Одновременное добавление перекиси водорода и гипохлорита натрия в воду бассейна

Одновременное добавление перекиси водорода и гипохлорита натрия в воду бассейна.

В профессиональной среде распространено мнение, что гипохлорит натрия (NaClO) и перекись водорода (H₂O₂) нейтрализуют друг друга, поэтому их одновременное применение в водоподготовке плавательных бассейнов нецелесообразно.

Ниже размышления по этому поводу. Приглашаем к обсуждению в комментариях!

Рассмотрим вопрос с точки зрения химических процессов, протекающих в воде бассейна, и разберемся, действительно ли речь идет о взаимной нейтрализации или о более сложном механизме окислительно-восстановительных взаимодействий.

Поведение гипохлорита натрия в воде.

При добавлении в систему, NaClO превращается в гипохлорит-ион (ClO−):

NaOCl + H2O → Na+ ClO- / ClO- + H2O ⇌ НСlO + OH-.

«⇌» - обозначение обратимой реакции, и значит что возможен как прямой, так и обратный процесс.

Но в условиях бассейновой воды мы можем смело готовить о том, что реакция проходит только в прямом направлении, и обратная реакция невозможна, т.к. восстановление гипохлорита невозможно в условиях присутствия растворенного кислорода в воде и том значении рН, которому мы придерживаемся, хотя бы потому, что О2 обязательно должен присутствовать в водопроводной поступающей воде в концентрации не менее 4 мг/л, согласно СанПин 2.1.3684-21.

При дозировании гипохлорита натрия в воду бассейна фактически в систему вводится хлорноватистая кислота (НСlO).

Поведение перекиси водорода в воде бассейна.

H₂O₂ при попадании в воду не распадается сразу. Сначала происходит ее разбавление или смешивание. Скорость реакции разложения перекиси водорода пропорциональна константе скорости разложения и зависит от концентрации. Если рассматривать за основу КЕНЗИОЗОН (37% перекись водорода), то константа ее диссоциации при температуре воды 25 С° будет равна 0,48 за 24 часа.

То есть часть перекиси водорода будет распадаться, и в качестве продуктов реакции образуется Н2О и кислород О*.

О* собирается в О2, а часть остается в воде в виде молекулярного H₂O₂.

Ключевой вывод: при одновременном внесении гипохлорита натрия и перекиси водорода в воде взаимодействуют не NaClO и H₂O₂, а хлорноватистая кислота (HClO) и перекись водорода (H₂O₂).

Рассмотрим реакцию взаимодействия HClO и H₂O₂.

Процесс протекает следующим образом:

НСlO + Н2 → Н2 + О2 + О* + НCl

В результате реакции происходит образование O* (атомарного кислорода), высвобождение кислорода (O₂), разложение HClO до H₂O и HCl.

Роль атомарного кислорода:

O* энергично реагирует с хлорид-ионами (Cl-), выступая как сильный окислитель. Основной процесс — это тушение возбужденного состояния. В ходе таких взаимодействий могут генерироваться иные активные формы кислорода и хлора. Если концентрация хлорид-ионов высока, атомарный кислород (О*) переводится в его основное состояние О2. Именно этим механизмом объясняется широко описанный в практике процесс нейтрализации избытка хлора добавлением перекиси водорода.

Если же в системе больше O*, и присутствует высокое содержание соляной кислоты (HCl), то возможны образования соединений ClO-, что однозначно будет усиливать действие обоих химикатов для достижения дезинфицирующего эффекта. Все зависит от дозировки.

Для более детального ознакомления, обращайтесь к этим источникам:

1. Journal of Water and Health, 2017.

2. Zhang, X., et al. (2017). "Kinetics and mechanism of the reaction between sodium hypochlorite and hydrogen peroxide in aqueous solution." Journal of Water and Health, 15(4), 588-596.

3. Li, Y., et al. (2015). "Interaction of hypochlorite and hydrogen peroxide: Kinetics and mechanism." Water Research, 87, 1-10.

4. «Изучение реакций активных форм кислорода (супероксидных и гидроксильных радикалов, перекиси водорода, гипохлорита) и окиси азота с биологически важными соединениями» тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, доктор биологических наук Осипов, Анатолий Николаевич