Clorammine: sintesi, reazioni

Le clorammine sono composti derivanti dall’ammoniaca per sostituzione di uno, due o tutti e tre gli atomi di idrogeno con il cloro. Si hanno pertanto le monoclorammine NH2Cl, le diclorammine NHCl2 e le triclorammine NCl3.

Con il termine di clorammine possono intendersi composti organici in cui invece di uno o due atomi di idrogeno c’è un gruppo -R e quindi si presentano come RNCl2 o R2NCl.
Dalla reazione tra cloro e ammoniaca si formano rapidamente le clorammine. La loro presenza e concentrazione dipende dal pH, temperatura, rapporto stechiometrico tra cloro e ammoniaca e tempo di reazione.

Sintesi

Le clorammine possono essere ottenute dalla reazione tra ammoniaca e acido ipocloroso secondo tre reazioni reversibili:

NH3 + HClO ⇄ NH2Cl + H2O
NH2Cl + HClO ⇄ NHCl2 + H2O
NHCl2 + HClO ⇄ NCl3 + H2O
La monoclorammina è la specie più importante e spesso viene indicata come clorammina.

Reazioni

Essa in ambiente neutro o debolmente alcalino dà luogo alla reazione di decomposizione:

3 NH2Cl → N2 + NH4Cl + Cl2

Ad alti valori di pH reagisce con lo ione OH:
3 NH2Cl + 3 OH → NH3 + N2 + 3 Cl+ 3 H2O

A valori di pH intorno a 4  dà luogo a una reazione di disproporzione con formazione di diclorammina:
2 NH2Cl + H+ ⇄ NHCl2 + NH4+

La diclorammina a sua volta dà luogo a una reazione di disproporzione con formazione di triclorammina:
NHCl2 + H+ ⇄ NCl3 + NH4+

La diclorammina e la triclorammina formate possono reagire tra loro secondo la reazione:
NHCl2 +NCl3 → N2 + 3 HCl + 2 HClO

Le clorammine ed in particolare la monoclorammina vengono usate per la disinfezione delle acque a causa della lunga persistenza, dell’efficienza nell’inattivazione dei microrganismi e della formazione limitata di THM(trialometani) e di altri sottoprodotti.
Le clorammine presentano inoltre il vantaggio di non alterare il pH dell’acqua e di non alterarne in modo significativo odore e sapore.

Presentano, tuttavia lo svantaggio, di dar luogo alla formazione di clorammine organiche che hanno basse proprietà disinfettanti quando si trovano in presenza di sostanza organiche ed inoltre sono di difficile rimozione.

 

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