सोडियम क्लोरेट

सोडियम क्लोरेट अकार्बनिक यौगिक जिसका रासायनिक सूत्र NaClO3 हैI यह सफेद क्रिस्टलीय पाउडर है जो पानी में सरलता से घुलनशील होता है। यह हीड्रोस्कोपिक है। यह ऑक्सीजन परिवर्जन के लिए 300 परिमाण सेल्सियस से ऊपर विघटित होता है एवं  सोडियम क्लोराइड त्यागता है। प्रतिवर्ष कई सौ मिलियन टन का उत्पादन किया जाता है, मुख्य रूप से उच्च चमक वाले कागज का उत्पादन करने के लिए कागज के विरंजन में अनुप्रयोगों के लिए होता है।

संश्लेषण
औद्योगिक रूप से, सोडियम क्लोरेट का उत्पादन केंद्रित सोडियम क्लोराइड समाधानों के विद्युत घटन द्वारा किया जाता है। अन्य सभी प्रक्रियाएं अप्रचलित होती हैं। सोडियम क्लोरेट प्रक्रिया को क्लोराल्कली प्रक्रिया से भ्रमित नहीं होना चाहिए, जो सोडियम हाइड्रॉक्साइड एवं क्लोरीन गैस के विद्युत-अपघटन उत्पादन के लिए औद्योगिक प्रक्रिया होती है।

समग्र प्रतिक्रिया को समीकरण में सरल किया जा सकता है।

सबसे पूर्व, क्लोराइड को मध्यवर्ती हाइपोक्लोराइट, ClO− बनाता है, जो दो प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रिया पथों के साथ क्लोरेट में ऑक्सीकरण से निर्वाहित होता है। (1) विद्युत अपघटन एवं एनोड के मध्य की सीमा परत पर एनोडिक क्लोरेट का गठन होता है, एवं  (2) बल्क विद्युत अपघटन में हाइपोक्लोराइट का ऑटोऑक्सीकरण होता है।

इलेक्ट्रोलिसिस के अनुसार कैथोड पर हाइड्रोजन एवं सोडियम हाइड्रॉक्साइड बनते हैं एवं एनोड पर क्लोराइड आयनों का निर्वहन होता है (मिश्रित धातु ऑक्साइड इलेक्ट्रोड प्रायः उपयोग किया जाता है)। विकसित क्लोरीन गैस के रूप में बाहर नहीं निकलती है किन्तु हाइड्रोलिसिस से निर्वाहित होती है।

क्लोरीन की हाइड्रोलिसिस तीव्र मानी जाती है। H+ का गठन आयनों को एनोड पर सीमा परत को ओजस्वी अम्लीय बनाना चाहिए एवं यह अल्प क्लोराइड सांद्रता पर देखा जाता है। चूंकि, क्लोराइड की बड़ी सांद्रता, जैसा कि वे औद्योगिक क्लोरेट कोशिकाओं में होती हैं, हाइड्रोलिसिस संतुलन को बाईं ओर स्थानांतरित कर देती हैं। सीमा परत पर H+ की सांद्रता बल्क विद्युत अपघटन में प्रसार की अनुमति देने के लिए पर्याप्त उच्च नहीं है। इसलिए हाइड्रोजन को एनोड से दूर H+ के अतिरिक्त अधिकतम हाइपोक्लोरस अम्ल के रूप में ले जाया जाता है। हाइपोक्लोरस अम्ल बल्क विद्युत अपघटन में भिन्न हो जाता है। जहां pH उच्च होता है एवं हाइपोक्लोराइट आयन वापस एनोड में विस्तारित हो जाता है। एनोड पर पहुंचने से पूर्व दो तिहाई से अधिक हाइपोक्लोराइट बफरिंग द्वारा व्यय होता है। क्लोरेट एवं ऑक्सीजन बनाने के लिए शेष को एनोड पर अवकाश दे दिया जाता है।

बल्क विद्युत अपघटन में हाइपोक्लोरस अम्ल का ऑटोऑक्सीकरण सरल समग्र समीकरण के अनुसार होता है।

यह सम्मिलित हाइपोक्लोरस अम्ल के भाग के पृथक्करण से पूर्व होता है।

प्रतिक्रिया को एनोड से महत्वपूर्ण परिमाण तक होने के लिए निश्चित दूरी की आवश्यकता होती है, जहां कैथोड पर गठित हाइड्रॉक्सिल द्वारा विद्युत अपघटन पर्याप्त रूप से बफर किया जाता है। हाइपोक्लोराइट तब अम्ल के साथ प्रतिक्रिया करता है:

एनोड दूरी के अतिरिक्त आक्सीकरण भी तापमान एवं pH पर निर्भर करता है। विशिष्ट कोशिका 80 °C एवं  90 °C के मध्य के तापमान पर एवं  6.1–6.4 के pH पर कार्य करती है।

1 मोल क्लोरेट प्राप्त करने के लिए प्रतिक्रिया मार्ग से स्वतंत्र 6 मोलl क्लोराइड के निर्वहन की आवश्यकता होती है। चूंकि, एनोडिक ऑक्सीकरण मार्ग के लिए 50% अतिरिक्त विद्युत ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिए, औद्योगिक कोशिकाओं को आक्सीकरण के पक्ष में अनुकूलित किया जाता है। ऐनोड पर क्लोरेट के निर्माण को हानि की प्रतिक्रिया के रूप में माना जाता है एवं रचना द्वारा अर्घ्य किया जाता है।

अन्य हानि प्रतिक्रियाएँ भी वर्तमान दक्षता को अर्घ्य करती हैं एवं औद्योगिक प्रणालियों में इसे दबा दिया जाना चाहिए। मुख्य हानि कैथोड पर हाइपोक्लोराइट के पीछे के अभाव से होता है। विद्युत अपघटन में डाइक्रोमेट (1–5 g/L) की अल्प परिमाण मिलाकर प्रतिक्रिया को दबा दिया जाता है। क्रोमियम हाइड्रॉक्साइड का झरझरा चलचित्र कैथोडिक निक्षेपण द्वारा बनाई जाती है। चलचित्र कैथोड में आयनों के प्रसार को बाधित करती है, जबकि उद्धरणों की पहुंच एवं उनकी न्यूनता की सुविधा होती है। निश्चित मोटाई तक पहुँचने के पश्चात चलचित्र स्वयं  बढ़ना बंद कर देती है।

उपयोगकर्ता
सोडियम क्लोरेट का मुख्य व्यावसायिक उपयोग क्लोरिन डाइऑक्साइड ClO2 का सबसे बड़ा अनुप्रयोग, जो  क्लोरट के उपयोग का लगभग 95% भाग लुगदी के विरंजन में है। अन्य सभी, अर्घ्य महत्वपूर्ण क्लोरेट सोडियम क्लोरेट से प्राप्त होते हैं, सामान्यतः संबंधित क्लोराइड के साथ नमक मेटाथेसिस द्वारा, इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा सोडियम क्लोरेट के समाधान के ऑक्सीकरण द्वारा औद्योगिक रूप से सभी पर्क्लोरेट यौगिकों का उत्पादन किया जाता है।

शाकनाशी
सोडियम क्लोरेट का उपयोग गैर-चयनात्मक शाकनाशी के रूप में किया जाता है। इसे पौधों के सभी हरे भागों के लिए फाइटोटॉक्सिसिटी माना जाता है। यह जड़ अवशोषण के माध्यम से भी आघात कर सकता है।सोडियम क्लोरेट का उपयोग विभिन्न प्रकार के पौधों को नियंत्रित करने के लिए किया जा सकता है जिनमें प्रात: कालीन चमक, कनाडा थीस्ल, जॉनसन घास, बांस, रैगवॉर्ट एवं  हाइपरिकम पेरफोराटम सेंट जॉन पौधा सम्मिलित हैं। शाकनाशी का उपयोग मुख्य रूप से गैर-फसल भूमि पर चिह्नित उपचार के लिए एवं  सड़क के किनारे, बाड़ के रास्ते एवं  खाई सहित क्षेत्रों पर कुल वनस्पति नियंत्रण के लिए किया जाता है। सोडियम क्लोरेट का उपयोग  पतझड़ एवं  अवशोषक के रूप में भी किया जाता है:


 * मक्का
 * कपास
 * सूखी फलियाँ
 * सन
 * अनाज का ज्वार
 * शिमला मिर्च
 * चावल
 * कुसुम
 * दक्षिणी मटर
 * सोयाबीन
 * सूरजमुखी

यदि एट्राज़िन के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है, तो यह प्रभाव की दृढ़ता को बढ़ाता है। यदि 2,4-डी के संयोजन में उपयोग किया जाता है, तो प्रदर्शन में सुधार होता है। सोडियम क्लोरेट का मृदा जीवाणुनाशक प्रभाव होता है। अन्य जड़ी-बूटियों के साथ जलीय मिश्रण में मिलाना कुछ सीमा तक संभव है, जब तक कि वे ऑक्सीकरण के लिए अतिसंवेदनशील नहीं होते है।

2009 में स्वास्थ्य संबंधी हानियों का उदाहरण देते हुए यूरोपियन यूनियन में वीडकिलर के रूप में सोडियम क्लोरेट के विक्रय पर प्रतिबंध लगा दिया गया था, उपस्थित भंडार को आगामी वर्ष के अंदर उपयोग किया जाना था।

रासायनिक ऑक्सीजन उत्पादन
रासायनिक ऑक्सीजन उत्पादक, जैसे वाणिज्यिक विमानों में, यात्रियों को केबिन दबाव में गिरावट से बचाने के लिए आपातकालीन ऑक्सीजन प्रदान करते हैं। सोडियम क्लोरेट के उच्च तापमान अपघटन से ऑक्सीजन उत्पन्न होती है।

इस प्रतिक्रिया को प्रारम्भ करने के लिए आवश्यक ऊष्मा सोडियम क्लोरेट के साथ मिश्रित लोहे के पाउडर की अल्प मात्रा के रिडॉक्स  द्वारा उत्पन्न होती है, एवं  प्रतिक्रिया उत्पन्न होने से अल्प ऑक्सीजन का उपभोग करती है। बेरियम परॉक्साइड (बेरियमऑक्सीजन O2) क्लोरीन को अवशोषित करने के लिए प्रयोग किया जाता है जो अपघटन में  साधारण उत्पाद होता है। आपातकालीन मुखावरण को खींचकर इग्निटर आवेश को सक्रिय किया जाता है। इसी प्रकार, सॉलिडऑक्स (वेल्डिंग) वेल्डिंग प्रणाली ने ऑक्सीजन उत्पन्न करने के लिए ज्वलनशील रेशम के साथ मिश्रित सोडियम क्लोरेट के पत्थर का उपयोग किया था।

ऑक्सीजन ज्वलन
सोडियम क्लोरेट को सुक्रोज चीनी के साथ मिलाकर अत्यधिक विस्फोटक ईंधन बनाया जा सकता है, जो बारूद के समान होता है, जो वायुरोधी स्थानों में जलता है। यह प्रतिक्रिया होती है।

चूंकि यह सोडियम क्लोरेट अधिकतम पोटेशियम क्लोरेट से परिवर्तित कर दिया जाता है।

कार्बनिक संश्लेषण
कार्बनिक विलायक के उपयोग के बिना सुगंधित यौगिकों को क्लोरीनेट करने के लिए सोडियम क्लोरेट का उपयोग हाइड्रोक्लोरिक अम्ल (या सल्फ्यूरिक अम्ल  एवं  सोडियम क्लोराइड, जिसकी प्रतिक्रिया से HCl उत्पन्न होता है) के साथ किया जा सकता है। इस स्थिति में इसका कार्य HOCl या  Cl2 प्राप्त करने के लिए  ऑक्सीकरण करना है। (pH के आधार पर) इन-सीटू जो सक्रिय क्लोरीनिंग एजेंट हैं।

मनुष्यों में विषाक्तता
सोडियम क्लोरेट विषैला होता है, कुछ ग्राम क्लोरेट की आहार्य घातक होती है। हीमोग्लोबिन पर ऑक्सीडेटिव प्रभाव मेथेमोग्लोबिन के गठन की ओर जाता है, जिसके पश्चात ग्लोबिन प्रोटीन का विकृतीकरण (जैव रसायन) होता है एवं  A झिल्ली एंजाइमों को परिणामी क्षति के साथ एरिथ्रोसाइट झिल्ली प्रोटीन का  पार लिंकिंग, जिससे झिल्ली की पारगम्यता बढ़ जाती है, एवं  जटिल रक्त-अपघटन होता है। हीमोग्लोबिन का विकृतीकरण ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज चयापचय मार्ग की क्षमता को बढ़ा देता है। इसके अतिरिक्त, इस एंजाइम को क्लोरेट द्वारा  विकृत किया जाता है।

तीव्र गंभीर रक्त-अपघटन परिणाम, अंग विफलता के साथ बहु-अंग विफलता एवं  गुर्दे की विफलता में,  इसके अतिरिक्त समीपस्थ नलिका में प्रत्यक्ष विषाक्तता होती है। उपचार में  विनिमय आधान, पेरिटोनियल डायलिसिस या हीमोडायलिसिस सम्मिलित होता है।

सूत्रीकरण
सोडियम क्लोरेट धूल, स्प्रे (तरल बूंद) एवं विकट ग्रेन्युल सूत्रीकरण में आता है। क्लोरेट्स एवं  कार्बनिक यौगिकों के मिश्रण से विस्फोटों का जटिल भय होता है विपणन योगों में अग्निरोधी होता है। अधिकांश व्यावसायिक रूप से उपलब्ध क्लोरेट वीडकिलर में लगभग 53% सोडियम क्लोरेट होता है, जिसमें शेष राशि सोडियम मेटाबोरेट या अमोनियम फॉस्फेट जैसे अग्निशामक होते हैं।

व्यापार के नाम
सोडियम क्लोरेट विभिन्न प्रकार की व्यावसायिक शाकनाशियों में सक्रिय संघटक होते है। सोडियम क्लोरेट वाले उत्पादों के कुछ व्यापारिक नामों में एटलासाइड, डीफोल, डी-फोल-एटी, ड्रॉप-लीफ, फॉल, हार्वेस्ट-एड, कुसाटोल, लीफेक्स एवं टम्बलफ सम्मिलित होते हैं। यौगिक का उपयोग अन्य शाकनाशियों जैसे कि एट्राज़िन, 2,4-डी, ब्रोमासिल, डाययूरोन एवं  सोडियम मेटाबोरेट के संयोजन में किया जा सकता है।

सोडियम क्लोरेट यूरोपीय संघ के अंदर व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला खरपतवार नाशक था, 2009 तक जब इसे यूरोपीय संघ के विनियमों के अनुसार किए गए निर्णय के पश्चात वापस ले लिया गया था। यूरोपीय संघ के बाहर शाकनाशी के रूप में इसका उपयोग अप्रभावित रहता है, जैसा कि अन्य गैर-शाकनाशी अनुप्रयोगों में इसका उपयोग होता है, जैसे कि क्लोरीन डाइऑक्साइड बायोकाइड्स के उत्पादन में एवं कागज विरंजन के लिए किया जाता है।

सांस्कृतिक संदर्भ
न्यूज़ीलैंड में मैसी विश्वविद्यालय के इतिहासकार जेम्स वाटसन ने व्यापक रूप से विवरण किया गया लेख लिखा, श्री रिचर्ड बकली के विस्फोटक ट्राउजर का महत्व 1930 के दशक में जैकोबिया वल्गरिस को नियंत्रित करने के लिए शाकनाशी के रूप में उपयोग किए जाने पर सोडियम क्लोरेट के साथ हुई दुर्घटनाओं के विषय में होता है इसने पश्चात में उन्हें 2005 में आईजी नोबेल पुरस्कार जीता, एवं  मई 2006  मिथबस्टर्स (2006 सीज़न) एपिसोड 53 - विस्फोट पैंट्स का आधार था।

यह भी देखें

 * सोडियम क्लोराइड

अग्रिम पठन

 * "Chlorate de potassium. Chlorate de sodium", Fiche toxicol. n° 217, Paris:Institut national de recherche et de sécurité, 2000. 4pp.

बाहरी संबंध

 * International Chemical Safety Card 1117