Ione ipoclorito: proprietà, sintesi, reazioni, usi

Lo ione ipoclorito è un anione poliatomico con formula ClO^– in cui il cloro ha numero di ossidazione + 1. In questo anione il cloro è direttamente legato all’ossigeno che è più elettronegativo. Pertanto il cloro ha una parziale carica positiva ed agisce da elettrofilo

I suoi sali derivanti da basi forti, come l’ipoclorito di sodio, danno idrolisi basica. L’acido ipocloroso HClO, infatti ha una costante di dissociazione K_a pari a 2.8 ·10^-8. Pertanto la costante di idrolisi K_b pari a K_w/K_a dove K_w è il prodotto ionico dell’acqua vale 10^-14/ 2.8 ·10^-8 = 3.6 · 10^-7

Lo ione ipoclorito idrolizza secondo l’equilibrio:
ClO^– + H₂O ⇄ HClO + OH^–
L’espressione della costante di equilibrio è
K_b = 3.6 · 10^-7 = [HClO][OH^–]/[HClO]

Una soluzione 0.10 M di NaClO ha quindi una concentrazione di OH^– pari a 1.9 · 10^-4 M e quindi un pOH di 3.7. Il pH di questa soluzione è quindi di 10.3

Sintesi

I sali contenenti lo ione ipoclorito possono essere ottenuti dalla reazione tra cloro e l’idrossido di un metallo alcalino o alcalino-terroso:
Cl₂ + 2 NaOH → NaClO + NaCl + H₂O

Questa è una reazione di disproporzione in quanto il cloro passa da numero di ossidazione zero a numero di ossidazione – 1 in NaCl e + 1 in HClO
Può essere ottenuto anche per via elettrochimica. Questo processo prevede l’utilizzo di elettrodi alimentati a corrente continua, solitamente con una tensione di 2-4 V, per convertire una salamoia in ipoclorito in una cella elettrolitica indivisa mediante elettrolisi di acqua una soluzione acquosa di NaCl al 3% o acqua di mare.

Durante questo processo, il cloro viene prodotto all’anodo e l’idrossido di sodio al catodo. Un altro modo per produrre lo ione ipoclorito  è attraverso la reazione chimica diretta di gas  cloro (Cl ₂ ) e soluzione caustica (NaOH). Nell’elettrolisi del cloruro di sodio, il gas idrogeno viene prodotto al catodo, mentre il gas di cloro viene rilasciato all’anodo. Il cloro viene quindi disciolto nella soluzione in massa e idrolizzato per produrre acido ipocloroso, che a sua volta porta alla formazione di ione ipoclorito:

Reazioni

Lo ione ipoclorito reagisce con:

• Solfito per dare cloruro e solfato secondo una reazione di ossidoriduzione:
  ClO^– + SO₃^2- → Cl^– + SO₄^2-

• Tiosolfato per dare solfato, tetrationato e cloruro:
  5 ClO^– + 3 S₂O₃^2- → 2 SO₄^2- + S₄O₆^2- + Cl^–

• Ammoniaca per dare monolorammina:
  ClO^– + NH₃ → NH₂Cl + OH^–
  La reazione prosegue fino all’ottenimento di triclorammine

• Alcheni con formazione di aloidrine:
  CH₃CH=CH₂ + ClO^– →  CH₃CH(OH)CH₂Cl

Usi

L’ipoclorito è comunemente usato per lo sbiancamento, la disinfezione e il trattamento dell’acqua utilizzando soluzioni saline costituite, generalmente da NaClO. Gli ioni ClO^– hanno un ampio spettro di attività antimicrobica, non lasciano residui tossici, non sono influenzati dalla durezza dell’acqua, sono economici e ad azione rapida.

Costituisce il  principale componente attivo di soluzione antimicrobiche utilizzate per prevenire e curare le infezioni della pelle e dei tessuti, nonché tagli, abrasioni e ulcere cutanee pre e post-operatorie.

L’ipoclorito è spesso usato come reagente chimico per le reazioni di clorazione e ossidazione. È tra le sostanze chimiche più utilizzate per adulterare campioni di urina positivi alla cannabis al fine di dare un risultato falso negativo. L’ipoclorito  viene anche utilizzato anche nello smaltimento di rifiuti di cianuro