污水处理基础术语:什么是次氯酸钠
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25 ℃下的无限稀释条件液相生成热
25 ℃下的无限稀释条件吉布斯自由能
g/100 g H2O
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。
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(溶液呈弱碱性),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、浓盐酸和碳酸(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消毒液和洁厕灵(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和肺部产生伤害。
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。
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和氧气,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。
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]
共价键单元数量:2 [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]
重原子数量:3 [3]
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。
纸张、纺织品、化学纤维和淀粉等的漂白,制造硫化宝蓝
生产水合肼、单氯胺和双氯胺,制造钴、镍的氯化剂
净水剂(去除三卤代烃 [11])、杀菌(如大肠菌群 [9])剂、消毒剂
制造氯化苦(CCl3NO2),去除乙炔粗品中的硫、磷化合物
蔬果、饲养场和畜舍的除臭剂
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]。
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。
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。
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。
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。
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。
危险特性:受高热分解产生有毒的腐蚀性烟气。具有腐蚀性。
有害燃烧产物:氯化物。
灭火方法:采用雾状水、二氧化碳、砂土灭火。
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。用泵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。
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。
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.
R31:Contact with acids liberates toxic gas.
与酸接触释放出有毒气体。
R34:Causes burns.
R36/37/38:Irritating to eyes, respiratory system and skin.
刺激眼睛,呼吸系统和皮肤。
(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]