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Laboratorio di chimica in casa/Ipoclorito di sodio

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Sommario
Laboratorio di chimica in casa
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Sostanze semplici: · Cloruro di sodio · Nitrato di potassio · Solfato rameico · Solfato ferroso · Carbonato di calcio · Bicarbonato di sodio

Sostanze versatili: · Acqua · Acido solforico · Acido cloridrico · Idrossido di sodio · Perossido di idrogeno · Ipoclorito di sodio

Approfondimenti · Tabelle

Ipoclorito di sodio


Dati
Anidro

Massa molare: 74,442 g/mol
Solubilità in acqua: 293 g/L ( °C)
Altri solventi: ? ( °C)
Temperatura di fusione: ? °C
Temperatura e prodotti di decomposizione:

  1. T.amb - Cl2 + H2O (in slz)
  2. T.amb - NaCl + O2 (anidro)
  3. 100 °C - NaCl + NaClO3 (in slz)
Pericoli

Scheda di sicurezza (soluzione)

L'ipoclorito di sodio è il principio attivo della candeggina. Viene solitamente commercializzato in soluzioni al 5% in peso (0,7 M) generalmente in soluzione 1:1 di NaCl (sottoprodotto del processo cloro-soda), a coloranti e talvolta anche ad profumi. Ha forti proprietà antibatteriche poiché l'ipoclorito contenuto in esso distrugge molti polipeptidi come enzimi e proteine. E' infatti in grado di sciogliere la cheratina dei capelli e le proteine del corion dei gusci d'uovo. Ha la sfortuna di avere consistenza viscida ed un forte odore di cloro, poiché il suo acido coniugato (l'ipocloroso) decompone spontaneamente in acqua e cloro mentre è in soluzione.
Viene usato come ossidante e come fonte di cloro elementare.


Proprietà chimiche

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Lo ione ipoclorito contiene il cloro in stato di ossidazione +1, il quale è un fortissimo ossidante in ambiente sia acido che neutro o basico.

HClO + H+ + e-   ½ Cl2 + H2O   E° = 1,62 V (acido)

ClO- + 2 H+ + 2 e-   ½ Cl2 + H2O   E° = 0,88 V (neutro o basico)

L'ipoclorito di sodio è il sale di un acido debole, l'acido ipocloroso, che è tuttavia instabile in soluzione e tende a trasformarsi in cloro e acqua:[1]

ClO- + H2O   HClO + OH-   KaHClO = 2,9·10-8

HClO + H2O   ½ Cl2↑ + H2O

Vi sono inoltre altre due reazioni che possono trasformare un ipoclorito: può decomporsi in ossigeno ed uno ione cloruro spontaneamente o tramite catalisi da parte di un ossido di rame, nichel, cobalto o altri metalli ossidanti.[2][3][4]

2 ClO-   O2 + 2 Cl-

Ad alte temperature può disproporzionare in ioni cloruro e clorato.

3 ClO-   ClO3- + 2 Cl-


Reazioni

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Gli unici ipocloriti stabili sono quelli dei metalli del I e II gruppo (più alcuni organici); perciò in reazioni di doppio scambio il prodotto sarà l'idrossido del metallo reagente più cloro gassoso. Nel caso non fossero presenti altri ioni cloruro in soluzione, vi sarà anche emissione di ossigeno gassoso.

3 NaClO + 2 FeCl3 + 3 H2O → 2 Fe(OH)3↓ + 3 NaCl + 3 Cl2↑

NaClO + CuCl2 + H2O → Cu(OH)2 + Cl2↑ + NaCl

2 NaClO + CuSO4 + H2O → Cu(OH)2 + Cl2↑ + Na2SO4 + ½ O2

2 Al2(SO4)3 + 12 NaClO + 6 H2O → 4 Al(OH)3 + 6 Cl2 + 6 Na2SO4 + 3 O2↑

Essendo inoltre un forte ossidante, se il metallo reagente è sufficientemente riducente, verrà portato ad uno stato di ossidazione più alto.

2 FeCl2 + 3 NaClO + 3 H2O → 2 Fe(OH)3 + 2 Cl2 + 3 NaCl

CuCl + NaClO + H2O → Cu(OH)2↓ + ½ Cl2↑ + NaCl

2 CrCl3 + 8 NaClO → 2 Na2CrO4 + 4 NaCl + 5 Cl2↑

MnO2 + NaClO + 2 NaOH → Na2MnO4 + NaCl + H2O

A contatto con i metalli allo stato elementare genera lentamente i rispettivi idrossidi.

2 Fe + 3 NaClO + 3 H2O → 2 Fe(OH)3 + 3 NaCl

Sintesi

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L'ipoclorito di sodio viene prodotto per reazione tra idrossido di sodio e cloro gassoso in acqua a basse temperature.

Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H2O

Può essere anche sintetizzato dall'ipoclorito di calcio, già presente in prodotti per la pulizia della casa, per reazione di scambio ionico.

Ca(ClO)2 + 2 NaOH → Ca(OH)2↓ + 2 NaClO

Ca(ClO)2 + 2 Na2CO3 + H2O → Ca(OH)2↓ + CO2↑ + 2 NaClO

Sicurezza

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Video

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(EN) Sintesi 1

Sintesi dell'ipoclorito di sodio facendo gorgogliare cloro gassoso in una soluzione di NaOH tenuta in un bagno di ghiaccio per favorire la dissoluzione del cloro ed evitare la formazione di clorati come sottoprodotti. Alla fine viene testata la presenza di ioni ClO- aggiungendo ioduro di potassio: l'ipoclorito ossida lo ione ioduro a iodio elementare, che appare come precipitato marrone.

Letture di approfondimento

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Note

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  1. ↑ Durata delle soluzioni di NaClO
  2. ↑ J. R. Lewis - The catalytic decomposition of sodium hypochlorite
  3. ↑ John A. Church - Kinetics of the uncatalyzed and Cu(II)-catalyzed decomposition of sodium hypochlorite
  4. ↑ Inorganic chemistry, Egon Wiberg, Nils Wiberg, Arnold Frederick Holleman, "Hypochlorous acid" p.442, par. 4.3.1
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