次氯酸钠

一种无机钠盐
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次氯酸钠(sodium hypochlorite),化学式为NaClO(常用写法)或NaOCl(电子式写法),是一种常见且应用广泛的次氯酸盐,易溶于水 [1]。由于在酸性环境下具有强氧化性,因此被普遍用于洗涤产品中漂白剂消毒剂的生产(84消毒液的主要成分即为次氯酸钠),还可用于污水处理(净化)、杀菌和染织等领域。
次氯酸钠不稳定,见光或受热均易分解,因此在日常生活以及工业生产中多以溶液形式存在 [2]。虽然在理论上可制得固体,但一般多见于实验室。目前,次氯酸钠的生产方法有电解法烧碱氯化法等 [7]
2017年10月27日,次氯酸盐被世界卫生组织国际癌症研究机构列于公布的3类致癌物清单中 [4]
中文名
次氯酸钠
外文名
Sodium Hypochlorite
别    名
漂白水
化学式
NaClO
分子量
74.441
CAS登录号
7681-52-9
EINECS登录号
231-668-3
熔    点
-16 ℃ [3]
沸    点
111 ℃
水溶性
可溶
密    度
1.25 g/cm³
外    观
有刺激性气味的白色(纯固体)、浅黄色(溶液) [5](因极易分解的特性,日常生活中以液体形式存在,固体形式只存在于理论之中,实验室中可获得少量固体)
安全性描述
S26;S28A;S36/37/39;S45;S50A
危险性符号
C
危险性描述
R31;R34;R36/37/38
UN危险货物编号
1791

理化性质

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物理性质

次氯酸钠的物理性质
物理性质
单位
数值
20 ℃下的密度
g/cm³
1.25
-16
111
kg/kmol
74.4419
25 ℃下的无限稀释条件液相生成热
kJ/mol
-347.3
25 ℃下的无限稀释条件吉布斯自由能
kJ/mol
-298.7
D
8.00
0 ℃下溶解度
g/100 g H2O
29.3
次氯酸钠电子式
其中,25 ℃下的无限稀释条件液相生成热和25 ℃下的无限稀释条件吉布斯自由能数据源于Aspen Plus V14物性数据库。

化学性质

(1)弱碱性
次氯酸钠为强碱氢氧化钠(NaOH)与弱酸次氯酸(HClO)发生酸碱中和反应的生成的强碱弱酸盐,因此在水溶液中会发生水解反应(溶液呈若碱性),根据25 ℃次氯酸的解离常数(Ka = 2.9×10-8 [8],可计算同温下NaClO的水解平衡常数约为3.45×10-7
NaClO + H2O → HClO + NaOH
Kh = Kw / Ka = 1.0×10-14 / 2.9×10-8 = 3.45×10-7
因此,次氯酸钠可以和酸发生酸碱中和反应,以稀盐酸浓盐酸碳酸(CO2水溶液)为例。
NaClO + HCl(稀) → NaCl + HClO
NaClO + 2HCl(浓) → NaCl + Cl2↑+ H2O
CO2 + H2O + 2NaClO → Na2CO3 + 2HClO
其中,84消毒液洁厕灵(主要成分为HCl)不能混用,简言之,NaClO与HCl会发生归中反应产生具有毒性的氯气(黄绿色),若不慎被人体吸入会对呼吸道部产生伤害。
此外,织物经漂白水浸泡并在空气中放置一段时间后漂白效果更好的原因,即与空气中的CO2反应生成了次氯酸HClO(强酸制弱酸)。
注:H2CO3的一级解离常数为4.5×10-7
(2)不稳定性
次氯酸钠低温下(15~25 ℃)较为稳定 [9],,遇光(尤其是紫外线)和热都会分解为氯化钠氧气,温度越高分解越剧烈,尤其是70 ℃时会产生活性氧 [10],引发爆炸性分解。
2NaClO → 2NaCl+O2
NaClO + O2 → NaClO3
NaClO → NaCl + [O]
因此,次氯酸钠在工业上适合储存于低温和避光的环境,在实验室中常储存于棕色瓶。

计算化学数据

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疏水参数计算参考值(XlogP):无 [3]
氢键供体数量:0 [3]
氢键受体数量:1 [3]
可旋转化学键数量:0 [3]
互变异构体数量:0 [3]
拓扑分子极性表面积:23.1 [3]
重原子数量:3 [3]
表面电荷:0 [3]
复杂度:4.8 [3]
同位素原子数量:0 [3]
确定原子立构中心数量:0 [3]
不确定原子立构中心数量:0 [3]
确定化学键立构中心数量:0 [3]
不确定化学键立构中心数量:0 [3]
共价键单元数量:2 [3]

应用

播报
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次氯酸钠价格低廉、生产简易,性质活泼,被广泛用于漂白、工业废水处理、造纸、纺织、制药、精细化工、卫生消毒等众多领域。
次氯酸钠的用途
序号
领域
用途
1
染织
纸张、纺织品、化学纤维淀粉等的漂白,制造硫化宝蓝
2
漂白油脂
3
无机化工
生产水合肼、单氯胺和双氯胺,制造氯化剂
4
污水处理
净水剂(去除三卤代烃 [11])、杀菌(如大肠菌 [9])剂、消毒剂
5
有机化工
制造氯化苦(CCl3NO2),去除乙炔粗品中的化合物
6
农业、畜牧业
蔬果、饲养场和畜舍的除臭剂
7
食品
食品及其制造机械的消毒
注:次氯酸钠不可用于以芝麻为原料的食品生产过程.
次氯酸钠根据其形态和有效氯含量的不同具有不同的使用规格 [10]
次氯酸钠产品的规格
序号
名称
有效率含量/%
1
民用次氯酸钠
5
2
织物漂白用次氯酸钠
10
3
高碱次氯酸钠
10
4
固体次氯酸钠
45
5
35

生产

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根据原料的不同,次氯酸的生产方法可分为以下四种,分别是沉淀法(复分解法)、盐溶液电解法、纯碱氯化法、烧碱氯化法。其中,烧碱氯化法时目前最主要的化学生产方法。

复分解法

复分解法以漂白粉(有效成分次氯酸钙)和纯碱(碳酸钠)为原料,通过产生碳酸钙沉淀生产次氯酸钠。
Ca(ClO)2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaClO
此外,由于次氯酸钙为可溶性盐,为避免其掺入产品,需使用大量的纯碱去除钙离子,因此该路线不适合工业化生产。

盐溶液电解法

电解法以氯化钠溶液为原料,通过将电解反应的产物氢氧化钠(阴极)、氯气(阳极)在内部混合形成NaClO和NaCl的混合溶液。
2NaCl + 2H2O → 2NaOH + Cl2↑ + H2
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
2H+ + 2e- → H2
2Cl- - 2e- → Cl2
该路线电能消耗较大,且有效氯的含量不高(仅5%),因此未能成为主流的生产方法。

纯碱氯化法

纯碱氯化法以碳酸钠和氯气为原料,通过将氯气通入纯碱溶液中的方式生成NaClO。
Cl2 + H2O → HClO + HCl
Na2CO3 + HClO + HCl → NaCl + NaClO + H2O + CO2
Cl2 + Na2CO3 → NaCl + NaClO + CO2
该路线可生产有效氯含量达10%的NaClO溶液,但会产生大量的CO2,给碳排放的控制增加了困难。

烧碱氯化法

氢氧化钠,俗称烧碱火碱苛性钠,是烧碱氯化法的主要原料,可制得有效氯含量达13%的NaClO溶液。
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
近年来,有学者还开发了以微通道反应器连续生产次氯酸钠的装置 [12],可实现更好的节能和环保效益。

储运

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起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、食用化学品等混装混运;运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备,防曝晒、雨淋,防高温;公路运输时要按规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。

急救

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皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗即可。
眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗并立即就医。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅;若呼吸困难则应输氧;若呼吸停止则立即进行人工呼吸,立即就医。
食入:饮足量温水,禁止催吐。应及时就医。

消防

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危险特性:受高热分解产生有毒的腐蚀性烟气。具有腐蚀性。
灭火方法:采用雾状水二氧化碳、砂土灭火。

泄漏

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迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。
小量泄漏:用砂土、蛭石或其他惰性材料吸收。
大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。用转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

防护

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工程控制:生产过程密闭,全面通风。提供安全淋浴和洗眼设备。
呼吸系统防护:高浓度环境中,应该佩戴直接式防毒面具半面罩)。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜
身体防护:穿防腐工作服
手防护:戴橡胶手套
其他防护:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。

安全信息

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安全术语

S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
万一接触到眼睛,请立即用大量清水冲洗并就医。
S28A:After contact with skin, wash immediately with plenty of water.
皮肤接触后,立即用大量水冲洗。
S36/37/39:Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.
穿戴合适的防护服,手套和眼睛/面部防护装置
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).
万一发生事故或感到不适,请立即就医(在可能的情况下出示相关标签)。
S50A:Do not mix with acids.
不要与酸混合。

风险术语

R31:Contact with acids liberates toxic gas.
与酸接触释放出有毒气体
R34:Causes burns.
引起灼伤。
R36/37/38:Irritating to eyes, respiratory system and skin.
刺激眼睛,呼吸系统和皮肤。

标准法规

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(1)GB 19106-2013(代替GB 19106-2003) 次氯酸钠 [6]
(2)GB 28233-2011 次氯酸钠发生器安全与卫生标准;
(3)GB/T 36758-2018 含氯消毒剂的卫生要求。 [7-12]