几种重要的无机氯系消毒剂
张亨
锦西化工研究院 辽宁葫芦岛 125000
摘要：无机氯系消毒剂包括氯气、次氯酸、次氯酸盐类、亚氯酸钠、二氧化氯、氯化磷酸三钠等。介绍了多种无机氯系消毒剂的物化性质、生产工艺和消毒杀菌应用情况。
关键词：无机氯系消毒剂；性质；工艺；用途 Several Important Inorganic Chloro-Bad Disinfectants
Zhang Heng
(Jinxi Rearch Institute of Chemical Industry , Huludao , Liaoning 125000)
Abstract：Inorganic chloro-bad disinfectants include chlorine, hypochlorous acid，hypochlorite,sodium chlorite , chlorine dioxide , chlorinated sodium phosphate ,et al . The characters , production process and disinfection application situation of veral inorganic chloro-bad disinfectants have been introduced in this article.
Key words：inorganic chloro-ries disinfectant；character；process；application
消毒剂[1]是指起消毒作用、杀菌作用和防腐作用的化学物质。消毒作用可毁灭引起感染的病原微生物，但不一定能毁灭一切微生物或其芽孢；杀菌作用是指毁灭引起感染的病原微生物；防腐作用是指抑制感染性病原微生物的生长和繁殖，而不一定杀死它们。消毒剂和防腐剂没有本质区别，在使用时仅是浓度有差异；消毒剂和杀菌剂在英文中原本就是同一个词。可以把消毒剂、防腐剂和杀菌剂统称为抗菌剂。消毒剂常规的使用方法有浸泡法、擦拭法、喷洒法、干粉消毒法。
无机氯系消毒剂[2,3]应用较多的有氯气、次氯酸、次氯酸盐类、亚氯酸钠、二氧化氯、氯化磷酸三钠等。
1氯气
1.1物化性质
氯是卤素之一，在常温常压下为黄绿色气体，在水溶液内的颜色与气态相同，在液态时颜色加深。相对密度 1.468(0℃)，沸点-34.6℃，熔点-100.98℃。具有窒息的气味，有强烈的刺激性和腐蚀性。性质很活泼，虽不自燃，但可以助燃，在日光下与其他易燃气体混合时会发生燃烧和爆炸，可以和大多数元素或化合物反应。剧毒。 1.2生产工艺
氯化钠(或氯化钾)水溶液经过电解生成氯气、氢气和氢氧化钠(氢氧化钾)。电解方法有水银法、隔膜法和离子膜法三种，其中以离子膜法的能耗最低，对环境污染最少，且操作简便。 1.3消毒应用
一般的自来水及游泳池常用廉价的氯气消毒，1L水里约通入0.002g氯气。氯气消毒自来水推广至今已有100多年的历史，具有较完善的生产技术和设备。消毒原理是其与水反应生成次氯酸，次氯酸的强氧化性能杀死水里的细菌。氯气消毒可使水中次氯酸的溶解、分解达到平衡，浓度适宜。但氯气的水溶性较差，毒性较大，会放出特殊气味，容易产生有机氯化合物，中国和美国常使用二氧化氯代替氯气作为水的消毒剂。
2次氯酸
2.1物化性质
专题论述
次氯酸分子式HClO，为活泼的强氧化剂，极不稳定，具有良好的漂白性能，只能存在于稀的水溶液中。其水溶液在真空中可浓缩到密度1.282，即浓度40.1%，加热到40℃时即分解，并发生爆炸，有刺激性气味。次氯酸的水溶液呈弱酸性，比碳酸弱，与氢硫酸相当。含有少量的Cl2O，显黄色，无毒性，无腐蚀性。次氯酸的分解有两种方式，随溶液的浓度、温度、pH值和光线的增强而加快。第一种分解方式最终产物为氯气和氧气；第二种分解方式经中间产物亚氯酸，最终生成盐酸和氯酸。在有杂质和催化剂存在的情况下，次氯酸水溶液的分解速度加快。
次氯酸能氧化许多无机物，还能将某些有机物(如甲酸、草酸等)完全氧化为无机物(二氯化碳和水)。次氯酸与有机物的反应有：在碳和氮原子上的氯化、氧化、加成和成酯等。次氯酸与烯烃反应生成氯醇。
2.2生产工艺
氯气通入水中产生次氯酸，反应是可逆的，溶液中的次氯酸与氯气存在平衡关系。氯气通入强碱性溶液中时，先形成次氯酸盐，进一步通氯水解生成次氯酸。将Cl2O通入冷水中也可以制得次氯酸溶液。使用电渗析方法，通过半透膜，从氯气或次氯酸盐溶液均可制得次氯酸。
2.3消毒应用
次氯酸是中性分子，容易吸附在微生物表面，进而穿过细胞膜进入微生物内部而产生杀菌作用。1825年Labaraglle利用次氯酸溶液处理伤口，防止伤口发炎、化脓。1827年Alcock利用次氯酸溶液进行水的消毒，使水质得到净化。1843年Leferre在广泛研究的基础上，指出次氯酸是一种应用十分广的消毒剂。1846年Semmetweis把次氯酸溶液用于医生手术前的洗手消毒。
次氯酸是被批准使用的饮用水安全杀菌消毒剂，不会有常规氯气水处理法令人不适的气味和口味。用于养殖场畜禽饮用水消毒，可以杀灭饮用水中的所有细菌病毒，彻底消除痢疾、腹泻、消化不良等疾
病，提高畜禽的生长速度。用于循环冷却水系统，可以完全替代传统的消毒剂、杀生剂、除藻剂，并减少阻垢剂的使用量。在游泳池中的使用能确保安全的游泳环境。用于废水处理可显著减少细菌数量以达到卫生安全标准，不污染环境。
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次氯酸的无毒性使其被批准适用于广泛的食品加工领域，包括表面、管道、运输系统和包装的处理以及清洁杀菌消毒。应用于啤酒饮料生产巴氏喷淋杀菌机和喷淋式暖瓶机系统，可以彻底清除喷淋系统的菌膜（俗称酒粘子），并抑制其再生。应用于肉类加工预冷消毒系统，可以减少消毒剂的用量，提高肉制品的品质，避免大剂量的消毒剂对预冷设备的腐蚀，延长预冷设备的使用寿命。可以高效清洁杀菌消毒整体或切割的水果和蔬菜，延长其保质期，给消费者提供更安全的产品。
次氯酸的无毒和无腐蚀特性，使其成为理想的医疗设施清洁杀菌消毒剂，可以有效防止细菌感染。在温室中雾化或喷洒可以有效控制细菌和藻类的生长。
3次氯酸盐类
次氯酸盐类是应用比较多的无机氯系消毒剂。市售产品有次氯酸钠、次氯酸锂和以次氯酸钙为主要成分的漂白粉。挂纸
3.1次氯酸钠四季印象
3.1.1物化性质
次氯酸钠别名漂白水，分子式NaClO，分子量74.442。固态次氯酸钠为白色粉末，有多种含结晶水化合物，分别是NaClO•H2O、NaClO•2.5H2O、NaClO•5H2O、NaClO•6H2O和NaClO•7H2O，NaClO•H2O 熔点75～80℃，NaClO•2.5H2O熔点58℃，NaClO•5H2O熔点27℃，NaClO•6H2O和NaClO•7H2O熔点18～21℃。它们在空气中极不稳定，受热后迅速自行分解，在碱性状态时较稳定。次氯酸钠25℃
时溶解度为45%(溶液百分比)。易溶于水生成烧碱和次氯酸，次氯酸再分解生成氯化氢和新生氧，新生氧的氧化能力很强，次氯酸钠是强氧化剂。一般工业品是无色或淡黄色液体，含有效氯为100～140g/L。其稳定性受光照、浓度、温度、金属阳离子杂质、空气中二氧化碳和pH值等的影响。次氯酸钠溶液对不同金属均有程度不等的腐蚀作用，其腐蚀程度变化与溶液中有效氯质量浓度有关。
次氯酸钠与酸作用时产生次氯酸，与过量的盐酸反应产生氯气。次氯酸钠能氧化许多无机物。次氯酸钠与氨或尿素反应生成肼，此乃制肼的重要方法。次氯酸钠能被氧化成氯酸钠。
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次氯酸钠与有机物反应，同时具备氧化剂和氯化剂双重功能，应用于以卤仿氧化反应制备羧酸；霍夫曼重排制造胺和肼；炔烃制氯代炔；环戊二烯或茚氯化合成全氯环戊二烯或1,1，3-三氯茚；脂肪族肟和伯、仲硝基化合物转化为氯代硝基链烷；对称二烃基肼氧化成偶氮化合物；含酚废水处理等。
次氯酸钠具有刺激气味，小鼠经口LD50为8500mg/kg。
3.1.2生产工艺
液碱中加入适量的水配成30%以下的氢氧化钠溶液，在低于35℃通入氯气进行反应，待溶液中次氯酸钠含量达到一定浓度时，制得次氯酸钠产品。
3.1.3消毒应用
次氯酸钠可以灭杀一切微生物，包括细菌繁殖体、细胞芽孢、真菌、分枝杆菌和肝炎病毒、各种传染病毒菌等。次氯酸钠对细胞壁有较强的吸附穿透力，可有效氧化细胞内含巯基的酶，快速抑制微生物蛋白质的合成以破坏微生物。使用次氯酸钠消毒剂杀菌具有快速持久、安全无毒、广谱高效、成本低廉、不受PH值影响等优点。
次氯酸钠广泛应用于各种场合下的生活、饮用、自来水的消毒；游泳池、浴池水、工业循环水、城市污水、医院污水的灭菌消毒；化工环保废水的破氰、破酚；水果、蔬菜、鱼、肉等食品的保鲜及最终淋洗消毒；啤酒制造、食品厂、饮料厂、屠宰场、发酵工业的设备、管道、容器及环境的最终灭菌消毒；餐厅、宾馆、家庭餐具、卫生设施的灭菌消毒和空气环境消毒；配制各种口腔消毒液、除臭剂及创口清洗液；医院、卫生、临床器械的消毒、灭菌、除臭和防霉处理；畜牧业方面饲养场和畜舍等的
消毒和去臭；水产养殖方面杀藻灭菌，降低水质的有害毒素，改善养殖环境；植物、花卉种植行业杀霉菌、除害虫、改善土壤的酸碱成分，有利于植物生长。
3.2次氯酸锂
3.2.1物化性质
次氯酸锂分子式LiClO，有液态和固态两种。液态为浅黄色透明体，微氯味，化学稳定性较差，不利于贮存和运输；固态是一种干燥、松散的白色粉末，微氯味，常温下化学性质比较稳定，易溶于水，溶液清亮，25℃时溶解度为40%。加热时分解放出氧，稳定性比次氯酸钠高，消毒能力强于其它无机次氯酸盐和有机氯化物，杀灭细菌和孢子的效力很高。
3.2.2生产工艺
氢氧化锂和氯气反应制得次氯酸锂。反应生成的溶液含次氯酸锂10%左右，蒸发浓缩到25%，然后冷却到20℃以下结晶出产品。母液中的氯化锂用次氯酸钠进行复分解反应制得次氯酸锂而回收。
氢氧化钠和氢氧化锂同时氯化制得次氯酸锂，可省去母液中氯化锂的回收工序。
硫酸锂与次氯酸钙作用也可以制得次氯酸锂。
3.2.3消毒应用
次氯酸锂的应用仅限于游泳池水、家庭食具、食品、公共卫生设备的消毒和洗衣店漂白衣物。
3.3漂白粉
3.3.1物化性质
漂白粉在我国有普通漂白粉和高效漂白粉(漂粉精)之分。
普通漂白粉分子式Ca(OCl)2•CaCl2•2H2O，分子量289.97，为白色粉末，具有类似氯气的臭味。溶解于水，其水溶液呈碱性。暴露于空气中，易吸收水分、二氯化碳(或遇无机酸类)分解放出次氯酸和氯气，次氯酸随即分解生成氯化氢和新生态氧，有漂白作用。镍、钴、铁、铜、锰等金属离子的存在可促使其分解。作为强氧化剂，其中含有氯化钙，容易吸潮，性质极不稳定，日光、受热、酸度均能使其变质而降低有效氯成分。与有机物、易燃液体混合能发热自燃，受高热会发生爆炸。LD50为850mg/kg(大鼠经口)。
漂粉精分子式3Ca(OCl)2•2Ca(OH)2•2H2O，为白色或微灰色粉状、粒状或粉粒状固体，有效氯含量60%～70%，是普通漂白粉的2倍。具有刺激性臭味，易溶于冷水和乙醇中，遇水放出大量热和新生态氧。加热急剧分解引起爆炸，与酸作用可放出氯气，与有机物及油类反应能引起燃烧，遇光易发生
分解和爆炸而产生氧气和氯气。由于氯化钙和水分含量较低，其稳定性比普通漂白粉高，常温下贮存200天不分解。贮存一年后，有效氯含量降低6.6%，三年以后降低14%。
3.3.2生产工艺
漂白粉的生产工艺有石灰氯化法和烧碱石灰法两种。
石灰氯化法将石灰石煅烧生成的石灰，经破碎、消化、风选、配浆送入氯化反应釜，通入氯气进行氯化反应生成漂白粉，再经离心分离、干燥、磨粉后制得成品。此法原料简单，流程短，成本低。
烧碱石灰法分两步进行。第一步是石灰乳氯化得氯化石灰浆；第二步是在石灰乳中加入氢氧化钠或次氯酸钠，通入氯气反应生成次氯酸钙三聚盐，冷却、结晶、过滤，滤饼加入到氯化石灰浆中，浆液中的氯化钙转变为氯化钠留在溶液中，过滤分离、干燥得成品。采用此法得到高效次氯酸钙，产品质量好，溶解性能和稳定性好，反应副产物少，但成本较高，是目前较先进的生产工艺，我国于上世纪80年代末才开始引进这项生产技术。
3.3.3消毒应用
我国食品行业等广泛使用漂白粉，价格低廉、杀菌力强、消毒效果好。如饮用水和果蔬的杀菌消毒，游泳池、浴室、家具等设施及物品的消毒，也用于油脂、淀粉、果皮等食物的漂白。还用于废水脱臭
、脱色处理上。食品生产中用于操作台、墙壁、地面、冷却池、运输车辆、工作胶鞋等的消毒。
漂粉精的性能比漂白粉优良，多用于一些高档场合的漂白和消毒。如棉、麻、化学纤维和纸浆的漂白；医疗应用；生活用品的漂白和消毒；饮用水和游泳池水消毒；军工方面化学毒剂和放射性的消毒。
4亚氯酸钠
4.1物化性质敬爱造句
亚氯酸钠分子式NaClO2，分子量90.442，为白色吸湿性结晶，因含微量ClO2稍呈黄绿色。易溶于水和醇，160℃时在水中溶解度可达55%(质量)。高于37.4℃时析出无水物，无水亚氯酸钠加热至350℃尚不分解。低于37.4℃从水溶液中析出三水物NaClO2•3H2O。
亚氯酸钠的碱性溶液(pH＞11.8)较稳定，加热至175℃以上才分解为氯酸钠和氯化钠。在酸性溶液中，亚氯酸钠受光照射就会分解放出氧气，并且pH值越小分解速度越快，甚至发生爆炸性分解。亚氯酸钠与氯气、硫酸或氯化氢作用生成二氧化氯和氯化钠。亚氯酸钠具有强氧化性，与有机物或磷、硫、炭等接触、撞击或加热均可引起爆炸。对铁、铜等金属腐蚀性大，塑料、搪瓷等能耐腐蚀。
4.2生产工艺
亚氯酸钠的生产工艺有过氧化氢法、一氧化铅法和电解法等。
过氧化氢法是在碱性条件下，以过氧化氢为还原剂，与二氧化氯反应制得亚氯酸钠。反应在塑料材质的鼓泡吸收器中进行。此法工艺成熟、操作简便、不污染环境、产品纯度高。
一氧化铅法是在反应器中装有悬浮一氧化铅的烧碱溶液，通入二氧化氯进行反应生成亚氯酸钠。控制反应温度不超过45℃。反应液的颜色由黄色逐渐变为棕色、褐色，最终变为黑色，亚氯酸钠浓度可达到300～350g/L，经过滤、真空蒸发、结晶得亚氯酸钠。采用喷雾干燥可把蒸发、结晶、干燥几个工序合为一道工序完成。此法副产的二氧化铅经600℃以上高温煅烧转化为一氧化铅循环使用。操作中易引发铅中毒，限制了该法的应用。
电解法是在离子交换膜为隔膜的电解槽中，将食盐水溶液不断加入阳极室，气体二氧化氯连续通入阴极室进行电解。在电场作用下，Na+穿过离子交换膜进入阴极室，与ClO2结合为NaClO2。槽电压2V左右，电流效率达81%。电解完成液含亚氯酸钠18%～23%，在130℃下喷雾干燥即得固体亚氯酸钠，纯度85%～90%。电极使用石墨，隔膜使用磺化苯乙烯强酸离子交换膜F-101或Nafion膜。此法操作繁琐，电解槽结构复杂，但产品纯度好，成本较低。
另外，使用锌、镉、铅、镁等粉末或碳质材料还原二氧化氯均得亚氯酸钠。
4.3消毒应用
亚氯酸钠的理论有效氯含量157%，纯度为80%以上的工业品有效氯含量达130%，相当于漂白粉的7倍。主要用于食品消毒、水处理、杀菌灭藻等。亚氯酸钠处理饮用水，具有杀菌、灭藻、消毒、脱臭效果。可脱除污水中的酚和酚化合物。 5二氧化氯
5.1物化性质
二年级古诗手抄报
二氧化氯分子式ClO2，分子量67.45，熔点-59℃，沸点11℃。为黄绿色或黄红色气体。液体为红褐色，固体为橙红色。有类似氯气和硝酸的特殊臭味。气体密度3.09g/L。易溶于水，溶于碱液和硫酸，遇热水则分解成次氯酸、氯气和氧气，光照下也易分解，其溶液于冷暗处十分稳定。受热、光照或遇有机物等均会促进其分解并易引起爆炸。用空气、二氧化碳、氮气等惰性气体稀释时，爆炸性降低。二氧化氯属强氧化剂，其有效氯是氯的2.6倍。与很多物质都能发生剧烈反应。腐蚀性很强。
稳定性二氧化氯溶液为无色、无臭、无腐蚀性的透明水溶液，不易燃，不挥发，在-5～95℃时质量稳定，不易分解。在水中饱和溶解度为5.7%，液体密度1.020～1.120g/cm3，pH值为8～9。为运输方便可制成固体剂型。
间歇泉>委托书样板5.2生产工艺
以氯酸盐为原料，在酸性介质中还原制得二氧化氯。按照选用还原剂的不同，分为二氧化硫法、盐酸
法、食盐法等。二氧化硫法包括新马蒂逊法、新大曹法；盐酸法即开斯汀法；食盐法包括R2法、R3法和R8法。目前工业生产应用较多的有新马蒂逊法、R2法、R3法和开斯汀法，R8法是上世纪80年代中期开发的新方法。
把二氧化氯吸收到含稳定剂的水溶液中，制得稳定性二氧化氯水溶液。用硅酸钙、分子筛、硅胶等多孔性物质作为吸收剂，吸附溶液中的二氧化氯后制得固体二氧化氯。
5.3消毒应用
二氧化氯(或稳定性二氧化氯)是国际上公认的含氯消毒剂中唯一的高效、强力、快速、持久、广谱、无毒、无刺激、安全的新型氧化消毒灭菌剂，可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体、细菌芽孢、真菌、分枝杆菌和病毒等，并且这些细菌不会产生抗药性。由于它无致癌性、无致畸性和无致突变性，已被世界卫生组织(WHO)列为A1级安全消毒剂。二氧化氯作为一种强氧化剂，还
