Il tricloruro di azoto meglio noto come tricloroammina è un liquido oleoso di colore giallo, irritante e dall’odore pungente, volatile e scarsamente solubile in acqua.
La molecola, avente formula NCl3, fu sintetizzata per la prima volta dal chimico francese Pierre Louis Petit nel 1812 facendo reagire ammonio cloruro e cloro:
NH4Cl + 3 Cl2 → NCl3 + 4 HCl
Il tricloruro di azoto è un forte ossidante che, se sottoposta a shock, frizione o temperature superiori a 57°C, dà luogo a una violenta reazione esplosiva:
2 NCl3 → N2 + 3 Cl2
Le conseguenze di tale reazione fecero perdere in due esperimenti successivi due dita e un occhio al suo scopritore mentre nel 1813 in una analoga esplosione Sir Humphry Dave subì danni temporanei alla vista cosa che lo indusse a continuare i suoi studi con Michael Faraday ma in una successiva esplosione rimasero entrambi feriti.
Il tricloruro di azoto è rinvenuto nell’aria delle piscine coperte con conseguenti problemi di carattere respiratorio e di irritazione degli occhi per quanti si trattengono in quel determinato ambiente.
Sintesi
Essa infatti si forma insieme alla monoclorammina e alla diclorammina come prodotto della reazione tra il cloro e i suoi derivati usati quali disinfettanti nelle piscine e composti organici dell’azoto provenienti da urea, sudore, forfora e tessuti epiteliari.
Dalla reazione tra urea e acido ipocloroso si forma dapprima la monoclorammina secondo la reazione:
(NH2)2CO + 2 HClO → 2 NH2Cl + CO2 + H2O
La reazione della monoclorammina con l’acido ipocloroso porta alla formazione della diclorammina
NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O
La reazione tra diclorammina e HClO dà luogo alla formazione di triclorammina:
NHCl2 + HClO → NCl3 + H2O
La triclorammina è il più volatile tra questi composti e costituisce un inquinante dell’aria delle piscine.
La mono e diclorammina sono presenti nell’acqua della piscina in percentuali diverse a seconda del pH e nel range tipico dell’acqua della vasca 6.5-7.5 il 90% delle clorammine si trova sotto forma di monodiclorammina mentre la triclorammina si forma a pH < 4
Presenza di tricloruro di azoto nelle piscine
La presenza elevata di tricloruro di azoto è quindi dovuta a un’altra reazione che avviene a pH intorno alla neutralità tra urea e acido ipocloroso con formazione di tetraclorourea:
(NH2)2CO + 4 HClO → (NCl2)2CO + 4 H2O
Dalla reazione tra tetraclorourea e acido ipocloroso si forma la tricloroammina:
(NCl2)2CO + 2 HClO → 2 NCl3 + CO2 + H2O
Stante i danni che questo composto può provocare una dei metodi per minimizzarne la quantità nell’aria è una corretta aerazione delle piscine coperte oltre che un’attenta analisi delle acque.