漂白水

漂白水、漂白剂、白色剂或氯漂白剂都指的是同一个意思，这个意思就是漂白和消毒，主要用于织物和衣物。当然，漂白水只是伊朗的一个常用词，而在世界大多数地方，使用“Bleach”这个词来表示漂白剂。购买漂白水主要是为了在工业和家庭规模上进行消毒和灭菌。当谈到购买漂白水时，通常我们指的是化学式为氢氧化钠（NaOCl）的次氯酸钠。这种化合物在18摄氏度下熔化，在101摄氏度下沸腾，通常如果暴露在光和热下，它的特性会丧失。

漂白剂具有广泛的抗菌（抗微生物）特性，非常适合用于消毒和灭菌。例如，漂白水用于消除游泳池环境中的细菌、病毒和藻类，同时也用于去除杂草、去除霉菌和漂白木浆。某些漂白剂是氧化剂，而某些则是还原剂，几乎所有漂白剂都能够与天然色素结合并从接触环境中去除它们。漂白剂与皮肤和眼睛接触是危险的，会造成伤害。同时，长时间在低浓度下吸入它们会导致中毒症状，而在高浓度下会损害呼吸系统。

漂白水的历史

漂白剂或漂白水的历史可以追溯到公元前的许多年，尽管漂白水这种液体在公元后才进入人类生活，甚至“Bleach”这个词在公元后十二个世纪才在历史上被记录，但漂白剂本身在公元前3000年就被发现，最早的漂白过程也在公元前2000年进行。公元前5000年，埃及人首次使用阳光进行漂白的过程被记录下来。他们将亚麻布浸泡在水中，然后在阳光下晾晒以使其变白（更亮）。

证据表明，在埃及人之后的两千年，人们已经掌握了用木灰制成漂白溶液的知识，这种溶液在与水混合后会变成一种碱性液体，能够使颜色变亮，并在某些情况下去除颜色。有趣的是，他们会将衣物长时间浸泡在这种制备的碱性溶液中，以使其完全变白。当然，这个过程非常耗时，并且会损害织物的纤维，由于其高度碱性，在使用溶液时需要非常小心。

荷兰人在十一和十二世纪被认为是欧洲洗衣业的漂白大师。他们像添加香料一样将酸奶添加到碱性水中，这样在漂白后，衣物或织物会变得柔软，并减少对织物的负面影响。有趣的是，他们将这一过程作为秘密保留，直到多年后，这一过程在荷兰仍然被视为秘密。

尽管这一过程在公元1322年在英国被记录，但直到十八世纪中叶，荷兰人仍然是世界上无可争议的漂白之王，生产的大多数棕色亚麻布，特别是苏格兰布料，为了漂白，直接运往荷兰，但这个过程非常漫长；漂白所需的时间为七到八个月，因为除了大约两个月的漂白过程外，还需要大量空间（以至于荷兰西部的哈勒姆市成为这一工作的中心）来干燥所有的布料。因此，从十七世纪中叶开始，科学家们开始考虑用其他东西替代酸奶以加快这一过程。

在公元1746年，英国科学家约翰·鲁埃·巴克使用稀硫酸代替酸奶。这一替代方法非常有效，以至于漂白过程所需的时间从六周到两个月减少到仅仅二十四小时，有时甚至是十二小时，并在这一贸易中带来了惊人的经济增长。

在公元1774年，瑞典化学家卡尔·威廉·谢尔（氧气的发现者）发现氯气，这是一种磷色气体（绿色偏黄），属于卤素家族且令人不快，具有去除植物色素的能力。这一发现激励了克劳德·路易·贝尔图尔在公元1785年发现漂白水。

漂白水的发现过程持续了七年，在早期的实验中，健康风险很高，氯气被直接放置在一个容器中与织物接触，或者直接加入溶液中，这导致贝尔图尔的实验出现了许多失败，直到公元1792年在巴黎附近的漂白水市，漂白水（因在此市生产而命名）通过将一部分氢氧化钾溶液与八部分水混合而获得。贝尔图尔之后发现了次氯酸钠，并在第一次世界大战前，漂白水的商业生产成为可能。

尽管如此，漂白行业的最大时刻是在公元1799年，由来自格拉斯哥的查尔斯·坦·南特引入氯化石灰（被称为漂白粉）时发生的。他将氢氧化钙作为漂白水的替代品。

大约在公元1820年，法国化学家安东尼·热尔曼·拉巴拉克发现了次氯酸钠的抗菌和抗污染特性，导致医疗器械消毒的重大进展，并对人类公共健康、医院环境的清洁、手术室和屠宰场（肉类生产）产生了深远的影响。

尽管从那时起在漂白领域取得了许多进展，如今的漂白水（5%而不是当时的17-18%）与许多其他漂白剂一起在家庭和工业生活中发挥着重要作用，尽管其摄入会导致中毒（意外摄入后应立即饮用牛奶）并且接触皮肤、眼睛和呼吸系统会造成伤害，但其存在极大地促进了人类健康。

漂白水的特性

氯漂白剂或漂白水是一种无色或绿色偏黄的液体，具有刺鼻的氯气味，分子量为442.74克/摩尔。其密度非常接近水，约为1.11克/立方厘米。漂白水在18摄氏度下熔化，在101摄氏度下在大气压力下沸腾并分解。漂白水在零摄氏度时溶解在水中，浓度为3.29克/毫升，并具有三个重原子和两个共价键。

无水次氯酸盐在空气中极不稳定，除非与氢氧化钠结合。该化合物在分解时会产生危险气体Na2O和HCl，具有爆炸性。通常，由于五水次氯酸盐更稳定且不易爆炸，因此更常被使用，并以十水次氯酸盐的形式进行商业分销。漂白水的化学成分的晶体形状为正交晶系，并在室温下迅速分解和蒸发，但在7摄氏度下仅有1%在一年后分解和蒸发，而在4摄氏度下经过两年仍保持不变。

漂白水的制备方法

目前有五种方法用于生产漂白水，我们将对其进行探讨：

1- 向氢氧化钠注入氯气

氢氧化钾是由克劳德·路易·贝尔图尔在漂白水中通过将氯气通过碱性水溶液制得的。这种稀溶液通过安东尼·拉巴拉克用氢氧化钠溶液替代氢氧化钾溶液转变为次氯酸钠。

Cl2(g) + 2NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaClO(aq) + H2O(aq)

在这个反应中，氯同时被氧化和还原，在这个过程中也会使用NaOH 45%到48%的溶液制得五水次氯酸盐。

2- 从氢氧化钙中提取

在这种方法中，通过氢氧化钠与漂白粉（氢氧化钙、氯化钙和氢氧化钙的混合物）之间的反应来制备次氯酸钠。这种方法在第一次世界大战后用于医院作为消毒剂的漂白水生产。

3- 盐水电解

在十九世纪末，E.S.史密斯发明了一种利用盐水电解生产次氯酸钠的方法。在这种方法中，首先生成氢氧化钠和氯气，然后混合物转变为漂白水。这使得次氯酸钠的生产成本大大降低，如今改进后的过程被称为霍克过程，是目前工业规模上生产漂白水的唯一方法。在这个过程中，氯气通过冷却的氢氧化钠稀溶液，生成NaOCl和NaCl，而氯气本身也是通过电解生成的。该过程的温度保持在40摄氏度以下，以防止意外生成氯酸钠，生成的盐也作为副产品出售。

4- 次氯酸与氢氧化钠的结合

这种方法在公元1966年注册，用于从次氯酸和氢氧化钠溶液中生产二水次氯酸钠。当然，在公元1991年，基于此方法也提出了一种经济上不适合大规模生产的五水次氯酸钠生产方法。

5- 臭氧与盐的结合

臭氧与盐的结合是一种昂贵但简单的漂白水制备方法，适用于研究工作。在这种方法中，盐通过臭氧气体被还原，生成次氯酸钠并释放氧气。这个反应在室温下发生，并且也适合用于醇的氧化。

漂白水的应用

总之，漂白水在任何需要消毒或漂白的地方都被使用。一般来说，漂白水的应用可以分为四个主要类别：漂白剂、清洁剂、消毒剂和灭菌剂。其他应用包括牙齿根管治疗、污水处理、中和神经毒气和减少湿疹时对皮肤的伤害。

从头到尾的漂白水 – 历史、特性、应用

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