Natriumchloriet is het natriumzout van het onstabiele chloorzuur met de formule NaClO2. Het verschijnt als een witte, kristallijne vaste stof die oplosbaar is in water.
Inhoudsopgave
1. Eigenschappen van natriumchloriet
Natriumchloriet is een vast zout met een moleculair gewicht van 90,45 g/mol. Het bestaat in zowel watervrije als trihydraatvorm (overgangspunt: 38 °C). Kristallen met een hoge zuiverheid zijn wit, maar hebben doorgaans een groenachtige tint vanwege de aanwezigheid van chloordioxide (ClO2) als sporenverontreiniging.
Het heeft een lage impactgevoeligheid bij afwezigheid van organisch materiaal. Het kan worden geraakt met een schoon metalen oppervlak zonder detonatie. Organische materialen, zoals de film op een hamer, kunnen echter spontaan puffen bij impact.
Als sterk oxidatiemiddel vormt vast natriumchloriet explosieve mengsels met oxideerbare materialen zoals zwavel, steenkoolpoeder, metaalpoeders en organische verbindingen. Natriumchlorietoplossingen mogen nooit op stoffen drogen om te voorkomen dat er ontvlambare mengsels ontstaan.
Natriumchloriet is oplosbaar in water (Tabel 1) en de oplosbaarheid ervan wordt beïnvloed door de aanwezigheid van andere stoffen zoals natriumhydroxide, natriumchloraat, natriumchloride en natriumcarbonaat.
| Temperatuur, °C | Oplosbaarheid, gew.% |
|---|---|
| 5 | 34 |
| 17 | 39 |
| 20 | 40,5 |
| 30 | 46 |
| 40 | 50,7 |
| 45 | 53 |
| 50 | 53,7 |
| 60 | 55 |
Blootstelling aan licht moet worden geminimaliseerd voor waterige natriumchlorietoplossingen. Bij een lage pH (ongeveer 2) bevatten chlorietoplossingen chloorzuur, dat ontbindt tot chloordioxide en chloraat:
4 HClO2 → 2 ClO2 + HClO3 + HCl + H2O
De ontleding vertraagt bij pH 3–4. Alkalische oplossingen van natriumchloriet zijn stabiel en verdunde oplossingen kunnen zelfs worden gekookt zonder ontleding. Geconcentreerde alkalische oplossingen ontbinden langzaam bij verhitting:
3 NaClO2 → 2 NaClO3 + NaCl
De reactie van natriumchloriet met hypochloriet is afhankelijk van de pH. Chloordioxide wordt geproduceerd bij een lage pH, terwijl chloraat wordt gevormd bij een hoge pH. Een reactie met chloor levert chloordioxide en natriumchloride op:
2 NaClO2 + Cl2 → 2 ClO2 + 2 NaCl
Kristallijn natriumchloriet vertoont een lichte hygroscopiciteit zonder klontering. Het vereist alkalische stabilisatie voor langdurige opslag. Verhitting tot 180–200 °C veroorzaakt gedeeltelijke ontleding tot natriumchloraat en natriumchloride of volledige ontleding tot natriumchloride en zuurstof.
Tabel 2 toont enkele fysische eigenschappen van natriumchloriet.
| Eigenschap | Waarde |
|---|---|
| Chemische formule | NaClO2 |
| Molaire massa | 90,442 g/mol (watervrij) 144,487 g/mol (trihydraat) |
| Uiterlijk | witte vaste stof |
| Geur | Geurloos |
| Dichtheid | 2,468 g/cm3 |
| Smeltpunt | Watervrij: ontleedt bij 180–200 °C Trihydraat: ontleedt bij 38 °C |
| Oplosbaarheid in water | 75,8 g/100 ml (25 °C) 122 g/100 ml (60 °C) |
| Oplosbaarheid | licht oplosbaar in methanol, ethanol |
| pKa | 10-11 |
| Enthalpie van vorming | -307,0 kJ/mol |
2. Industriële productie van natriumchloriet
Natriumchloriet wordt geproduceerd door de reactie van chloordioxide met natriumhydroxide:
2 ClO2 + 2 NaOH → NaClO2 + NaClO3 + H2O
Natriumchloriet en natriumchloraat hebben een vergelijkbare oplosbaarheid in water, waardoor hun scheiding lastig is. Het huidige industriële proces is gebaseerd op de absorptie van chloordioxide in een natriumhydroxideoplossing met gelijktijdige reductie van chloraat tot chloriet met behulp van een geschikt reductiemiddel, zoals waterstofperoxide:
2 ClO2 + 2 NaOH + H2O2 → 2 NaClO2 + 2 H2O + O2
Dit proces levert een natriumchlorietoplossing van 33 gew.% op. Na verwerkingsstappen wordt een droge vaste stof verkregen die ongeveer 80 gew.% natriumchloriet en stabilisatoren bevat.
Hoewel er talloze complexe chlorieten zijn gesynthetiseerd, heeft alleen natriumchloriet een aanzienlijke commerciële waarde.
Pogingen om natriumchloriet te produceren door elektrolyse, vergelijkbaar met de methoden die worden gebruikt voor hypochloriet en chloraat, zijn niet succesvol geweest. Synthese uit chloordioxide en natriumamalgaam bleek niet levensvatbaar vanwege problemen met het beheersen van het redoxpotentiaal en de pH. Andere voorgestelde methoden voor directe chloordioxidereductie waren niet efficiënt.
3. Toepassingen van natriumchloriet
Natriumchloriet wordt gebruikt als een zeer effectief bleekmiddel vanwege zijn specifieke oxidatiepotentieel. In tegenstelling tot andere bleekmiddelen, maakt het gecontroleerde bleekprocessen mogelijk, waardoor het nuttig is in de textielindustrie.
Het kan worden gebruikt als een voorloper voor kleinschalige chloordioxideproductie.
Enkele van de gebruikelijke toepassingen van natriumchloriet zijn:
- Desinfectiemiddel in verschillende toepassingen, waaronder drinkwaterbehandeling, voedselverwerking en industriële omgevingen.
- Bleekmiddel in de pulp- en papierindustrie en bij het bleken van textiel.
- In sommige landen wordt natriumchloriet gebruikt als een voedseladditief om de groei van bacteriën.
- Lage concentraties natriumchloriet worden in sommige mondspoelingen en tandpasta’s gebruikt als antimicrobieel middel.
Referentie
- Chlorine Oxides and Chlorine Oxygen Acids; Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. – https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a06_483.pub2
