\( \require{mhchem} \)
Η χλωραμίνη ή (μονο)χλωραμίδιο (αγγλικά: chloramine) είναι είναι ανόργανη χημική ένωση, που περιέχει άζωτο, υδρογόνο και χλώριο, με μοριακό τύπο NH2Cl. Μπορεί να θεωρηθεί ότι παράγεται από την αμμωνία (NH3), αν αντικατασταθεί ένα από τα άτομα υδρογόνου της από ένα άτομο χλωρίου. Η χλωραμίνη είναι πολύ ασταθής όταν βρίσκεται σε πυκνή μορφή, και στο σημείο τήξης της, δηλαδή σε θερμοκρασία -66°C και υπό πίεση 1 atm, είναι ασταθές άχρωμο υγρό. Συνήθως χρησιμοποιείται σε μορφή αραιού υδατικού της διαλύματος, οπότε χρησιμεύει ως απολυμαντικό. Ο όρος «χλωραμίνη» επεκτείνεται επίσης και σε μια σειρά χλωριωμένες ανόργανες και οργανικές αμίνες. Πιο συγκεκριμένα, στις χλωραμίνες ανήκουν, εκτός από τη («μητρική») χλωραμίνη, η διχλωραμίνη (NHCl2), το τριχλωριούχο άζωτο (NCl3)[1], καθώς επίσης και ενώσεις των γενικών τύπων R2NCl και RNCl2, όπου τα R, που δεν είναι απαραίτητα ίδια, μπορεί να είναι μια μονοσθενής ανόργανη ή οργανική ομάδα. Επίσης, τα δυο (2) R του πρώτου τύπου (R2NCl), μπορούν να αντικατασταθούν από μια δισθενή ομάδα, σχηματίζοντας μια ετεροκυκλική ένωση.
Παραγωγή
Σε αραιό υδατικό διάλυμα, η χλωραμίνη παράγεται με επίδραση αμμωνίας (ΝΗ3) σε υποχλωριώδες νάτριο (NaOCl):
\( {\displaystyle \mathrm {NH_{3}+NaOCl{\xrightarrow {}}NH_{2}Cl+NaOH} } \)
Αυτό είναι, επίσης, το πρώτο βήμα της σύνθεσης υδραζίνης (N2H4) κατά Ράσκινγκ (Olin Raschig process). Η αντίδραση διεξάγεται σε ελαφρώς βασικό περιβάλλον, με το pH στην περιοχή 8 - 11. Το δραστικό χλωριωτικό μέσο στην αντίδραση αυτή είναι το υποχλωριώδες οξύ (HOCl), που παράγεται από την πρωτονίωση των υποχλωριωδών ανιόντων του υποχλωριώδους νατρίου. Το υποχλωριώδες οξύ, λοιπόν, αντιδρά με πυρηνόφιλη υποκατάσταση της υδροξυμάδας (OH) στην αμινομάδα (NH2). Η αντίδραση διεξάγεται ταχύτερα με το pH γύρω στο 8. Σε υψηλότερο pH, μειώνεται η συγκέντρωση του υποχλωριώδους οξέος, ενώ σε χαμηλότερο pH, πρωτονιώνεται η αμμωνία, σχηματίζοντας κατιόντα αμμωνίου (NH4+), που δεν αντιδρούν με το υποχλωριώδες οξύ. Στη συνέχεια, το διάλυμα χλωραμίνης μπορεί να συμπυκνωθεί με απόσταξη σε κενό, και περνώντας τους ατμούς πάνω από ανθρακικό κάλιο (Κ2CO3), που απορροφά νερό. Η χλωραμίνη μπορεί να εκχυλιστεί με διαιθυλαιθέρα (Et2O).
Η καθαρή χλωραμίνη μπορεί να παραχθεί, επίσης, με επίδραση φθοραμίνης (NH2F) σε χλωριούχο ασβέστιο (CaCl2):
\( {\displaystyle \mathrm {2NH_{2}F+CaCl_{2}{\xrightarrow {}}NH_{2}Cl+CaF_{2}} } \)
Χημική συμπεριφορά
Η χλωραμίνη είναι πολύ ασταθής σε συμπυκνωμένη μορφή. Η χημικά καθαρή χλωραμίνη διασπάται βίαια πάνω από τους −40 °C[2]. Η αέρια χλωραμίννη υπό χαμηλές πιέσεις, καθώς και τα αραιά υδατικά διαλύματα χλωραμίνης είναι θερμικώς λίγο πιο σταθερά. Η χλωραμίνη είναι ευδιάλυτη στο νερό και στον διαιθυλαιθέρα, αλλά λιγότερο διαλυτή στο χλωροφόρμιο (CHCl3) και στον τετραχλωράνθρακα (CCl4)[3].
Διάσπαση
Ο ομοιοπολικός δεσμός N-Cl που περιέχουν οι χλωραμίνες (μητρική και θυγατρικές) υδρολύεται γρήγορα απελευθερώνοντας υποχλωριώδες οξύ[4]:
\( {\displaystyle \mathrm {R_{2}NCl+H_{2}O\rightleftarrows R_{2}NH+HOCl} } \)
H ποσοτική σταθερά της υδρόλυσης (K) χρησιμοποιείται για να εκφράσει τη βακτηριοκτόνα ισχύ των χλωραμινών, αφού από αυτήν εξαρτάται η συγκέντρωση του παραγώμενου υποχλωριώδους οξέος στο νερό. Εκφράζεται με την ακόλουθη σχέση, αλλά γενικά για τις χλωραμίνες κυμαίνεται στο εύρος 10-4 - 10-10, και ειδικά για τη μητρική χλωραμίνη είναι K = 2,8·10-10:
\( {\displaystyle \mathrm {K={\frac {[R_{2}NH][HOCl]}{[R_{2}NCl]}}} } \)
Σε υδατικό διάλυμα, η χλωραμίνη διασπάται αργά σε ουδέτερο ή σε ελαφρά αλκαλικό (pH ≤ 11) περιβάλλον:
\( {\displaystyle \mathrm {3NH_{2}Cl\rightleftarrows N_{2}+NH_{4}Cl+2HCl} }\)
Αναφορές και σημειώσεις
Clause 2.4 Chloramines ISO 7393-2
Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
Anton Hammerl; Thomas M. Klapötke (2005), "Nitrogen: Inorganic Chemistry", Encyclopedia of Inorganic Chemistry (2nd ed.), Wiley, pp. 55–58
Yasukazu Ura; Gozyo Sakata (2007), "Chloroamines", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (7th ed.), Wiley, p. 5
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
