Хлорноватистая кислота

Хлорноватистая кислота  — это неорганическое соединение с химическая формула КлОЧАС, также обозначается как HClO, HOCl или ClHO.^{[ 2 ][ 3 ]} Его структура H−O−Cl . Это  кислота который образуется, когда хлор растворяется в вода, и сам частично диссоциирует, формируя гипохлорит анион, ClO ⁻ . HClO и ClO ⁻ являются    окислители, и первичный дезинфекция агенты хлорных растворов.^[ 4 ] HClO невозможно выделить из этих растворов из-за быстрого уравновешивание с его предшественник, хлор.

Благодаря своим сильным антимикробным свойствам, родственные соединения гипохлорит натрия (NaOCl) и гипохлорит кальция ( Ca(OCl) ₂ ) входят в состав многих коммерческих отбеливатели, дезодоранты, и дезинфицирующие средства.^[ 5 ] The белые кровяные клетки из млекопитающие, такой как люди, также содержат хлорноватистую кислоту как средство против инородные тела.^[ 6 ] В жизни организмы, HOCl образуется в результате реакции перекись водорода с хлористый ионы под катализ принадлежащий гем фермент миелопероксидаза (МПО).^[ 7 ]

Как и многие другие дезинфицирующие средства, растворы хлорноватистой кислоты разрушают патогены, такой как COVID-19, впитывается в поверхности.^[ 8 ] В низких концентрациях такие растворы могут использоваться для дезинфекции. открытые раны.^[ 9 ]

Хлорноватистая кислота была открыта в 1834 году французским химиком Антуан Жером Балар (1802–1876) путем добавления в колбу с газообразным хлором разбавленной суспензии оксид ртути(II) в воде.^[ 10 ] Он также дал название кислоте и ее соединениям.^[ 11 ]

Несмотря на то, что его относительно легко приготовить, поддерживать стабильный раствор хлорноватистой кислоты сложно. Только в последние годы ученые смогли экономически эффективно производить и поддерживать воду хлорноватистой кислоты для стабильного коммерческого использования.

• В органический синтез, HClO преобразует алкены к хлоргидрины.^[ 12 ]
• В биология, хлорноватистая кислота образуется в активированном нейтрофилы к миелопероксидаза-опосредованное перекисное окисление ионов хлора и способствует разрушению бактерии.^{[ 13 ][ 14 ][ 15 ]}
• В медицине хлорноватистая кислота используется в качестве дезинфицирующего и санитайзера.^{[ 6 ][ 9 ][ 5 ]}
• В уход за ранами,^{[ 16 ][ 17 ][ 18 ]} и в начале 2016 года Управление по контролю за продуктами и лекарствами США одобрило продукты, основным действующим веществом которых является хлорноватистая кислота, для использования при лечении ран и различных инфекций у людей и домашних животных. Она также одобрена FDA в качестве консерванта для солевых растворов.
• В дезинфекции он использовался в виде жидкого спрея, влажных салфеток и аэрозольного применения. Недавние исследования показали, что хлорноватистая кислота подходит для тумана и аэрозольного применения в дезинфекционных камерах и подходит для дезинфекции помещений, таких как офисы, больницы и медицинские клиники.^[ 19 ]
• В сфере общественного питания и водоснабжения иногда используется специализированное оборудование для получения слабых растворов HClO из воды и соли с целью получения достаточного количества безопасного (нестабильного) дезинфицирующего средства для обработки поверхностей, используемых для приготовления пищи, и систем водоснабжения.^{[ 20 ][ 21 ]} Его также часто используют в ресторанах из-за его негорючести и нетоксичности.
• В очистке воды хлорноватистая кислота является активным дезинфицирующим средством в продуктах на основе гипохлорита (например, используемых в бассейнах).^[ 22 ]
• Аналогично на кораблях и яхтах используются морские санитарные устройства.^[ 23 ] использовать электричество для преобразования морской воды в хлорноватистую кислоту для дезинфекции измельченных фекальных отходов перед сбросом в море.
• Было доказано, что при дезодорировании хлорноватистая кислота удаляет до 99% неприятных запахов, включая запахи мусора, гнилого мяса, туалета, кала и мочи. ^{[необходима ссылка]}

Добавление хлор к вода дает оба соляная кислота (HCl) и хлорноватистая кислота (HClO):^[ 24 ]

Cl2 ₊  H2O ⇌ HClO + _HCl

Cl2 + 4 ОН ⁻ _⇌ 2 ClO ⁻ + 2 _Н2О + 2 е ⁻   

Cl ₂  + 2 е ⁻  ⇌ 2 Cl ⁻

Когда кислоты добавляются к водным солям хлорноватистой кислоты (например, гипохлорит натрия в коммерческом отбеливающем растворе), результирующая реакция смещается влево, и образуется газообразный хлор. Таким образом, образование стабильных гипохлоритных отбеливателей облегчается путем растворения газообразного хлора в основных водных растворах, таких как гидроксид натрия.

Кислоту можно также получить путем растворения оксид дихлора в воде; в стандартных водных условиях безводную хлорноватистую кислоту в настоящее время невозможно получить из-за легкообратимого равновесия между ней и ее ангидридом:^[ 25 ]

2 HClO ⇌ Cl ₂ O + H ₂ O , K = 3,55 × 10−3 ^дм 3 ^/ моль (при 0 °C)   

Присутствие оксидов легких или переходных металлов медь, никель, или кобальт ускоряет экзотермическую ^{[сомнительный – обсуждать]}  разложение на соляную кислоту и кислород:^[ 25 ]

2Cl2 + 2H2O _→ 4HCl _+ O2 

В водный растворе хлорноватистая кислота частично диссоциирует на анион гипохлорита ClO ⁻ :  

HClO ⇌ ClO ⁻  + H ⁺

Соли хлорноватистой кислоты называются гипохлориты. Одним из самых известных гипохлоритов является NaClO, активный ингредиент отбеливателя.

В стандартных условиях HClO является более сильным окислителем, чем хлор.

2 HClO(водн.) + 2 H ⁺  + 2 e ⁻  ⇌ Cl ₂ (г) + 2 H ₂ O , E  = +1,63 В 

HClO реагирует с HCl с образованием хлора:

HClO + HCl → _H2O + _Cl2

HClO реагирует с аммиаком, образуя монохлорамин:

NH ₃  + HClO → NH ₂ Cl + H ₂ O

HClO также может реагировать с органическими веществами. амины, образуя N -хлорамины. 

Хлорноватистая кислота находится в равновесии со своим ангидрид, оксид дихлора.^[ 25 ]

2 HClO ⇌ Cl ₂ O + H ₂ O , K = 3,55 × 10−3 ^дм 3 ^/ моль (при 0 °C)   

Способ дезинфицирующего действия

кишечная палочка подвергался воздействию хлорноватистой кислоты терять жизнеспособность менее чем за 0,1 секунды из-за отключения многих жизненно важных систем.^{[ 24 ][ 51 ][ 52 ][ 53 ][ 54 ]} Хлорноватистая кислота имеет зарегистрированные ЛД ₅₀ 0,0104–0,156 частей на миллион^[ 55 ] а 2,6 ppm вызвали 100%-ное ингибирование роста в течение 5 минут.^[ 45 ] Однако концентрация, необходимая для бактерицидного действия, также сильно зависит от концентрации бактерий.^[ 40 ]