自來(lái)水消毒中最常用的是氯消毒法,常用的含氯消毒劑有液氯、次氯酸鈉、二氧化氯,一氯氨、漂白粉、漂粉精等。
次氯酸鈣:
早些時(shí)候,生活在城市的人們每天早晨刷牙的時(shí)候都發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象:從水龍頭向牙缸中放入自來(lái)水,一開(kāi)始看見(jiàn)的自來(lái)水很澄清,但幾秒后自動(dòng)變渾濁,擱置片刻即可見(jiàn)沉淀自動(dòng)消失,恢復(fù)澄清(那時(shí)候自來(lái)水是用漂白粉消毒的)。上面的過(guò)程可解釋如下:漂白粉的有效成分Ca(ClO)2是能溶于水的,當(dāng)自來(lái)水從水龍頭中流出時(shí),其與空氣中的CO2發(fā)生反應(yīng):Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓ +2HClO,所以開(kāi)始出現(xiàn)的渾濁是CaCO3;CaCO3只能溶于酸性比H2CO3強(qiáng)的酸,HClO不符合這個(gè)條件,但HClO見(jiàn)光能分解:2HclO = 2HCl+O2↑;片刻后HClO完全轉(zhuǎn)化為強(qiáng)酸鹽酸,發(fā)生反應(yīng):CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2↑,沉淀溶解。
次氯酸鈉:
市面上銷售的“84”消毒液(有效成分是次氯酸鈉)為無(wú)色或淡黃色液體,有效氯含量5.5-6.5%。被廣泛用于賓館、旅游、醫(yī)院、食品加工行業(yè)、家庭等的衛(wèi)生消毒,且具有刺激性氣味??諝庵械?/span>CO2(二氧化碳)溶解于NaClO溶液中可以與NaClO反應(yīng)得到具有漂白性的HClO:NaClO+CO2+H2O = NaHCO3+HClO,HClO能夠?qū)⒉《?、?xì)菌等物質(zhì)氧化,使其變性,因而能夠起到消毒的作用。
NaClO的工業(yè)制法是利用Cl2與NaOH反應(yīng)生成NaCl、NaClO和水:2NaOH+Cl2 = NaCl+NaClO+H2O,這也是在實(shí)驗(yàn)中利用堿吸收多余氯氣的反應(yīng)原理。
二氧化氯:
用氯氣對(duì)飲用水消毒已有近百年的歷史。這種消毒方法會(huì)使飲用水中的有機(jī)物發(fā)生氯代,生成有機(jī)含氯化合物,對(duì)人體有害,世界環(huán)保聯(lián)盟已全面禁止這種消毒方法,建議推廣采用廣譜性高效消毒劑二氧化氯。
二氧化氯的一般制法如下:KClO3和濃鹽酸在一定溫度下反應(yīng)會(huì)生成綠黃色的易爆物二氧化氯。其變化可表述為:2KClO3+4HCl(濃) = 2KCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。ClO2消毒的效率(以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)約為Cl2的2.63倍。
一氯氨:
近年來(lái),某些自來(lái)水廠在用液氯進(jìn)行消毒處理時(shí)還加入少量液氨,某反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NH3+HClO = H2O+NH2Cl(一氯氨),NH2Cl較HClO穩(wěn)定。加液氨能延長(zhǎng)液氯殺菌時(shí)間,原因如下:液氯能消毒是由于氯跟水反應(yīng)產(chǎn)生的次氯酸,次氯酸有殺菌作用。然而次氯酸不穩(wěn)定,見(jiàn)光受熱易分解,因而縮短了消毒時(shí)間。加了液氨后,不穩(wěn)定的次氯酸部分轉(zhuǎn)化成稍穩(wěn)定的一氯氨。這是一個(gè)可逆反應(yīng),當(dāng)次氯酸殺菌后濃度減小時(shí),平衡向左移動(dòng),一氯氨轉(zhuǎn)化成次氯酸;相反,當(dāng)次氯酸濃度較高時(shí),平衡向右移動(dòng),轉(zhuǎn)化成一氯氨,相當(dāng)于暫時(shí)“貯存”,避免其分解損失,這樣就延長(zhǎng)了液氯的消毒時(shí)間。
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