Hipoclorito de sodio

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El hipoclorito de sodio, comúnmente conocido en una solución diluida como lejía (cloro), es un compuesto químico inorgánico con la fórmula NaOCl (o NaClO), que comprende un catión de sodio (Na⁺) y un anión hipoclorito (OCl− o ClO−). También puede considerarse como la sal de sodio del ácido hipocloroso. El compuesto anhidro es inestable y puede descomponerse explosivamente. Puede cristalizarse como un pentahidrato NaOCl·5H₂O, un sólido verde-amarillento pálido que no es explosivo y es estable si se mantiene refrigerado.

El hipoclorito de sodio se encuentra más comúnmente como una solución diluida de color verde-amarillento pálido conocida como lejía líquida, que es un producto químico doméstico ampliamente utilizado (desde el siglo XVIII) como desinfectante o agente blanqueador. En solución, el compuesto es inestable y se descompone fácilmente, liberando cloro, que es el principio activo de dichos productos. El hipoclorito de sodio es el blanqueador a base de cloro más antiguo y aún más importante.

Sus propiedades corrosivas, la disponibilidad común y los productos de reacción lo convierten en un riesgo de seguridad significativo. En particular, la mezcla de lejía líquida con otros productos de limpieza, como los ácidos que se encuentran en los productos para eliminar la cal, producirá gas cloro, que se utilizó como arma química en la Primera Guerra Mundial. Una leyenda urbana común afirma que la mezcla de lejía con amoníaco también libera cloro, pero en realidad los dos productos químicos reaccionan de manera diferente, produciendo cloraminas y/o tricloruro de nitrógeno. Con exceso de amoníaco e hidróxido de sodio, se puede generar hidracina.

Historia del hipoclorito de sodio

La lejía fue descubierta por primera vez en el año 5000 a.C. por los egipcios, que descubrieron que lavando y secando al sol sus prendas acababan volviéndose blancas.  En el año 3000 a.C., las lejías se fabricaban mezclando cenizas de madera y agua para obtener soluciones de lejía.  La gente sumergía la ropa en la solución durante un breve periodo de tiempo antes de dejarla al sol.  El único problema era que la ropa tendía a desintegrarse si se dejaba demasiado tiempo en la solución.

Entre los años 1000 y 1200 d.C., los holandeses decidieron encontrar una mejor solución para teñir la ropa. Para suavizar los efectos ásperos, agregaron leche agria, lo que permitió que el proceso de teñido se repitiera más veces sin que la ropa se deteriorara con el tiempo. Desafortunadamente, este proceso lleva ocho semanas y requiere mucho espacio para permitir que las telas se sequen. En 1756, un científico llamado Francis Home descubrió que agregar ácido sulfúrico débil en lugar de leche agria reduciría el tiempo de blanqueo a doce horas.

En 1772, Carl Wilhelm Scheete descubrió el cloro, que se convirtió en un componente esencial del blanqueador en 1792, cuando Claude Louis Bethollet lo agregó a la potasa para crear un blanqueador más potente, en su laboratorio en las afueras de París, en 1787. Su capacidad para blanquear eficazmente los textiles se descubrió rápidamente y se puso en uso comercial con gran éxito. A finales del siglo XIX, después de que Louis Pasteur descubriera la potente eficacia del hipoclorito de sodio contra las bacterias causantes de enfermedades, comenzó a utilizarse ampliamente como desinfectante. Estudios de numerosos institutos de investigación independientes han respaldado el alto nivel de eficacia de desinfección del hipoclorito de sodio. Se reconoce que tiene un espectro de desinfección sin igual.

El único problema era que la potasa era costosa y era difícil obtener las cantidades exactas necesarias para la solución. En 1799, Charles Tennant decidió usar piedra caliza en lugar de potasa, creando un polvo blanqueador conocido como hipoclorito de calcio.

Industrialización

Una pequeña industria química en París dirigida por Leonard Alban, la ‘Societé Javel’, adoptó el proceso de Bertholet para la producción industrial de una solución blanqueadora producida disolviendo cloro gaseoso (Cl2) en agua. La fábrica se construyó en 1778 a orillas del río Sena. Los socios financieros eran un grupo de nobles de la corte, y el Conde de Artois, hermano del Rey Luis XVI, le dio su nombre a la empresa. En 1787, el proceso se modificó y el cloro, en lugar de disolverse en agua (para formar una solución inestable pero muy activa de ácido hipocloroso ), se hizo reaccionar en una suspensión de «sosa de lavado».

Después de la filtración, se obtiene una solución que sigue siendo efectiva para blanquear y mucho más estable, a la que Alban dio el nombre de ‘Eau de Javel’. Este producto, una solución de hipoclorito de potasio, tuvo un éxito inmediato tanto en Francia como en Inglaterra, ya que era fácilmente transportable y almacenable. Curiosamente, Bertholet inicialmente se mostró reacio a aceptar que la molécula de cloro (llamada «ácido muriático oxidante») era biatómica.

Aceptó este hecho solo después de una publicación sobre el tema por Davy en 1816. Bertholet estableció que el cloro en solución produce una molécula llamada ‘HOCl’. Davy y Bertholet descubrieron, de hecho, las dos formas de cloro: en solución acuosa con pH > 7, es principalmente HOCl, mientras que en forma gaseosa es Cl₂. En 1820, Labarraque reemplazó la solución de potasa con la solución más económica de soda cáustica (NaOH) y obtuvo la solución de NaOCl que se llamó ‘Eau de Labarraque’, que encontró un amplio uso como desinfectante y agente blanqueador.

No fue hasta 1913 que una empresa llamada «The Electro-Alkaline Co» comenzó a fabricar un blanqueador de hipoclorito de sodio mediante la cloración de una solución de soda cáustica, también conocida como hidróxido de sodio.

El hipoclorito de sodio, NaOCl, se fabrica mediante la reacción del cloro molecular con hidróxido de sodio y agua. Se requiere un pequeño exceso de hidróxido de sodio para mantener el pH entre 11 y 13 y minimizar la descomposición. Los blanqueadores domésticos suelen contener del 3% al 6% de NaOCl, mientras que los blanqueadores para aplicaciones industriales e institucionales (I&I) suelen tener una concentración de 10% a 12% de actividad.

El hipoclorito de sodio se desproporciona espontáneamente en cloruro y clorato. Esta desproporción se acelera por la fuerza iónica, la temperatura y la concentración del blanqueador. Los metales como el cobre, el níquel y el cobalto catalizan la descomposición del hipoclorito de sodio.

Uso y beneficios del hipoclorito de sodio

Cada día, millones de hogares en todo el mundo dependen del blanqueador con hipoclorito de sodio para sus necesidades de desinfección, desodorización y limpieza. El mercado mundial de hipoclorito de sodio comercializado para el consumidor supera los 4.000.000 de toneladas. Esto no incluye las grandes cantidades utilizadas, especialmente en América del Norte, para usos industriales como el tratamiento de aguas residuales y la desinfección del agua potable.

Las soluciones de hipoclorito de sodio a menudo se denominan erróneamente «blanqueador de cloro». Esto se debe al uso de cloro en su fabricación. Sin embargo, esto es realmente un término inapropiado, ya que el gas «cloro» no está presente en el producto ni está involucrado en su modo de acción.

El hipoclorito de sodio ha sido reconocido durante mucho tiempo por tener propiedades de desinfección excepcionales. El Instituto Pasteur de París ha demostrado que es el desinfectante más efectivo contra todas las bacterias, hongos y virus patógenos conocidos.

En los últimos años, la incidencia de infecciones en ciertas poblaciones ha aumentado, en parte debido a una menor atención a la higiene básica, una interacción social más amplia y una creciente resistencia de las bacterias a los antibióticos. Cuando se usa como parte de una rutina diaria de higiene, el blanqueador con hipoclorito de sodio puede ser efectivo para prevenir infecciones al eliminar los gérmenes, bacterias y virus de superficie que los causan.

Se utiliza ampliamente en hogares, escuelas, hospitales, piscinas, suministros de agua potable y para desinfectar superficies duras e instrumentos quirúrgicos. Su bajo costo y disponibilidad lo convierten en una herramienta invaluable para el mantenimiento de la salud humana y la higiene preventiva adecuada en todo el mundo.

Esto es especialmente cierto en el mundo en desarrollo, donde es un gran contribuyente en los esfuerzos para frenar las consecuencias debilitantes del cólera, la disentería, la fiebre tifoidea y otras enfermedades bióticas transmitidas por el agua. En brotes recientes de cólera en América Latina y las islas del Caribe, el hipoclorito de sodio fue un disuasivo efectivo que minimizó la morbilidad y la mortalidad, como se informó en un simposio sobre enfermedades tropicales realizado bajo los auspicios del Instituto Pasteur.

El hipoclorito de sodio también tiene un papel importante en la salud pública en el mundo desarrollado. Existe una creciente conciencia y preocupación entre los consumidores de que el hogar puede ser un refugio para los organismos causantes de enfermedades, como la salmonela y la E. coli. Seguir buenas prácticas de higiene y usar blanqueador con hipoclorito de sodio ha demostrado ser el medio más efectivo para minimizar estos peligros. También es muy eficaz para eliminar el moho y el mildiu.

En hospitales y otras instalaciones de atención médica, se utiliza blanqueador para desinfectar superficies. De hecho, muchas autoridades, como el Ministerio de Salud de Ontario, abogan específicamente por tales prácticas.

Ha sido utilizado por la NASA en los Estados Unidos durante el programa Apollo para asegurar la destrucción de cualquier organismo potencialmente dañino introducido en las misiones espaciales.

En todo el mundo, el hipoclorito de sodio se utiliza como blanqueador de lavandería, quitamanchas y saneador tanto para la lavandería de consumo como institucional. Se puede usar de manera segura en muchos tejidos resistentes al lavado y al color, como algodón, poliéster, nylon, acetato, lino, rayón y prensa permanente.

Es altamente efectivo para eliminar una amplia gama de manchas y suciedades que no se eliminan por completo con los detergentes para ropa solos, como sangre, suciedad corporal, café, hierba, mostaza, vino tinto, etc. Proporciona un impulso significativo al poder blanqueador y de limpieza de los detergentes para ropa, incluso en agua fría o dura, y sus propiedades únicas de desinfección aseguran la sanitización, lo que es de particular importancia en la ropa de hospital, por ejemplo, para reducir la posible transmisión de enfermedades.

Para aplicaciones industriales e institucionales, la versatilidad y utilidad del hipoclorito de sodio incluyen:

• Se utiliza extensamente en el área de tratamiento de agua para desinfectar el agua potable municipal y por aquellos que toman agua potable de pozos.
• Controla las algas en los depósitos abiertos.
• Sigue siendo uno de los medios más efectivos y ciertamente el más rentable para controlar la población de mejillón cebra, cuya presencia está causando graves problemas para la industria y el ecosistema en toda América del Norte.
• Se utiliza ampliamente para la desinfección del agua de las piscinas, tanto como régimen diario como tratamiento de choque.
• Se utiliza para tratar las aguas residuales para reducir los olores y aumentar la eficiencia de la digestión.
• Inodoros químicos, residuos industriales para el control de olores.
• Tratamiento de residuos de cianuro en acabado de metales.
• Tratamiento de efluentes de cianuro en minería de oro.
• Limpieza de aire.
• Procesamiento de alimentos: saneamiento de equipos lácteos, procesamiento de frutas y verduras, producción de champiñones, producción de cerdos, carne de res y aves de corral, producción de jarabe de arce, procesamiento de pescado.
• Recuperación de metales preciosos.
• Tratamiento de agua de enfriamiento y caldera para prevenir la obstrucción.

Para más información Sodium hypochlorite: history, properties, electrochemical production

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