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塩素放出化合物（塩素塩基化合物とも呼ばれる）は、消毒剤や漂白剤として使用される特定の塩素含有物質を表す専門用語です。これらには、次亜塩素酸ナトリウム（漂白剤の有効成分）、クロラミン、ハロゾン、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムなどの化学物質が含まれます。[ 2 ]これらは、水や医療機器、表面の消毒、布などの漂白材 に広く使用されています。有機物の存在は、消毒剤としての効果を低下させる可能性があります。[ 3 ]これらは、液体溶液または使用前に水と混合する粉末として提供されます。[ 2 ]
塩素放出化合物は皮膚刺激や眼の化学火傷を引き起こす可能性があります。[ 2 ]また、腐食を引き起こす可能性もあるため、洗い流す必要がある場合があります。[ 3 ]このファミリーの特定の化合物には、次亜塩素酸ナトリウム、モノクロラミン、ハロゾン、二酸化塩素、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムなどがあります。[ 2 ] [ 4 ]これらは、細菌胞子を含むさまざまな微生物に対して有効です。[ 4 ] [ 3 ]
塩素放出化合物は、1785年頃に漂白剤として初めて使用され、[ 5 ] 1915年には消毒剤としても使用されるようになりました。 [ 6 ]これらは世界保健機関の必須医薬品リストに掲載されています。[ 7 ]これらは医療および食品産業の両方で広く使用されています。[ 4 ]
塩素系化合物は通常、水溶液、粉末、または錠剤の形で取り扱われ、使用前に水と混ぜ合わせます。[ 2 ] 金属の腐食や有機物の劣化を防ぐため、使用後に洗い流す必要がある場合があります。[ 3 ]
塩素系化合物は、細菌胞子を含む幅広い微生物に対して有効である。[ 4 ] [ 3 ]これらは世界保健機関 によって、あらゆる医療制度において必須医薬品としてリストされている。
適用場所に他の有機物が存在すると、放出された塩素の一部を消費するため、これらの消毒剤の効果が低下する可能性があります。 [ 3 ]
塩素系漂白剤は、18世紀後半から綿や麻の衣類を白くするために使用されてきました。天然繊維の色や汗、その他の有機残留物の染みを取り除くのに用いられています。現在でも家庭では洗濯や、表面に付着した有機性の染み（カビなど）を除去するために使用されています。
天然素材の色は、一般的にベータカロテンなどの有機色素に由来します。塩素系化合物は、色素の発色団を構成する化学結合を切断することで作用します。これにより、分子は発色団を含まない、あるいは可視光を吸収しない発色団を含む別の物質へと変化します。
工業的には、塩素系漂白剤は木材パルプの漂白を含む、非常に幅広い工程で使用されている。
塩素放出製品は重大なリスクをもたらします。2002年には、英国の家庭で液体漂白剤が原因で病院での治療を必要とする事故が約3300件、粉末漂白剤が原因で約160件発生したと推定されています。[ 8 ]
液体漂白剤や漂白粉末溶液などの塩素放出溶液は、特に濃縮された形で使用した場合、皮膚をやけどしたり、目に損傷を与えたりする可能性があります[ 2 ]。しかし、NFPAが認めているように、重量比で40%を超える次亜塩素酸ナトリウムを含む溶液のみが危険な酸化剤とみなされます。40%未満の溶液は、中程度の酸化危険性に分類されます（NFPA 430、2000）。
次亜塩素酸系漂白剤と酸を混ぜると、塩素ガスが発生する可能性がある。
塩素は呼吸器を刺激し、粘膜を攻撃し、皮膚を焼く物質です。わずか3.53 ppmでも臭いとして感知でき、1000 ppmでは数回深呼吸しただけで致命的となる可能性があります。米国労働安全衛生局（OSHA）は、塩素への曝露を0.5 ppm（8時間時間加重平均、週38時間）に制限しています。[ 9 ]輸送および取り扱いの安全性の懸念から、水処理では塩素ガスよりも次亜塩素酸ナトリウムの使用が推奨されています。[ 10 ]
塩素放出化合物は、酢やアンモニアなどの一般的な家庭用化学物質と反応して、有毒ガスを発生させる可能性がある。
酸性洗剤と次亜塩素酸漂白剤を混ぜると、有毒な塩素ガスが発生する可能性があります。次亜塩素酸アニオンと塩素は水中で平衡状態にあり、平衡の位置はpHに依存し、低いpH（酸性）では塩素が優勢になります。[ 11 ]
次亜塩素酸系漂白剤は過酸化水素と激しく反応し、酸素ガスを発生させる可能性がある。
2008年の研究では、いくつかの家庭用洗剤に含まれる次亜塩素酸ナトリウムと有機化学物質（界面活性剤、香料など）が反応して塩素化揮発性有機化合物（VOC）を生成する可能性があることが示されました。[ 12 ]これらの塩素化化合物は洗浄作業中に放出され、その中には毒性があり、ヒトの発がん性がある可能性のあるものもあります。この研究では、漂白剤を含む製品の使用中に室内空気中の濃度が著しく増加すること（クロロホルムは家庭内の基準値より8～52倍、四塩化炭素は1～1170倍）が示されました。塩素化揮発性有機化合物の濃度の増加は、通常の漂白剤で最も低く、「濃い液体とゲル」の形態の製品で最も高くなりました。いくつかの塩素化VOC（特に四塩化炭素とクロロホルム）の室内空気中の濃度に観察された著しい増加は、漂白剤の使用がこれらの化合物の吸入曝露に関して重要な発生源となる可能性があることを示しています。著者らは、これらの洗浄剤を使用すると癌のリスクが大幅に増加する可能性があると示唆した。[ 12 ]
液体漂白剤や粉末漂白剤に含まれる次亜塩素酸塩はアンモニアと反応してモノクロラミン（NH）を含む多くの生成物を生成する可能性がある。2 Cl)、次にジクロラミン(NHCl )2）そして最後に三塩化窒素（NCl）3 )アミン類尿など）でも同様の反応が起こる可能性があります。結果は温度、濃度、およびそれらの混合方法によって異なります。 [ 13 ] [ 14 ]これらの化合物は目や肺 に非常に刺激が強く喘息の発症につながる可能性があります。 [ 15 ] 三塩化窒素は非常に敏感な爆発物でもあります。
チオ硫酸ナトリウムは効果的な塩素中和剤です。5 mg/Lの溶液ですすぎ、その後石鹸と水で洗うと、手から塩素臭が除去されます。[ 16 ]
このファミリーの特定の化合物には以下が含まれます: [ 2 ] [ 4 ]
塩素放出化合物の活性と用途は多岐にわたる。中には強い酸化性を持つものもある。塩素は芳香環の二重結合を含む二重結合に容易に挿入され、塩素化有機化合物を生成する。多くの着色有機物質はこのような結合を持つ化合物に由来するため、塩素の漂白作用はこの性質によるものである。
塩素の広範な反応性は、その幅広い抗菌効果の原因でもある。なぜなら、塩素は微生物の代謝に不可欠な多くのタンパク質やその他の化学物質を破壊したり変性させたりすることができるからである。
塩素放出溶液の強度、および水の塩素消毒やプールの消毒などの用途におけるその投与量は、通常、 「遊離塩素」または「有効塩素」の質量濃度として表されます。これは、問題の液体の特定の質量または体積に含まれる（または適用される）製品と同じ酸化力を生み出す塩素ガス（Cl 2）の質量です。濃度は、たとえば、グラム/リットル（g/L）、ミリグラム/リットル（mg/L）、または百万分率（ppm）で表すことができます。したがって、たとえば、「有効塩素 15 mg/L」とは、液体 1 リットルに含まれる製品の量が、 塩素 15 mg と同じ酸化力を持つことを意味します。[ 24 ] [ 25 ]
市販の塩素放出製品の強度は、有効成分の濃度として、質量パーセントまたはグラム/リットルで指定される場合があります。製品の遊離塩素含有量を決定するには、使用中に成分が受ける可能性のある酸化反応を考慮する必要があります。たとえば、家庭用漂白剤のラベルには「重量比で次亜塩素酸ナトリウム5%」と記載されている場合があります。これは、製品1キログラム に0.05 × 1000 g = 50 gのNaClOが含まれていることを意味します。
典型的な酸化反応はヨウ化物I−の変換である。元素ヨウ素Iへ2．関連する反応は以下のとおりです。
つまり、NaClOの「分子」1つは、 Clの分子1つと同じ酸化力を持っている。2．これらのモル質量 と70.90gです 。したがって、1キログラムの溶液には、1000 × 0.05 × 70.90/74.44 = 47.62g の「遊離塩素」が含まれています。
質量比と体積あたりの質量を変換するには、対象となる液体の密度を考慮する必要があります。塩素処理水の場合、密度は純水と同じで約 1000 g/L (より正確には 25 °C で約 997 g/L ) と仮定できます。液体漂白剤のようなより濃度の高い溶液の場合、密度は成分とその濃度によって異なり、通常は表から求められます。[ 24 ] 製品を希釈する場合、希釈後の溶液の体積は製品と水の体積の合計にならない場合があることに注意してください。たとえば、5.25 wt% NaClO 漂白剤 1 ml を 10 リットルの水に加えると、NaClO 濃度は約 5.76 mg/L、 遊離塩素濃度は 5.48 mg/L になります。[ 24 ]
スウェーデンの化学者シェーレは1774年に塩素を発見し[ 26 ]、1785年にはフランスの科学者クロード・ルイ・ベルトレが塩素が布地の漂白に使えることを認識した[ 26 ] 。ベルトレはまた次亜塩素酸カリウムも発見し、これが最初の商業用漂白剤となり、パリのジャベル地区にちなんで「ジャベル水」と名付けられた。
スコットランドの化学者で実業家のチャールズ・テナントは、1798年にジャベル水の代替品として次亜塩素酸カルシウム溶液を提案し、1799年に漂白粉末（次亜塩素酸カルシウムを含む固体製品）の特許を取得した。 [ 26 ]
1820 年頃、フランスの化学者ラバラックは次亜塩素酸塩の消毒能力を発見し、その目的でより安価な次亜塩素酸ナトリウム溶液（「ラバラックの水」として知られる）の使用を世界中に広めた。 [ 27 ]彼の研究は、パスツールらが病原菌説を確立する何十年も前に 、医療行為、公衆衛生、病院、屠殺場、動物製品を扱うすべての産業の衛生状態を大幅に改善した。[ 28 ]特に、腸チフスやコレラなどの病気の蔓延を防ぐために水道水を塩素消毒するというほぼ普遍的な慣行につながった。[ 29 ] [ 6 ]
1915年、第一次世界大戦中にフランスの野戦病院で働いていたイギリスの化学者ヘンリー・デイキンは、傷の消毒と敗血症の予防に使える化合物を広範囲に研究した。彼はクロラミンが最適であることを発見したが、コストと入手しやすさの理由から、希釈した次亜塩素酸ナトリウム溶液（今日でも「デイキン溶液」という名前で使われている）を採用した。[ 19 ] [ 17 ]