Reakcija žveplove kisline in klora

Klorovo belilo je raztopina natrijevega hipoklorita in vode. Klorov plin nastane, ko se žveplova kislina pomeša s klorovim belilom. Ta reakcija je odvisna od spremembe pH raztopine iz alkalne v kislo v kombinaciji z močnimi oksidativnimi lastnostmi klorovodikove kisline.

Kislina je kemična spojina, ki donira vodikov ion (H +) drugi spojini. Spojina, ki prejme vodikov ion, se imenuje baza. Običajna meritev pH za čisto vodo je 7,0. Ko kislo spojino raztopimo v vodi, nastalo raztopino ima pH manj kot 7,0. Ko se baza ali alkalna spojina raztopi v vodi, je pH raztopine višji od 7.0.

Oksidacijsko sredstvo je kemikalija z močno afiniteto do elektronov. V oksidacijsko-redukcijski reakciji (ali redoks kemični reakciji) oksidacijsko sredstvo sprejme elektrone, medtem ko redukcijsko sredstvo izgubi elektrone.

Natrijev hipoklorit (NaClO) je stabilizirana oblika klora. Klorovo belilo, ki se uporablja doma, je običajno 3% do 6% natrijevega hipokloritov, pomešanih z vodo. Če v vodo dodamo natrijev hipoklorit, nastaneta klorovodikova kislina (HOCl) in natrijev hidroksid (NaOH). Formulo za to reakcijo lahko izrazimo na naslednji način: NaOCl + H2O? HOCl + NaOH-. Natrijev hidroksid je osnova, zaradi katere je gospodinjsko belilo alkalno, s pH približno 12,5.

Žveplova kislina (H2SO4) je brezbarvna in viskozna tekočina. Žveplova kislina je izjemno jedka oksidant. Ko se žveplova kislina razredči v vodni raztopini, se disociira na vodikov (H +) kation in sulfatni (SO4-2) anion. Žveplova kislina v vodi ustvarja močno kislo raztopino s pH, ki se spreminja glede na delež žveplove kisline v vodi.

Ko kislino zmešamo z natrijevim hipokloritom, bo kislina spoji donirala molekulo vodika, ki nadomešča molekulo natrija (Na), da nastane klorovodikova kislina (HClO). Z mešanjem žveplove kisline z raztopino natrijevega hipoklorita dobimo raztopino natrijevega sulfata (Na2SO4) in klorovodikove kisline.

S pomočjo indeksa (aq) za predstavitev spojin v raztopini lahko formulo izrazimo na naslednji način: 2NaOCl (aq) + H2SO4 (aq) => Na2SO4 (aq) + 2HClO (aq).

Reakcija žveplove kisline in natrijevega hipoklorita se ne ustavi s tvorbo natrijevega sulfata in klorovodikove kisline. V vodnih raztopinah hipoholorit (HClO) in klor (Cl2) dosežeta ravnotežje, ki je odvisno od pH raztopine. V kisli raztopini je ravnovesje naklonjeno kloru na naslednji način: Hipoklorova kislina se delno razgradi v hipokloritni anion (OCl?) In vodikov kation (H +). Hipoklorova kislina je močan oksidant, zato preostala hipoklorova kislina v raztopini oksidira hipokloritov anion in tvori dražljiv in strupen plin klora (Cl2).