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话说漂白粉

来源:未知作者:黄元 点击:所属专题: 漂白粉

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高中化学在氯气一节的教学中,讲到氯气与碱反应的化学性质时总是免不了介绍漂白粉。氯气与漂白粉有不解之缘,历史上漂白粉的出现也正是这样。 早在177年瑞典化学家舍勒在研究软锰矿时,将二氧化锰与盐酸一起加热产生了一种黄绿色的气体,这就是现在所说的氯气。舍勒在实验时

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高中化学在氯气一节的教学中,讲到氯气与碱反应的化学性质时总是免不了介绍漂白粉。氯气与漂白粉有不解之缘,历史上漂白粉的出现也正是这样。

早在177年瑞典化学家舍勒在研究软锰矿时,将二氧化锰与盐酸一起加热产生了一种黄绿色的气体,这就是现在所说的氯气。舍勒在实验时还发现,将这种气体溶于水后具有漂白作用,可使蓝色的试纸变白。舍勒的这一发现当时并没有引起人们的注意。随着社会生产的发展,特别是纺织业的机械化,生产出大量的纱和布,怎样尽快地对它们进行印染加工就成为整个纺织品生产的关键环节。漂白染色是整个印染生产的主要工序,在当时布的漂白需用加热的木灰汁来浸泡,6-7小时后再用肥皂水洗涤,然后在太阳光下晾晒,晾晒以后用酸奶液浸泡来除去布中的杂质,再经过清洗和晾晒才能达到要求,整个工序非常麻烦、费时。如何才能加快漂白过程,这一问题促使人们不断地探索。 1785年负责纺织品加工的监督官法国化学家贝托雷(Berthollet)根据自己的想法继续了舍勒的研究,证明了氯气可用来漂白。于是便蒙发了用氯水漂白织物的想法,他在进行漂白试验时发现氯水漂白毒性大、难以控制,而且织物也易受损伤。贝托雷领导的实验人员经过反复实验,将氯气通入木灰汁中解决了这一难题,这实际上是得到了含有次氯酸盐的溶液,用这种液体进行织物漂白容易得到控制。

1786年贝托雷将这件事情告诉了正在巴黎研究织物漂白实验的瓦特,瓦特随即转告给在英国格拉斯哥的一个工厂工作的岳父,这个工厂的厂主坦南特(Charleo Tennant)对此种漂白方法很感兴趣,很快进行了大规模的实验,1788年他们改用石灰水与氯气作用得到漂白液,使织物的漂白时间缩短为几小时,大大提高了效率。为了便于运输,坦南特又用氯气和石灰反应制成固状漂白产品,坦南特称之为“漂白粉”,漂白粉就这样诞生了。此后生产漂白粉的工厂纷纷建立,织物漂白的间题终于在化学家的帮助下获得圆满解决。利用漂白粉漂白是对当时纺织工业漂白工艺的重大贡献。

生产漂白粉所用的氯气早期是用二氧化锰和浓盐酸反应制得的,也就是中学化学教学中介绍的氯气的实验室制法,用这种化学方法制氯气来生产漂白粉持续了一百多年。目前工业上生产漂白粉采用含有1% 以下的游离水分的消石灰进行氧化,所用的氯气来自电解食盐水,含有0.06%以下的水分。利用这些原料中的游离水分,使氯气水解成次氯酸和盐酸,生成的酸与消石灰发生反应,随后依靠中和反应析出的水分使氯气继续水解,从而与更多的氢氧化钙反应生成系列化合物。漂白粉的成分比复较杂,主要有次氯酸钙、碱式次氯酸钙、氯化钙和碱式氯化钙,还有氯酸钙和游离的氢氧化钙。漂白粉的有效成分是次氯酸钙,其漂白能力用“有效氯”来衡量。有效氯是指含氯氧化剂与盐酸作用时放出的活性氯的含量。商品漂白粉的有效氯含量为30%-35%。漂白粉的漂白原理是其中的次氯酸钙溶于水产生次氯酸,进而与纤维织物、纸浆中的有色物质发生氧化还原反应生成无色物质。漂白粉曾广泛用作纺织、印染、造纸工业的漂白剂。

漂白粉的另一方面的用途是作杀菌剂和消毒剂。19世纪初的城市饮水因水源遭到污染,曾多次造成霍乱、痢疾等传染病的流行。当英国医生斯诺((J. Snow)揭示出霍乱等疾病传播的根源以后,人们认识到必须对饮用水源进行 灭菌处理。英国19世纪60年代开始出现了用漂白粉处理饮水的消毒方法,这是世界上最早采用的化学灭菌剂,到19世纪末和20世纪初这种方法已得到普遍采用,正是由于用漂白粉处理公共水源1900年以后霍乱、伤寒等传染病急剧下降。现在漂白粉等次氯酸盐的灭菌原理已被人们逐渐了解,漂白粉加入水源中,其中的次氯酸盐会水解成次氯酸,由于次氯酸是中性分子,可以扩散到带负电荷的细菌表面并穿透细胞壁进入细菌体内,次氯酸的氧化作用破坏了细菌的酶系统因而使细菌死亡。医院的污水处理也常用漂白粉来消毒。

值得一提的是漂白粉的应用还促进了分析化学的发展。氧化还原滴定法的产生是与当时使用漂白粉漂白织物的新技术分不开的。在生产中发现织物漂白的效果和质量取决于漂白液中次氯酸盐的浓度,如何测定漂白液中的次氯酸盐的浓度就成为化学研究的一个紧要课题。法国化学家德克劳西(H. Descroizilles)于1795年设计出了一种测定次氯酸盐溶液的滴定法,他用靛蓝的硫酸溶液来滴定次氯酸,直到溶液颜色变绿为止,这是最早的氧化还原滴定法。以后比拉狄厄(H. Billardiere)在1826年制得碘化钠,以淀粉为指示剂,用于次氯酸钙的滴定,开创了碘量法的应用和研究。

由于漂白粉有效氯含量低、含水率较高,又含有吸湿性很强的氯化钙,因而易分解失效,保持时间不长,在包装、运输、贮存上都受到不少限制。目前工业上多将石灰乳与氯气作用制成工业次氯酸钙即漂白精。漂白精有效氯含量高达70-75%,而且含水率低、稳定性好,保存时间长。在工业上漂白粉已逐渐被漂白精所取代,由于习惯上的原因,人们还常常把漂白精称为漂白粉。

(责任编辑:化学自习室)
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