Sintesi e Reazioni delle Clorammine
Le clorammine sono composti derivati dall’ammoniaca, in cui uno, due o tutti e tre degli atomi di idrogeno sono sostituiti con il cloro, producendo la monoclorammina NH2Cl, la diclorammina NHCl2 e la triclorammina NCl3.
Inoltre, il termine “clorammine” può riferirsi anche a composti organici, in cui invece degli atomi di idrogeno, si trova un gruppo -R, presentandosi come RNCl2 o R2NCl.
La loro formazione avviene rapidamente dalla reazione tra cloro e ammoniaca, e la loro presenza e concentrazione dipendono da fattori come il pH, la temperatura, il rapporto stechiometrico tra cloro e ammoniaca e il tempo di reazione.
Sintesi
Le clorammine possono essere ottenute facendo reagire ammoniaca e acido ipocloroso, attraverso tre reazioni reversibili:
NH3 + HClO ⇄ NH2Cl + H2O
NH2Cl + HClO ⇄ NHCl2 + H2O
NHCl2 + HClO ⇄ NCl3 + H2O
La monoclorammina è la specie più rilevante e comunemente indicata come clorammina.
Reazioni
In un ambiente neutro o leggermente alcalino, la monoclorammina si decompone secondo la reazione:
3 NH2Cl → N2 + NH4Cl + Cl2
A valori di pH elevati, reagisce con lo ione OH-:
3 NH2Cl + 3 OH- → NH3 + N2 + 3 Cl- + 3 H2O
A un pH di circa 4, si verifica una reazione di disproporzione con formazione di diclorammina:
2 NH2Cl + H+ ⇄ NHCl2 + NH4+
A sua volta, la diclorammina subisce 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, in particolare la monoclorammina, vengono impiegate per la disinfezione delle acque, grazie alla loro lunga persistenza, all’efficacia nell’inattivazione dei microrganismi, e alla ridotta formazione di trialometani e altri sottoprodotti. Presentano inoltre il vantaggio di non modificare significativamente il pH, l’odore o il sapore dell’acqua. Tuttavia, possono generare clorammine organiche con basse proprietà disinfettanti in presenza di sostanze organiche, e sono di difficile rimozione.