。除上述用途外,次氯酸还可用于室内空气、二次供水设备设施表面、手、皮肤和黏膜的消毒。

HClO.png

分子结构数据

摩尔折射率:8.43  

摩尔体积(cm3/mol):37.4  

等张比容(90.2K):87.3  

表面张力(dyne/cm):29.6  

极化率(10-24cm3):3.34


计算化学数据

疏水参数计算参考值(XlogP):0.3  

氢键供体数量:1  

氢键受体数量:1  

可旋转化学键数量:0  

互变异构体数量:0  

拓扑分子极性表面积:20.2  

重原子数量:2  

表面电荷:0  

复杂度:2  

共价键单元数量:1


物理性质

物质类别:无机酸

状态:仅存在于水溶液中。其水溶液在真空中可浓缩到密度为1.282g/cm3,即浓度40.1%。 次氯酸加热到40度以上时,分解速度是爆炸性的,且为极强氧化剂。

颜色:无色到浅黄绿,极浓时显黄绿色,因为溶有氯气,反应方程式为:9HClO=HClO3+4Cl2↑+O2↑+4H2O)

气味:高浓度次氯酸有类似氯气的刺激性气味

溶解性(与水的体积比):1:2


化学性质

弱酸性

次氯酸是一元弱酸,25℃时的电离常数为3×10-8。

强氧化性

次氯酸能氧化还原性物质(如Na2SO3,FeCl2,KI,C7H7O4N(石蕊)等),使有色布条、品红褪色,并能使石蕊溶液变为无色液体。相关反应方程式如:Na2SO3 + HClO = Na2SO4 + HCl(强氧化剂制弱氧化剂,弱酸制强酸)。

次氯酸中性溶液是一种比标准状况下的氯更强的氧化剂:2HClO (aq)+2 H3O++2 e-⇌Cl2(g)+4H2O E=+1.63V。

不稳定性

次氯酸很不稳定,只存在于水溶液中。浓次氯酸溶液呈淡黄色的原因是因为其不稳定,自发分解:2HClO→2HCl+O₂↑,HClO+HCl→H2O+Cl₂↑。产生的氯气以分子形式溶于水呈淡黄色。次氯酸在溶液中发生3种形式的分解,它们彼此无关,称为平行反应,即:

2HClO → 2HCl+O₂↑

HClO+HCl →H₂O+Cl₂↑

3HClO → 2HCl+HClO₃

在阳光直接作用下,按第一种形式分解;在有脱水物质(如CaCl₂)存在时,按第二种形式分解;加热时特别容易按第三种形式分解。


制备方法

实验室制法

由次氯酸钙与二氧化碳或草酸作用后过滤可得高纯滤液。反应方程式为:Ca(ClO)₂+H₂O+CO₂→CaCO₃↓+2HClO。

工业制法

由氯气、四氯化碳、水与氧化汞共摇荡后蒸馏而得。

其他制法

由氯气与水,生成次氯酸和盐酸,用碳酸钙增大浓度。反应方程式为:2H₂O+2Cl₂+CaCO₃→CaCl₂+H₂O+CO₂+2HClO。


基本用途

次氯酸一般用作漂白剂、氧化剂和消毒剂。

含有次氯酸根的盐被称为次氯酸盐。最广为人知的一种家用次氯酸盐消毒剂是次氯酸钠(NaClO)。次氯酸具有强氧化作用和漂白作用,它的盐类可用做漂白剂和消毒剂,次氯酸盐中最重要的是钙盐,它是漂白粉(次氯酸钙和碱式氯化钙的混合物)的有效成分。漂白粉可由氯气和消石灰反应而制得:3Ca(OH)₂+2Cl₂=Ca(ClO)₂+CaCl₂·xCa(OH)₂·yH₂O+H₂O,在放置漂白粉的地方具有氯气的气味,是因为有一氧化二氯放出的缘故。

在生物学系统中,次氯酸可被视为白细胞例如中性粒细胞和单核细胞产生的毒性最强、丰度最高的氧化剂。次氯酸作为一种极强的氧化剂,可迅速攻击多种生理学相关的分子,包括硫醇、硫醚、胺类、氨基酸、核苷酸、抗坏血酸和多烯酸 。同时,次氯酸可生成反应性非常高的其他氧化剂,例如与H2O2和超氧阴离子反应可分别生成单线态氧和羟基自由基 。

次氯酸作为消毒剂,被广泛用于物体表面、织物等污染物品以及水、果蔬和食饮具等的消毒。除上述用途外,次氯酸还可用于室内空气、二次供水设备设施表面、手、皮肤和黏膜的消毒。 


注意事项

次氯酸应储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃,相对湿度不超过80%。包装要求密封,不可与空气接触。应与还原剂、酸类、易(可)燃物等分开存放,切忌混储。不宜大量储存或久存。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

次氯酸是外用消毒剂,不得口服,置于儿童不易触及处。配制和分装高浓度消毒液时,应戴口罩和手套;使用时应戴手套,避免接触皮肤。如不慎溅入眼睛,应立即用水冲洗,严重者应就医。次氯酸对金属有腐蚀作用,对织物有漂白、褪色作用。金属和有色织物慎用。次氯酸是强氧化剂,不得与易燃物接触,应远离火源。此外,次氯酸的包装应标示相应的安全警示标志。应依照具体产品说明书注明的使用范围、使用方法、有效期和安全性检测结果使用。

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