次氯酸鈉組成成分和制備方法

[db:作者] / 2023-01-12 00:00

次氯酸鈉

[別名]漂白水。

[組成成分]次氯酸鈉的分子式為NaCIO，相對分子質(zhì)量為74.44。次氯酸鈉是一種弱酸鹽，溶液狀態(tài)屬于一種復(fù)雜和不穩(wěn)定的化學(xué)系統(tǒng)，組成按溶液pH值的變化而改變，因此在不同的pH值下次氯酸鈉具有不同的氧化性能。不同pH值時次氯酸鈉溶液的組成成分見表7-4。

表7-4 不同pH值時次氯酸鈉溶液的組成成分

[物化性質(zhì)]次氯酸鈉溶液為淺黃色液體，有類似于氯氣的刺激性氣味。水溶液不穩(wěn)定，受溫度、pH值等因素影響，通常要在低溫、堿性條件下保存。溫度在15℃以下，次氯酸鈉溶液比較穩(wěn)定，溫度達(dá)到70℃以上時分解迅速，甚至可能發(fā)生爆炸。當(dāng)NaCIO溶液具有2%～3%的堿度時，可保存10～15天，且其熱穩(wěn)定性也有所提高。次氯酸鈉在水中的溶解度見表7-5。

表7-5次氯酸鈉在水中的溶解度

[制備方法]次氯酸鈉的制備方法分為化學(xué)法和物理法，化學(xué)法主要是利用堿吸收氯堿廠產(chǎn)生的尾氣從而產(chǎn)生次氯酸鈉。其中氫氧化鈉氯化和碳酸鈉氯化是生產(chǎn)次氯酸鈉的主要工藝。

(1) 液堿氯化法

一定量的堿，加入適量的水，配成一定濃度的氫氧化鈉溶液。然后通入氯氣進(jìn)行反應(yīng)，待溶液中次氯酸鈉含量達(dá)到一定時，即為成品。反應(yīng)式為：

2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O

反應(yīng)過程中必須采用冷卻盤管冷卻，控制反應(yīng)溫度低于40℃，以免溫度過高使NaCIO分解。反應(yīng)期間必須注意通氯速度，氯過量時會發(fā)生過氯化反應(yīng)，使全部次氯酸鈉瞬間分解。因此，常控制氧化鈉過量0.1%～1%，使反應(yīng)終點(diǎn)為堿性。該生產(chǎn)工藝有間斷生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)兩種。

①間斷法生產(chǎn)工藝先將30%液堿用水配制成15.5%濃度，在反應(yīng)池內(nèi)用盤管通冷凍鹽水冷卻，然后通氯反應(yīng)，溫度保持低于55℃，待有效氯達(dá)10.5%，過堿量含NaOH約1%時停止反應(yīng)，出料至儲槽。

②降膜法連續(xù)生產(chǎn)工藝將30%液堿配制成15%濃度液堿，送至膜式反應(yīng)器頂部，其上部為填料塔；然后進(jìn)入膜式反應(yīng)管壁，成液膜狀向下流動，與由膜式反應(yīng)器中部進(jìn)入的氯氣反應(yīng)生成次氯酸鈉。未反應(yīng)完畢的氯氣可在上部填料塔與堿液繼續(xù)反應(yīng)，氯吸收率可達(dá)90%。膜式反應(yīng)器采用冷凍鹽水進(jìn)行冷卻，反應(yīng)溫度亦保持在低于55℃。成品次氯酸鈉濃度為10%～15%。

液態(tài)氫氧化鈉氯化法生產(chǎn)次氯酸鈉經(jīng)濟(jì)合理，可制備各種有效氯含量的溶液，是目前大批量生產(chǎn)的主要方法。但該方法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品含有較多雜質(zhì)，產(chǎn)品濃度高時容易受熱揮發(fā)，從而給運(yùn)輸、存儲和使用造成不便。美國學(xué)者Powell在連續(xù)生產(chǎn)工藝第一階段的基礎(chǔ)上對設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，提高了次氯酸鈉的溶液濃度，析出NaCl晶體，降低了雜質(zhì)含量；第二階段制備出的次氯酸鈉溶液濃度超過25%，鹽含量在9.5%以下。

(2)電解法

電解法是指以鹽(NaCl)為原料通過次氯酸鈉發(fā)生器電解生成次氯酸鈉的方法。次氯酸鈉發(fā)生器生產(chǎn)和研制已有近百年歷史，已被證明是一種安全、可靠、運(yùn)行成本較低、藥物投加準(zhǔn)確、殺菌消毒效果好的設(shè)備。

表7-6 是幾種次氯酸鈉生產(chǎn)方法的比較。

表7-6 次氯酸鈉生產(chǎn)方法比較

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