Química
Ácido Hipocloroso não causa irritação nos olhos e na pele. Caso ingerido não causa prejuízo a saúde.
Nome IUPAC : Ácido hipocloroso, ácido clorídrico (I), cloranol, hidroxidoclorado
Outros nomes : Hipoclorito de hidrogênio, hidróxido de cloro, água eletrolisada, água oxidante eletrolisada, água eletrostatizada
CAS número : 7790-92-3
Massa Molar : 52.46 g/mol
Formúla Molelucar : HOCl
Aparência : Solução aquosa incolor
Solubilidade em água : Solúvel
Acidez : 7.53
Eletrólise
Em química e manufatura, a eletrólise é uma técnica que usa uma corrente elétrica direta (DC) para conduzir uma reação química de outra maneira não espontânea. A eletrólise é comercialmente importante como um estágio na separação de elementos de fontes naturais. Eletrólise de cloreto de sódio (NaCl) e água (H2O) pode ser usada para gerar ácido hipocloroso. Tecnologia de eletrólise foi explicada pela primeira vez por Michael Farraday quando ele desenvolveu as leis da eletrólise na década de 1830. Conduzir corrente elétrica através de dois eletrodos em uma solução de salmoura pode produzir cloro gasoso, hipoclorito de sódio, ácido hipocloroso, hidróxio de sódio, hidrogênio, ozônio e vestígios de outros oxidantes nascentes.
O principal processo de eletrólise é o intercâmbio de átomos e íons pela remoção ou adição de elétrons do circuito externo. Um potencial elétrico é aplicado através de um par de eletrodos imersos no eletrólito. Cada eletrodo atrai íons que são da carga oposta Íons carregados positivamente (cátions) se movem em direção ao cátodo que proporciona elétrons (negativo). Íons carregados negativamente (ânions) se movem em direção ao ânodo de extração de elétrons (positivo). Em química, a perda de elétrons é chamada de oxidação, enquanto o ganho de elétrons é chamado de redução.
Por exemplo, o primeiro passo para produzir ácido hipocloroso é a eletrólise de uma salmoura para produzir hidrogênio e cloro, os produtos são gasosos. Estes produtos gasosos borbulham a partir do eletrólito e são coletados.
2 NaCl(s) + 2 H20(l) → 2 NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)
Tecnologia de Membrana Celular
A membrana de troca iônica é feita a partir de um polímero que apenas permite a passagem de íons positivos. isso significa que somente os íons de sódio da solução de cloreto de sódio podem passar através da membrana, e não os íons de cloreto. A vantagem disso é que a solução de hidróxido de sódio que está sendo formada no compartimento direito nunca é contaminada com qualquer solução de cloreto de sódio. A solução de cloreto de sódio utilizada deve ser pura. Se conter outros íons metálicos, estes também passariam pela membrana e contaminariam a solução de hidróxido de sódio.
O hidrogênio é produzido no cátodo :
2H+(aq) + 2e- → H2(g)
O hidróxido de sódio é produzido no cátodo :
Na+(aq) + OH-(aq) → NaOH(aq)
O cloro é produzido no ânodo :
2Cl-(aq) - 2e- → Cl2(g)
Está contaminado com algum oxigênio por causa da reação :
4OH-(aq) - 4e- → 2H2O(l) + O2(g)
A adição de cloro à água origina o ácido clorídrico (HCl) e o ácido hipocloroso (HOCl) :
Cl2(g) + H2O ⇌ HOCl(aq) + HCl(aq)
Cl2(g) + 4 OH− ⇌ 2 ClO-(aq) + 2 H2O(l) + 2 e−
Cl2(g) + 2 e− ⇌ 2 Cl-(aq)
O pH determina as espécies de cloro livre presentes em soluções aquosas. A um pH entre 5-6, a espécie de cloro é quase 100% de ácido hipocloroso (HOCl). Quando o pH cai abaixo de 5, ele começa a converter para Cl2 (gás cloro). Acima de um pH de 6, ele começa a converter para o íon hipoclorito (OCl-).
O ácido hipocloroso é um ácido fraco (pKa de cerca de 7,5), o que significa que se dissocia ligeiramente íons hidrogênio e hipoclorito, como observado na equação: : HOCl ⇌ H+ + OCl-
Entre um pH de 6,5 e 8,5 esta dissociação é incompleta e ambas as espécies HOCl e OCl- estão presentes em alguma extensão.
Como os efeitos germicidas do HOCl são muito mais elevados do que os do OCl-, prefere-se a cloração a um pH mais baixo. A eficiência germicida do ácido hipocloroso (HOCl) é muito maior que a do íon hipoclorito (OCl-). A distribuição de espécies de cloro entre HOCl e OCl- é determinada por pH, como discutido acima.
Como o HOCl domina a pH baixo, a cloração proporciona uma desinfecção mais eficaz em pH baixo. Em pH alto, o OCl- domina, o que causa uma diminuição na eficiência da desinfecção.
Inativacão de bactérias
O cloro é um desinfetante extremamente eficaz para inativar bactérias. Um estudo conduzido durante a década de 1940 investigou os níveis de inativação em função do tempo para E. coli, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhi e Shigella dysenteria (Butterfield et al., 1943). Os resultados do estudo indicaram que o HOCl é mais efetivo que o OCl- para a inativação dessas bactérias. Estes resultados foram confirmados por vários pesquisadores que concluíram que o HOCl é 70 a 80 vezes mais efetivo que o OCl- para bactérias inativadoras. (Culp/Wesner/Culp, 1986). Desde 1986, houve centenas de publicações confirmando a superioridade do HOCl sobre o OCl- (visite o banco de dados de pesquisa ).
Este maior desafio tem sido criar ácido hipocloroso a um pH quase neutro em vez de cloro gasoso ou hipoclorito, e fazê-lo de forma estável. O ácido hipocloroso é uma molécula metaestável. Quer voltar a água salgada ou converter em hipoclorito
Tecnologia de célula única
Um dos maiores avanços foi o desenvolvimento da tecnologia de célula única, onde um único fluxo de cloro livre é gerado sem um subproduto de hidróxido de sódio (NaOH). Esta tecnologia levou ao desenvolvimento de soluções mais estáveis de ácido hipocloroso e permitiu um maior controle sobre o pH do cloro livre gerado Como o pH da água é diferente dependendo de sua fonte em todo o mundo, A pH do salmoura permite maior controle e consistência na solução de uma cloro livre entre pH 5 e 7, que é dominada pelo ácido hipocloroso (HOCl).
Reação do ânodo :
2Cl-(l) → Cl2(g) + 2e-
Reação catódica :
2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH- (aq)
Reação de cloro livre :
Cl2 (g) + H2O → HOCl + HCl
Cl2 (g) + 2OH-(aq) → OCl- (aq) + Cl-(aq) + H2O(l)
