ปฏิกิริยากรดซัลฟิวริกและคลอรีนฟอกขาว

คลอรีนฟอกขาวเป็นสารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรท์และน้ำ ก๊าซคลอรีนเกิดขึ้นเมื่อกรดซัลฟิวริกผสมกับคลอรีนฟอกขาว ปฏิกิริยานี้เป็นหน้าที่ของการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของสารละลายจากด่างเป็นกรดรวมกับคุณสมบัติการออกซิไดซ์อย่างแรงของกรดไฮโปคลอรัส

กรดคือสารประกอบทางเคมีที่ให้ไฮโดรเจนไอออน (H+) แก่สารประกอบอื่น สารประกอบที่ได้รับไฮโดรเจนไอออนเรียกว่าเบส การวัดค่า pH ปกติสำหรับน้ำบริสุทธิ์คือ 7.0 เมื่อสารประกอบที่เป็นกรดละลายในน้ำ สารละลายที่ได้ มีค่า pH น้อยกว่า 7.0 เมื่อเบสหรือสารประกอบอัลคาไลน์ละลายในน้ำ ค่า pH ของสารละลายจะสูงกว่า 7.0.

ตัวออกซิไดซ์เป็นสารเคมีที่มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับอิเล็กตรอน ในปฏิกิริยารีดิวซ์-รีดิวซ์ (หรือปฏิกิริยาเคมีรีดอกซ์) ตัวออกซิไดซ์จะได้รับอิเล็กตรอนในขณะที่ตัวรีดิวซ์สูญเสียอิเล็กตรอน

โซเดียมไฮโปคลอไรท์ (NaClO) เป็นรูปแบบคลอรีนที่เสถียร คลอรีนที่ใช้ในบ้านโดยทั่วไปคือ 3% ถึง 6% โซเดียมไฮโปคลอไรต์ผสมกับน้ำ การเติมโซเดียมไฮโปคลอไรท์ลงในน้ำ จะสร้างกรดไฮโปคลอรัส (HOCl) และโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) สูตรสำหรับปฏิกิริยานี้สามารถแสดงได้ดังนี้: NaOCl + H2O? HOCl + NaOH-. โซเดียมไฮดรอกไซด์เป็นเบส ทำให้สารฟอกขาวในครัวเรือนมีค่า pH ประมาณ 12.5

กรดซัลฟิวริก (H2SO4) เป็นของเหลวไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และหนืด กรดซัลฟิวริกเป็นสารออกซิไดเซอร์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง เมื่อเจือจางในสารละลายน้ำ กรดซัลฟิวริกจะแยกตัวออกเป็นไอออนไฮโดรเจน (H+) และไอออนซัลเฟต (SO4-2) กรดซัลฟิวริกในน้ำจะสร้างสารละลายที่มีความเป็นกรดสูงโดยมีค่า pH แตกต่างกันไปตามสัดส่วนของกรดซัลฟิวริกต่อน้ำ

เมื่อกรดผสมกับโซเดียมไฮโปคลอไรท์ กรดจะบริจาคโมเลกุลไฮโดรเจนให้กับสารประกอบ แทนที่โมเลกุลโซเดียม (Na) เพื่อผลิตกรดไฮโปคลอรัส (HClO) การผสมกรดซัลฟิวริกกับสารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรท์จะทำให้เกิดสารละลายของโซเดียมซัลเฟต (Na2SO4) และกรดไฮโปคลอรัส

การใช้ตัวห้อย (aq) เพื่อเป็นตัวแทนของสารประกอบในสารละลาย สูตรอาจแสดงได้ดังนี้: 2NaOCl (aq) + H2SO4(aq) => Na2SO4(aq) + 2HClO(aq)

ปฏิกิริยาของกรดซัลฟิวริกและโซเดียมไฮโปคลอไรท์ไม่ได้หยุดอยู่ที่การผลิตโซเดียมซัลเฟตและกรดไฮโปคลอรัส ในสารละลายน้ำ hypocholorite (HClO) และคลอรีน (Cl2) จะเข้าสู่สมดุลที่ขึ้นอยู่กับ pH ของสารละลาย ในสารละลายที่เป็นกรด ดุลยภาพสนับสนุนคลอรีนในรูปแบบต่อไปนี้: กรดไฮโปคลอรัสแตกตัวเป็นไอออนไฮโปคลอไรท์บางส่วน (OCl?) และไฮโดรเจนไอออนบวก (H+) กรดไฮโปคลอรัสเป็นสารออกซิแดนท์ที่แรง ดังนั้นกรดไฮโปคลอรัสที่เหลืออยู่ในสารละลายจะออกซิไดซ์ไอออนของไฮโปคลอไรท์ทำให้เกิดก๊าซคลอรีนที่ระคายเคืองและเป็นพิษ (Cl2)