Hipoclorito de sódio (NaClO): fórmula, usos e propriedades - Ciência - 2023

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o hipoclorito de sódio (NaClO) é um sal de sódio ternário e inorgânico. Ele está disponível comercialmente como soluções aquosas e é o agente ativo nesses produtos domésticos e industriais. Essas soluções são conhecidas pelos nomes de alvejante cloro, alvejante soda, alvejante líquido ou, ainda mais refinado, licor Javel.

Na água, o hipoclorito de sódio exibe as mesmas propriedades oxidantes do cloro gasoso, portanto, uma solução desse sal é equivalente a transportar o referido composto para dentro de uma garrafa de plástico. Na verdade, o cloro disponível nesses recipientes é um indicador da concentração e do poder de branqueamento da solução de hipoclorito de sódio.

Este sal ternário em água pode muito bem ser considerado uma solução aquosa simples de cloro; entretanto, também existem outras formas disponíveis, como o sólido, no caso do hipoclorito de cálcio, e o cloro líquido. Todos os três possuem o mesmo poder oxidante e seus usos dependem de variáveis como conforto, desempenho ou tempo.

Fórmula

A fórmula química do hipoclorito de sódio é NaClO. É composto de um Na cation⁺ e um ânion ClO^–. Na íons⁺ sentir atração eletrostática por íons ClO^–, o último adotando uma estrutura tetraédrica com uma hibridização sp³.

A fórmula indica a proporção dos íons no estado anidrido, que é igual a 1: 1. No entanto, isso se aplica apenas ao anidrido.

No caso do hipoclorito de sódio hidratado -uma das formas mais estáveis desse sal-, sua fórmula química é NaClO 5H₂OU.

Onde está?

O NaClO é um produto sintético e, devido à sua reatividade, só é encontrado nas regiões locais onde é utilizado, principalmente em águas residuárias, solos ou mesmo em emanações de água potável.

Os íons cloreto são abundantes no corpo humano, podendo participar de reações redox que produzem hipoclorito de sódio no corpo.

Como se faz?

Ao longo da história, o NaClO foi preparado por vários métodos. O mais simples consiste em uma solução de cloro em água, ou em soluções de Na₂CO₃ que libera CO₂ por ação do ácido hipocloroso (HClO).

Outros métodos usam salmoura do mar como matéria-prima por meio de um processo eletrolítico. Sob agitação mecânica eficiente, Cl₂ e o NaOH gerado por NaCl e água reagem e se tornam NaClO:

Cl₂(g) + 2NaOH (aq) => NaClO + NaCl + H₂O + Q (calor)

Hoje o processo Hooker fabrica este composto em grande escala, que consiste em uma versão melhorada do método descrito anteriormente.

Formulários

- O hipoclorito de sódio é utilizado como agente de branqueamento nos têxteis, nos detergentes que o incorporam e na indústria do papel.

- Sua utilização como agente bactericida e desinfetante é muito ampla, sendo utilizado na purificação de água e no tratamento de efluentes.

- É conhecida sua utilidade na desinfecção de equipamentos utilizados na preparação de alimentos e no processamento de frutas e vegetais. Da mesma forma, é utilizado com a mesma função desinfetante na produção de cogumelos, gado, porcos e aves.

- O hipoclorito de sódio é utilizado na indústria do petróleo na etapa de refino.

- Em casa, a capacidade clareadora do hipoclorito de sódio é utilizada na lavagem de roupas brancas, e a ação desinfetante na limpeza de banheiros, pisos, etc.

- O hipoclorito de sódio é utilizado na terapia endodôntica, especificamente no tratamento do canal radicular do dente. Nesse tratamento, é usada a solução de Dakin (ClONE a 0,5%), que preserva o tecido dental vital ao dissolver o tecido necrótico.

Propriedades

As soluções de hipoclorito de sódio à temperatura ambiente são incolores e têm um odor adocicado a cloro. As propriedades físicas variam dependendo das concentrações do sal dissolvido na água. Todos têm coloração amarela.

Através de técnicas de cristalização, a partir dessas soluções o NaClO · 5H sólido é obtido.₂Ou cujos cristais são verdes claros.

Este sal hidratado tem peso molecular aproximado de 164 g / mol, densidade de 1,11 g / mL, é muito solúvel em água e se decompõe a 101 ºC. NaClO 5H₂Ou também é sensível às mesmas reações do anidrido.

Por que o sal é pentahidratado? Conforme o NaClO se cristaliza em seu ambiente aquoso, as moléculas de água envolvem os íons em uma esfera aquosa.

Três dessas moléculas podem ser vistas como interagindo com os pares de elétrons não compartilhados de Cl: uma forma uma ligação de hidrogênio com O e a última é atraída pelo Na.

No entanto, são os estudos focados na estrutura cristalina desse sólido que têm a verdadeira resposta para essa pergunta.

Balanço hídrico

Ânion ClO^– participa do seguinte equilíbrio de hidrólise:

HClO (aq) + H₂O (l) <=> ClO^–(ac) + H⁺(ac)

Se a acidez da solução aumenta, o equilíbrio se desloca para a esquerda, produzindo HClO.

Este ácido é ainda mais instável do que o hipoclorito e, portanto, a decomposição reduz a concentração do agente ativo. Se o pH for básico (maior que 11), garante a existência de ClO^– e a vida útil do produto.

No entanto, a alcalinidade excessiva desencadeia outros problemas em seus aplicativos. Por exemplo, uma solução muito básica de NaClO danifica as roupas em vez de apenas branquear.

Da mesma forma, em meio aquoso, o HClO também é transformado em cloro, o que explica a coloração amarela dessas soluções:

HClO (aq) <=> Cl₂(g) + H₂O (l)

Desproporção

O átomo de cloro no hipoclorito de sódio tem um estado de oxidação de +1, exigindo apenas dois elétrons para completar seu octeto de valência.

Por outro lado, sua configuração eletrônica é [Ne] 3s²3p⁵, também sendo capaz de esvaziar todos os elétrons de seus orbitais "p" mais energéticos.

Isso resulta em hipoclorito passando por reações desproporcionais em íons com estados de oxidação de +1 e +5:

3ClO^–(ac) <=> 2Cl^–(ac) + ClO₃^–(ac)

Esta reação em solução aquosa é acelerada com o aumento da temperatura e das concentrações de hipoclorito. Da mesma forma, a reação prossegue por um mecanismo diferente catalisado por óxidos leves e metálicos de cobre, níquel e cobalto:

2NaOCl (aq) => O₂(g) + 2NaCl (aq)

O NaClO anidro se desproporciona em uma taxa muito mais rápida, chegando a explodir.

Agente oxidante

O átomo de cloro pode aceitar elétrons de espécies negativas (nucleofílicas). O anidrido é um poderoso agente oxidante, reduzindo-se a ânions cloreto (Cl^–).

No caso de NaClO 5H₂Ou, acredita-se que as moléculas de água impedem parcialmente o ClO^– sofrem ataques nucleofílicos.

No entanto, dada a linearidade estrutural de ClO^–, essas moléculas de água não retardam suficientemente os "ataques" ao átomo de Cl. É por essa razão que o hipoclorito de sódio é um forte agente oxidante.

Referências

Wikipedia. (2018). Hipoclorito de sódio. Obtido em 7 de abril de 2018, em: en.wikipedia.org
Francisco J. Arnaiz. (2016). Experiências para o Laboratório de Química Inorgânica Verde. Departamento de Química, Universidade de Burgos, Espanha.
Livro Químico. (2017). Hipoclorito de sódio. Obtido em 7 de abril de 2018, em: chemicalbook.com
Brian Clegg. (9 de março de 2016). Hipoclorito de sódio. Obtido em 7 de abril de 2018, em: chemicalworld.com
OxyChem. (Dezembro de 2014). Manual de hipoclorito de sódio. Obtido em 7 de abril de 2018, em: oxy.com
Azchemistry (18 de abril de 2017). 10 Usos do Hipoclorito de Sódio na Vida Cotidiana - Laboratório - Hospital. Obtido em 7 de abril de 2018, em: azchemistry.com
PubChem. (2018). Hipoclorito de sódio. Recuperado em 7 de abril de 2018, em: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.