Sintesi e Reazioni delle Clorammine: Approfondimento sui composti clorurati
Le clorammine sono composti risultanti dalla sostituzione di uno, due o tutti e tre degli atomi di idrogeno dell’ammoniaca con atomi di cloro, dando origine alla monoclorammina NH2Cl, alla diclorammina NHCl2 e alla triclorammina NCl3. Questi composti possono anche presentarsi in forma organica come RNCl2 o R2NCl, dove il gruppo -R sostituisce gli atomi di idrogeno.
La formazione delle clorammine avviene rapidamente dalla reazione tra cloro e ammoniaca, con la presenza e la concentrazione influenzate da diversi fattori come il pH, la temperatura, il rapporto tra cloro e ammoniaca e il tempo di reazione.
Per ottenere clorammine, è possibile far reagire ammoniaca e acido ipocloroso in tre reazioni reversibili:
– NH3 + HClO ⇄ NH2Cl + H2O
– NH2Cl + HClO ⇄ NHCl2 + H2O
– NHCl2 + HClO ⇄ NCl3 + H2O
La monoclorammina, in particolare, è la specie più rilevante e comunemente conosciuta come clorammina.
In condizioni neutre o leggermente alcaline, la monoclorammina si decompone come segue:
– 3 NH2Cl → N2 + NH4Cl + Cl2
A valori di pH elevati, reagisce con ioni OH-:
– 3 NH2Cl + 3 OH- → NH3 + N2 + 3 Cl- + 3 H2O
A pH intorno a 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 che porta alla formazione di triclorammina:
– NHCl2 + H+ ⇄ NCl3 + NH4+
La diclorammina e la triclorammina possono reagire tra loro generando:
– NHCl2 + NCl3 → N2 + 3 HCl + 2 HClO
Le clorammine, particolarmente la monoclorammina, sono utilizzate per la disinfezione delle acque grazie alla loro efficacia nel contrastare i microrganismi e alla limitata formazione di sottoprodotti dannosi come i trialometani. Tuttavia, in presenza di sostanze organiche, possono creare clorammine organiche con minori proprietà disinfettanti e sono difficili da rimuovere. Nonostante ciò, presentano il vantaggio di mantenere inalterate le caratteristiche dell’acqua come pH, odore e sapore.
