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第七節 次氯酸鈉(Sodium Hypochlorite)

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第七節 次氯酸鈉(Sodium Hypochlorite)

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第七節 次氯酸鈉(Sodium Hypochlorite)
概述

次氯酸鈉的分子式為NaClO,分子量等於74.454。次氯酸鈉是白色粉末,易 溶解於水。商品次氯酸鈉是無色或帶淡黃色的液體,俗稱漂白水。因濃度高 ,不能直接使用,在應用前必須用清水沖淡到需要的成分。次氯酸鈉是目前 重要的漂棉劑。

次氯酸鈉的性狀

規格 次氯酸鈉含有效氯100~140克∕升的液體。

包裝 一般用甏裝,每甏25公斤到32公斤。

貯運 需放在陰涼、通風處,務使不受強烈日光曝曬。搬運時小心輕放,不得與性質相抵觸的物品混放在一起。嚴防震動、撞擊、容器滲漏。因其穩定性差,不宜久貯。



次氯酸鈉的製備

次氯酸鈉的製備方法有三種:

1.電解食鹽溶液:電解食鹽溶液在正常反應下,陰極放出氫氣,生成次氯酸鈉於溶液中。可以下式表示:

(1)NaCl→Na++Cl-

(2)2Na++2H2O→2NaOH+H2

(3)2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O

2.加碳酸鈉於漂白粉液中:漂白粉液與碳酸鈉液相混和,成次氯酸鈉與碳酸鈣,如下式所示:

   CaOCl2+Na2CO3→NaClO+NaCl+CaCO3↓

靜置之,碳酸鈣沈降器底,可得次氯酸鈉的清液。

3.通氯於燒鹼液中:通氯於氫氧化鈉液中,則得次氯酸鈉,反應式如下:

   2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O

注 次氯酸鈉的應用大致與漂白粉相同。就棉的漂白來說,次氯酸鈉與漂白粉對比,有下列優點:

1.次氯酸鈉無害粉末,對工作人員的健康是安全的。

2.次氯酸鈉易溶於水,配製漂液便利,工作場地也比較清潔。

3.漂白粉內有較多雜質,所以有效氯不能充分利用;次氯酸鈉漂液很清潔,沒有什麼渣質。

4.漂白粉溶液是鈣鹽,次氯酸鈉漂液是鈉鹽,鈣鹽在溶液中的溶解度小,對布匹的滲透能力不如次氯酸鈉漂液那樣好,所以漂白效果也不如次氯酸鈉那樣好。

5.用漂白粉溶液漂白棉布後,在空氣中透風時,布匹上生成了碳酸鈣,附著在布上後水洗不易去除,易使布匹形成粗硬手感和在印染時發生不勻疵病,而次氯酸鈉漂液沒有這種缺點。這是因為次氯酸鈉漂棉時所形成的鹽類不是鈣鹽,而是鈉鹽,鈉鹽很易溶解於水,極易洗去。

6.次氯酸鈉漂棉後,布匹上的漂液在透風時吸收空氣中的二氧化碳,轉化成純鹼和次氯酸。反應式如下:

   2NaClO+CO2+H2O→Na2CO3+2HCIO

純鹼極易溶解於水。因此,酸洗工作對次氯酸鈉漂棉並不十分重要,漂白後只要加以充分水洗,就能得到柔軟的漂物。但因漂布在加工過程中常易造成水漬黃斑,例如因屋頂或管件上滴下水滴而造成污跡,在布匹烘燥以前這種污跡不易發現,同時為了徹底分解次氯酸鈉並中和布上鹼質,一般仍在漂後用淡酸進行酸洗,以保證織物的潔白。

7.次氯酸鈉不含鈣質,不會引起鈣斑,不會與肥皂作用。

次氯酸鈉的性質

1.次氯酸鈉的水溶液如果是中性,很不穩定,如果是酸性也不穩定,若是鹼性(與氫氧化鈉共存時),就比較穩定,所以常見的都是它的鹼性水溶液。鹼度不低於2~3%的溶液,可以儲存10~15天。鹼度較小的溶液分解較快,並放出不穩定的次氯酸HClO,次氯酸再分解而失去氯或氧。總的說來,次氯酸鈉溶液的穩定性較一般商品差,故不宜久貯。

2.次氯酸鈉是弱酸鹽。次氯酸鈉溶液屬於一種複雜和不穩定化學系統,它的組成按溶液pH值的不同而不同,因此,在不同pH值下具有不同的氧化性能:

當pH值=2時絕大部分為Cl2;

 pH值=2~3時主要為Cl2和HClO;

 pH值=4~5時主要為HClO,少量為Cl2;

 pH值=5~6時主要為HClO和NaClO;

 pH值=9時主要為NaClO。

3.次氯酸鈉溶解於水後生成燒鹼及次氯酸:

   NaClO+H2Oa161.bmp (322 bytes)NaOH+HClO

次氯酸再分解,生成氯化氫和新生氧:

   HClO→HCl+[O]

新生氧的氧化能力很強,所以次氯酸鈉也是強氧化劑,漂白作用的產生也就是由於這種新生氧的關係,把色素團破壞而漂白。

4.次氯酸鈉對棉纖維的漂白作用,有人認為不是一個單純的氧化作用。在弱酸性溶液中,有催化劑存在時或在光的照射下,次氯酸鈉的氧化作用確是很快發生(HClO→HCl+[O]),對纖維的損傷比較劇烈。但事實上一般漂白都在弱鹼性溶液中進行,漂白效果好,纖維的損傷也較少,足見次氯酸鈉漂白是簡單的氧化作用之說不能令人信服。次氯酸鈉的漂白作用主要由於次氯酸對色素雙鍵所起加成作用,如下式:

  |     |
H-C    H-C-Cl
  ∥+HClO→
H-C   H-C-Cl
   |     |

總的說來,次氯酸鈉和棉纖維上天然色素間的反應是比較複雜的,還有待於研究。

5.次氯酸鈉溶液有腐蝕性,能傷害皮膚,操作時應穿戴勞動保護用品。

次氯酸鈉溶解於水後的這項反應,作用的方向是同時向左和向右進行的,即既有燒鹼和次氯酸的形成,又有回復成次氯酸鈉的趨勢。這種作用化學上叫做可逆反應,方程式中用兩個反向的箭號來表示。

6.次氯酸鈉濃度與比重對照表(15℃)如下:

次氯酸鈉濃度與比重對照表

比 重 波美度
Be'
每升內含
有效氯克數
1.0036
1.007
1.014
1.022
1.029
1.037
1.045
10.52
1.060
1.067
1.075
1.082
1.091
1.100
1.108
1.116
1.125
1.134
1.142
1.152
1.162
1.172
1.180
1.190
1.200
1.210
1.226
 0.5
  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
  10
  11
  12
  13
  14
  15
  16
  17
  18
  19
  20
  21
  22
  23
  24
  25
  26.5

1.77 
5.30 
9.60 
13.83 
13.79 
22.70 
28.73 
32.64 
37.94 
42.90 
48.57 
53.34 
60.28 
64.53 
70.21 
76.94 
83.68 
90.78 
96.80 
103.54 
112.76 
119.49 
122.33 
130.13 
138.46 
148.22 
159.92 

 



次氯酸鈉分析法

商品的分級,依所含的有效氯量來決定,其分析方法和漂白粉相同。但必須指出,次氯酸鈉的氧化作用,是靠它經水解後析出初生態氧,如下式:

   NaClO+H2O→NaOH+HClO

   HClO→HCl+[O]

像漂白粉放出的有效氯和水作用所生成的初生態氧一樣:

   Cl2+H2O→HCl+HClO

   HClO→HCl+[O]

次氯酸鈉的分析,是將一定量的樣品於酸性介質中與碘化鉀起氧化作用,而釋出相當量的碘,再以硫代硫酸鈉標準溶液來滴定碘,然後根據硫代硫酸鈉標準溶液的耗用量來計算出次氯酸鈉中有效氯的含量。反應式如下:

   NaClO+2KI+H2O→NaCl+2KOH+I2

   I2+2Na2S2O3→2NaI+Na2S4O6

操作1 用稱量瓶精確稱取試品約10克,用水洗入500毫升的量瓶中,加水稀釋至500毫升,搖勻。移取上述所製的試品溶液50毫升,加入預先放有10%碘化鉀溶液20毫升、水100毫升及6N醋酸溶液15毫升的300毫升錐形燒瓶中,立即用0.1N硫代硫酸鈉溶液滴定釋出的碘I2,在黃色將近消失前加入澱粉溶液3~5毫升,繼續滴定至藍色消失時為止。

計算 

    o249.bmp (13566 bytes)

或  1毫升0.1NNa2S2O3=0.003547克有效氯

    o249a.bmp (13262 bytes)

操作2 簡捷法:用稱量瓶精確稱取試品1克,加少量水,做成次氯酸鈉溶液,然後傾注入預先放有10%碘化鉀溶液20毫升、水100毫升及6N醋酸溶液15毫升的錐形燒瓶裡。立即用0.1N硫代硫酸鈉溶液滴定釋出的碘I2,在黃色將近消失前,加入澱粉溶液約3毫升,繼續用0.1N硫代硫酸鈉溶液滴至藍色消失時即為終點。 

計算舉例:稱取次氯酸液體1克,用0.1N硫代硫酸鈉溶液滴定時耗用30毫升,那麼,這次氯酸液體裡所含的有效氯是10.65%。計算式如下:

    o249b.bmp (8374 bytes)

        o249c.bmp (7006 bytes)



次氯酸鈉在印染上的用途

(一)作漂白棉纖維用劑 在印染廠中多用次氯酸鈉代替漂白粉漂白棉布、手帕、毛巾、汗衫等織物。用次氯酸鈉漂白較漂白粉漂白的半製品品質為好,毛細管上升較高,不致產生硫酸鈣等的拒染白斑。此外,對工作人員的勞動保護也有顯著的改善。次氯酸鈉是最常用的漂白劑,對設備要求也不高。次氯酸鈉價格低廉,除雜能力強,但也很容易產生氧化纖維素而損傷纖維,因此嚴格控制漂白工藝條件,以免纖維降解。次氯酸鈉適用中、低檔漂布及一般色布、花布的漂白。棉布用次氯酸鈉漂白,通常有軋漂、淋漂和連續軋漂等方式。現舉軋漂一例,軋漂時,先將棉布在繩狀浸軋機中以次氯酸鈉溶液浸軋,然後將其堆置於積布池中。次氯酸鈉的濃度為含有效氯0.8~2.5克∕升,溶液pH值為9~10,溫度20~30℃,堆放時間為1~2小時。繼以冷水洗除布上殘餘漂液。為了徹底分解次氯酸鈉並中和布上鹼質,需將棉布用濃度3~5克∕升的稀硫酸室溫酸洗,最後充分水洗,使布呈中性。

注 1.棉布的退漿和煮練程度對漂白有顯著的影響,退漿和煮練良好的棉布,所需的漂白時間較短,漂液濃度較低,而所得漂白效果較好。反之,所需漂白時間較長,漂液濃度較高,而所得的白度較差,纖維的損傷也較多。

2.許多重金屬或重金屬化合物,對次氯酸鈉具有催化作用,能促使其分解,並使纖維遭受嚴重損傷。催化作用以鈷、鎳和鐵的化合物為最強烈,其次為銅,錫的情況較好。因此,漂白設備不能採用鐵器,漂液不能含有鐵質。漂白時,必須避免日光直接照射,以免引起次氯酸鈉溶液迅速分解和纖維脆損。

3.用次氯酸鈉漂白比用漂白粉合宜。漂白粉在漂白過程中產生碳酸鈣沈澱,如溶解不完全,沾在織物上還會產生破洞。因此漂白後必須經過有效的酸洗。而次氯酸鈉則不然,它水解時生成的氫氧化鈉為強鹼,溶解度很大,和二氧化碳作用生成的碳酸鈉易溶於水,在溶液中能夠產生緩沖作用,所以溶液的pH值降低較少。

(二)作漂白維綸用劑 維綸纖維一般具有氧化鎂白度的92~94%,捲曲纖維約相當於氧化鎂白度的85~88%。因此,在染深色時,可免除漂白,但染淺色時仍需要漂白。維綸纖維適用的漂白劑有次氯酸鈉和亞氯酸鈉等,維綸纖維與羊毛混紡織物的漂白,可採用雙氧水。亞氯酸鈉與次氯酸鈉比較,亞氯酸鈉的漂白作用較為溫和,因此較適用於維綸。

注 用次氯酸鈉漂白維綸纖維大致是將維綸纖維在常溫下浸入含有效氯3~5克∕升的漂液中,經10~30分鐘後,取出脫水,再用3~5克∕升硫酸液處理10~30分鐘,溫度30~50℃。然後用水沖洗,直至不含游離氯為度。游離氯必須去除乾淨,否則纖維在乾燥過程中會發黃。為了徹底去除游離氯,可用大蘇打脫氯或用氨水中和。

(三)作較難氧化的還原染料氧化發色劑 士林黃G用於著色拔染色漿時,必須隨印隨蒸隨洗,否則難於氧化發色。必要時可用過硼酸鈉或次氯酸鈉溶液處理,效果較好。

士林黑BB用於棉紗染色後需用次氯酸鈉(含有效氯1.5克/升左右)室溫氧化15~30分鐘,才能使墨綠轉變為烏黑色。士林黑BB用於棉紗染色後,先經酸洗去除棉紗上的餘鹼,再經水洗去除餘酸和浮色,接著需用次氯酸鈉(含有效氯1.5~2克∕升)冷處理10~20分鐘,透風,再經水洗、酸洗、水洗,然後皂煮,使染料充分氧化發色。

注 士林藍GCDN、汽巴藍2B、溴靛藍4B、士林艷綠4G、士林藍3G等均不宜用次氯酸鈉氧化。如發生過氧化以致色澤變萎暗時,可用葡萄糖肥皂液充分沸煮,或用淡燒鹼保險粉液處理糾正。

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