Natriumhypochlorit

Stoff und Eigenschaften

Natriumhypochlorit (NaClO) ist das Natriumsalz der Hypochlorigen Säure HClO, die früher auch Unterchlorige Säure genannt wurde. Es ist eine gelbliche, chlorähnlich riechende Substanz, die nur in wässriger Lösung haltbar ist. Wässrige Lösungen heißen unter anderem Chlorlauge oder Chlorbleichlauge. Die Namen Eau de Labarraque und Eau de Javel werden ebenfalls verwendet; streng genommen bezeichnet Eau de Javel jedoch Kaliumhypochlorit-Lösung, gegebenenfalls mit weiteren Salzen wie Kaliumchlorid.

Die molare Masse beträgt 74,44 g·mol⁻¹. Wasserfreies Natriumhypochlorit ist relativ instabil und zersetzt sich leicht. Als Feststoff wird es daher gewöhnlich als Natriumhypochlorit-Pentahydrat eingesetzt und gehandelt. Dieses ist fest und schmilzt laut unterschiedlichen Quellen bei 18 °C beziehungsweise 27 °C. Natriumhypochlorit ist leicht in Wasser löslich: 799 g je 1 kg Wasser bei 25 °C.

Herstellung und Stabilität

Natriumhypochlorit wird hergestellt, indem Chlorgas in Natronlauge geleitet wird, oder durch Elektrolyse einer Natriumchlorid-Lösung:

2 NaOH + Cl₂ → NaCl + NaOCl + H₂O

Formal ist dies eine Hydrolyse des Chlors:

H₂O + Cl₂ → HCl + HClO

Die dabei entstehende Salzsäure und Hypochlorige Säure reagieren anschließend exotherm miteinander. Derselbe Prozess wird in heißer Lösung zur Herstellung von Chlorat verwendet. Da Hypochlorite hitzeempfindlich sind, enthalten sie unterschiedliche Mengen Chlorat.

Aus wässriger Lösung kristallisiert Natriumhypochlorit bei −10 °C als kristallwasserreicher, farbloser Feststoff. Beim Erwärmen auf Raumtemperatur verliert dieser teilweise Wasser und wird zum relativ stabilen, blassgelben Pentahydrat. Das Anhydrat, also die kristallwasserfreie Form, zersetzt sich beim Erwärmen heftig.

Wirkung in wässriger Lösung

In Wasser besteht folgendes Gleichgewicht:

ClO⁻ + H₂O ⇌ HClO + OH⁻

Die Lösung reagiert basisch. Dadurch können organische Verunreinigungen wie Fette und Proteine gelöst werden: Fette werden verseift, Proteine denaturiert und anschließend hydrolysiert. Bei Protonierung des Hypochlorit-Anions entsteht Hypochlorige Säure. Sie ist als Oxidationsmittel für die bleichende und desinfizierende Wirkung verantwortlich:

HClO + H⁺ + 2 e⁻ → Cl⁻ + H₂O

Hypochlorige Säure kann außerdem zu Salzsäure und reaktivem Singulett-Sauerstoff zerfallen. Singulett-Sauerstoff wirkt ebenfalls oxidierend:

2 HClO → 2 HCl + ¹O₂

Hypochlorige Säure und Salzsäure stehen wiederum mit Wasser und Chlor im Gleichgewicht:

HClO + HCl ⇌ Cl₂ + H₂O

Unter alkalischen Bedingungen liegt das Gleichgewicht links. Beim Ansäuern verschiebt es sich nach rechts; Chlor kann dann als giftiges, nur mäßig wasserlösliches Gas entweichen. Handelsübliche Lösungen enthalten deshalb meist einen alkalischen Puffer, etwa Natriumcarbonat.

Anwendungen

Der wichtigste Zweck von Natriumhypochlorit ist das Bleichen und Desinfizieren, zum Beispiel von Wasser in Schwimmbädern. Dort muss die Dosierung ausreichen, um vorhandenes Ammoniak beziehungsweise Amine über die Stufe des Monochloramins hinaus zu chlorieren; erst dann ist eine ausreichende Desinfektion gewährleistet. Lösungen zur Wasserdesinfektion werden oft als „Flüssiges Chlor“ oder „Chlor Liquid“ bezeichnet.

Natriumhypochlorit ist der wesentliche Wirkstoff in desinfizierenden und bleichenden Haushaltsreinigern sowie in einigen Schimmel- und Rohrreinigern, häufig mit dem Hinweis „mit Aktivchlor“. Haushaltsreiniger enthalten etwa 5–7 %, Pooldesinfektionsmittel etwa 10–13 %. Das Bleichmittel DanKlorix enthält in Deutschland 2,8 Gewichts-% Natriumhypochlorit. Eine frühere Verwendung in Textil-Waschmitteln wurde durch weniger problematische Stoffe ersetzt.

In der Zahnmedizin werden verdünnte Lösungen mit 0,5–5 % bei Wurzelkanalbehandlungen bakteriell infizierter Zähne zur Desinfektion eingesetzt. In der Augenheilkunde dient der Stoff zur Desinfektion der Messköpfchen von Tonometern zur Messung des Augeninnendrucks. Eine Studie des Children’s Memorial Hospital in Chicago berichtet bei Vollbädern mit einer stark verdünnten Lösung von 0,005 % eine deutliche Verbesserung bei Patienten mit atopischem Ekzem.

Handdesinfektionsmittel mit Natriumhypochlorit kamen während der SARS-CoV-2-Pandemie auf den Markt. Der Verbund für angewandte Hygiene rät jedoch wegen Instabilität und möglicher Hautreizung von chlorhaltigen Produkten zur Händedesinfektion ab. Für die Flächendesinfektion werden sie empfohlen.

Gefahren und sichere Lagerung

Beim Umgang mit Natriumhypochlorit und seinem Pentahydrat ist höchste Vorsicht nötig. Niedrige Konzentrationen reizen und bleichen stark; höhere Konzentrationen wirken ätzend und können charakteristische Wunden verursachen. Dämpfe greifen beim Einatmen die Schleimhäute stark an.

Mit zahlreichen Stoffen besteht Brand- oder Explosionsgefahr, unter anderem mit Reduktionsmitteln, Aminen, Ameisensäure, Methanol und organischen Stoffen. Mit Säuren wie Salzsäure oder Salpetersäure sowie mit Oxidationsmitteln wie Wasserstoffperoxid oder Permanganaten kann Natriumhypochlorit sehr heftig reagieren. Dabei können Wärme, Chlorgas, verschiedene Chlorverbindungen und/oder nitrose Gase freigesetzt werden. Besonders gefährlich ist daher das versehentliche Mischen säurehaltiger Reiniger mit Natriumhypochlorit.

Auch Erwärmung oder Sonnenlicht bewirken Zersetzung. Dabei können Chlor, Chlorwasserstoff, Chlordioxid und Sauerstoff entstehen. Die Gase können in geschlossenen Gefäßen Druck bis zum Bersten erzeugen. Behälter mit stark konzentrierten Lösungen besitzen deshalb in der Regel eine Druckausgleichsmembran im Deckel.