Хлорная известь (белильная известь, в просторечии хлорка) — техническая смесь гипохлорита, хлорида и гидроксида кальция.
Процесс производства отбеливающего порошка из хлора и гашёной извести изобретён в 1799 году Чарльзом Теннантом (англ. Charles Tennant ; 3 мая 1768 — 1 октября 1838) — британским химиком и предпринимателем.
Содержание
Получение
Получают взаимодействием хлора с гашёной известью (гидроксидом кальция):
Реальный продукт, получаемый хлорированием гидроксида кальция, является смесью соединений, образованных молекулами Ca(ClO)2, CaCl2, Ca(OH)2 и кристаллизационной воды. Если исходный гидроксид был достаточно чистым, а обработка хлором велась до полного насыщения и с соблюдением температурного режима, то состав свежеприготовленной хлорной извести может быть довольно точно выражен формулой Ca(OCl)2·CaCl2·Ca(OH)2·2H2O, которую для большего удобства можно формализовать как 3Ca(OH)2·2Cl2.
Свойства
При обычных условиях хранения хлорная известь медленно разлагается, в основном, по схеме:
В растворе (при нагревании или на свету), содержащийся в смеси гипохлорит подобно другим гипохлоритам диспропорционирует:
3Ca(OCl)2 ⟶ Ca(ClO3)2 + 2CaCl2
Применение, опасность применения
Широко используется для отбеливания и дезинфекции, а также для удаления известкового налёта.
В прошлом применялась в промышленной добыче золота методом хлоринационного выщелачивания. Выделяющийся при реакции гипохлорита кальция и соляной кислоты хлор реагировал с золотом с образованием водорастворимых хлоридов золота.
Хлорная известь — едкое, коррозионно-активное вещество. Гипохлорит и гидроксид кальция относятся ко 2-му классу опасности (высокоопасные вещества).
Дезинфекция бывает нескольких видов: очаговая и профилактическая. Любая из них необходима с целью борьбы с распространением опасных микробов и вирусов в пространстве. Одни из самых эффективных средств для уничтожения патогенных микроорганизмов считается хлор и растворы на его основе. Далее разберемся, в чем же различие непосредственно между хлором, гипохлоритом натрия и хлорной известью.
Описание веществ
Несмотря на практически одинаковое название, у этих трех веществ есть существенные отличия.
Хлор – это желтый или зеленый едкий газ, который в несколько раз тяжелее обычного воздуха. Он относится ко второму уровню токсичности, поэтому в чистом виде опасен для здоровья. Действие хлора описывается как удушающее, именно поэтому он может стать причиной серьезных ожогов слизистых и дыхательных путей. В сложных случаях вдыхание вещества приводит к отеку легких.
В чистом виде данное вещество в природе не встречается, при этом его соединений бывает довольно много. Одним из самых известных в быту средств является хлорид натрия – знакомая каждой хозяйке поваренная соль.
Газообразный хлор можно встретить в разных сферах промышленности и производства:
Хранить и транспортировать это вещество довольно сложно, для этого требуются специальные герметичные баллоны, цистерны или объемные бочки. Уже на производстве емкости с жидким хлором вскрывают, и из них испаряется хлор в виде газа.
Современные специалисты всерьез озаботились усовершенствованием процесса превращения хлора из жидкости в газ, ведь процедура является довольно трудозатратной и длительной. Для этого разрабатывается специальная аппаратура, так называемые испарители.
При использовании этого едкого газа важно соблюдать жесткие меры безопасности, поэтому встретить его в быту невозможно.
Молекула хлора состоит из 2 атомов хлора, которые прочно соединены между собой. Из-за своей несложной структуры без содержания дополнительных веществ химический элемент под названием хлор считается простым.
Гипохлорит натрия
Гипохлорит натрия, больше известный хозяйкам как хлорка. К сожалению, многие люди путают определения хлорки: кто-то называет так приобретенную в супермаркете Белизну, кто-то дает это название обычному белому порошку, необходимому для приготовления рабочих растворов хлора.
Что же это такое на самом деле? Это вещество, в формулу которого входит один атом натрия, один хлора и один кислорода. То есть вещество является сложным, ведь оно содержит атомы разных химических элементов.
Гипохлорит кальция и хлорная известь
Хлорная известь представляет из себя белый мелкий порошок с редким комками. Он также имеет неприятный запах, который усиливается при разведении средства водой.
При смешивании с водой образуется хлорноватистая кислота, именно она и является мощным дезинфицирующим средством.
Химическая формула этого вещества немного отличается от предыдущих – в нее входит один атом кальция, два атома хлора и столько же кислорода.
При этом важно упомянуть, что гипохлорит кальция и хлорная известь также не являются одним и тем же веществом. Формула первого записывается так: СА(OCI)2. А хлорная известь состоит сразу из трех элементов: хлорида кальция, гипохлорита кальция и гидроксида кальция. В быту такое средство часто называют гашеной известью. Именно хлорная известь по правилам должна называться хлоркой.
Эти вещества отличаются друг от друга методами их получения, а также химическим составом. Путать их – это все равно что путать между собой аммиак и нашатырный спирт.
Конечно, сегодня данные вещества могут без труда заменяться другими, схожими по своим свойствам средствами. Эти продукты могут быть в другом формате, например, в виде таблеток. Все свои свойства при этом таблетки сохраняют, они имеют такой же резкий запах и подходят для обеззараживания различных поверхностей.
Почему же таблетки стали пользоваться такой популярностью? Все дело в том, что их проще использовать, перевозить и хранить. Даже при длительном хранении они не теряют своих изначальных свойств и не выветриваются.
Далее разберемся более детально в том, что же такое хлорная известь. Иначе ее называют белильной известью или хлоркой. Это вещество является мощным отбеливателем и дезинфицирующим средством. В составе его присутствует хлорид, гипохлорит и гидроксид кальция.
Для приготовления используют обычный хлор и гашеную известь. В результате получается вещество порошкообразного вида, окрашенное в белый цвет. Запах его также достаточно едкий и неприятный при вдыхании.
Концентрация хлора при этом составляет 28-38%. Если не соблюдать правила хранения и не использовать продукт слишком долгое время, то он будет постепенно терять свои свойства, активность против микробов и вирусов будет ниже.
Именно поэтому хранить продукт следует в темном, сухом месте, чтобы избежать попадания прямых солнечных лучей и влаги. Но даже при идеально правильном хранении свойства продукта со временем постепенно снижаются.
Хлорная известь – идеальное средство для качественной дезинфекции не чувствительных к средству оснований и предметов.
Как приготовить рабочий раствор
В первую очередь потребуется приготовить маточный раствор, то есть 10% осветленный раствор хлора. Для этого нам потребуется взять 1 кг вещества, смешать его с небольшим количеством воды, дать немного настояться и отделить осадок от раствора. Приготовление лучше проводить в любой емкости, кроме изделий из металла. Размешивать состав также рекомендуется пластмассовой или же деревянной палочкой или ложкой. Настаиваться средство должно на протяжении 1-2 суток. После приготовления срок хранения также ограничен – не более одной недели.
Далее из маточного раствора требуется приготовить рабочий. Для этого в зависимости от требуемой концентрации нужно средство нужно развести прохладной водой. В том случае, если вам, например, требуется 0,2% формула, то необходимо соединить 200мл маточного раствора и 10 л жидкости.
Специалисты не советуют готовить сразу большое количество раствора, ведь применить его можно только в течение 1 дня.
Для обработки чего подходит хлорная известь
Дезинфицировать с помощью хлорной извести можно практически все поверхности, мебель, оборудование и предметы. В зависимости от назначения и целей может потребоваться разный состав, однако компоненты всегда будут одинаковые.
Для мытья посуды, очищения рук медицинских работников идеальным вариантом будет 0,2% раствор. Для оборудования подойдет концентрация до 0,5%. Для мытья напольного покрытия, стен, потолков и дверей – до 1%. Для дезинфекции авто транспорта, машин скорой помощи и общественных ТС – от 2 до 3%. При чистке санузла, в частности унитазов лучше всего брать раствор с 5% хлорной извести. Мусорные контейнеры, мусоропроводы и т.п. стоит мыть 10% раствором. Дезинфекцию марлевых, ватных перевязочных материалов, а также многоразовых медицинских салфеток подойдет 10-20% средство.
Сухая хлорка также пригодна для процедуры дезинфекции, например, с ее помощью обеззараживают выделения больного человека (кал, кровь, мокроту и другое), уличные туалетные кабины, а также остатки продуктов питания. Важно отметить, что добиться оптимального результата получится только в том случае, если поверхность во время обработки будет максимально увлажненной, а не сухой.
Сфер применения хлорной извести очень много. Ее полезные свойства не ограничиваются лишь использованием в пищевой и медицинских отраслях, известь также полезна в аграрном деле. Например, ей можно обеззараживать почву и парниковые конструкции, теплицы, хранилища и склады. Она позволяет справиться с 99% возбудителей опасных заболеваний.
Во время обработки и дезинфекции хлорной известью не забывайте о мерах безопасности, ведь при неосторожном использовании вещество может сильно навредить организму человека и животных. После уборки всегда проветривайте здание, а также старайтесь не вдыхать пары хлора.
При соблюдении всех мер защиты препарат не только не опасен, но и очень эффективен в борьбе с микробами, вирусами и скверными запахами.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Хлорная известь — сложное вещество, представляющее из себя смесь нескольких соединений: гипохлорида кальция Ca(ClO)2, хлорида кальция CaCl2 и гидроокиси кальция (гашеной извести) Ca(OH)2, а также кристаллизационной воды. Эту смесь для краткости часто называют просто хлоркой, иногда белильной известью. Формулу можно записать как Ca(OCl)2·CaCl2·Ca(OH)2·2H2O или в более удобном виде: 3Ca(OH)2·2Cl2.
Получают хлорную известь обработкой гашеной извести (гидроокиси кальция) хлором до полного насыщения смеси и при соблюдении определенного температурного режима.
Хлорная известь и способ ее получения были разработаны англичанином Чарльзом Теннантом в самом конце XVIII века. Он хотел получить вещество для отбеливания, но получил гораздо более полезный и многогранный продукт.
Свойства
Хлорка выпускается в виде порошка белого или серого цвета, с резким запахом. Вещество не стойкое, разлагается под действием углекислоты, влажного воздуха, света, нагревания. Свежая смесь может содержать до 35% активного хлора, но при длительном хранении часть хлора (до 5-10% в год) теряется в процессе медленного разложения. При растворении в воде образуется взвесь. Сама смесь не горит, но выделяющийся хлор токсичен, а кислород горюч.
Хлорная известь — сильный окислитель. Поглощает углекислоту из влажного воздуха и преобразуется в хлорноватистую кислоту. Вступает в реакции с сильными кислотами, выделяя кислород и хлор. Взаимодействует с металлами.
Применение
• В качестве универсального средства от разных микроорганизмов. Хлорка эффективна против возбудителей чумы, гепатита, оспы, туберкулеза, сибирской язвы, СПИДа и почти всех других инфекций. Ею обрабатывают поверхности (столы, полы, стены, мебель, инвентарь, сантехнику, посуду) в помещениях медицинских учреждений. • В лабораториях — биологических, микробиологических, медицинских, хлорка используется для быстрой нейтрализации пролитых биологических жидкостей. • Для обработки плодовых деревьев и кустарников, садового инвентаря, побелки грядок для защиты от заболеваний и паразитов, для защиты стволов от грызунов. Добавляется в удобрения. • Для дезинфекции транспорта перед и после перевозки животных. • В строительной индустрии — для загущения жидких строительных материалов, цементов, штукатурок, силикатного бетона; для побелки стен и потолков; для защиты деревянных конструкций от гниения и придания им пожаробезопасных свойств; для оштукатуривания внутренней части печей. • Таблетированное средство применяется для обеззараживания питьевой воды (используется с большой осторожностью и в строгом соответствии с инструкцией применения). • Для очистки сточных вод, удаления известковых отложений в трубах. • Хлорная известь востребована в химпроме в качестве сырья для получения хлорпроизводных, например хлороформа, хлорпикрина. На ее основе изготавливают пестициды, отбеливатели, средства для мытья и стирки. • В бумажно-целлюлозной отрасли — окислитель в процессах изготовления целлюлозы. • Хлоркой проводят обработку уборных, в том числе на дачах и т.п. • Отбеливатель в текстильпроме. • В фармакологии для изготовления лекарственных средств. В стоматологии для дезинфекции корневых каналов. • В цветной металлургии. • Для дубления кож. • Для изготовления гидроокиси кальция, являющегося пищевой добавкой Е526 в пищепроме. • Для дегазации.
Что в Белизне тебе моей или Справочное пособие по гипохлориту натрия («хлорке»)
Сегодня читаем о самом простом, самом доступном и самом действенном антисептике — про гипохлорит натрия (он же «Белизна»). Совместимость с различными материалами, техника безопасности, свойства и эффективность не только против коронавируса, но и против страшной плесени и ее микотоксинов. В качестве «вишенки» — контрольная закупка магазинных отбеливателей и оценка их состава. Чтобы узнать как в эпоху пандемии нас дурят производители бытовой химии и прочий «менеджерский брат» — идем под кат. И обязательно закидываем в закладки. Эта информация пригодится еще не раз 😉
Важно! Информацию, предложенную в данной статье, вы не найдете больше ни на одном русскоязычном ресурсе. Поэтому публикую на хабре, на портале высшего пользовательского доверия. Просьба ко всем ресурсам сомнительного качества — давайте ссылку на первоисточник. Не переписывайте без понимания — не плодите бесполезный информационный шум, от которого в последнее время уже и так некуда деться. Разномастному «ученому люду» тоже рекомендую не стесняться писать в своих «методических указаниях» ссылку на Хабр. Я то вижу откуда вы все копируете, книгами 50-60 годов вечно прикрываться не получится 😉 Так что настоятельно рекомендую меня уведомлять об использовании материалов, а в свой список литературы писать можно что-то вроде:
Бесараб, С.В. Что в Белизне тебе моей или Справочное пособие по гипохлориту натрия («хлорке»)[Электронный ресурс] – Режим доступа: — habr.com/ru/post/494512/- Дата доступа: 04.04.2020.
Предисловие от автора. Смотрю колонку «сейчас читают» на хабре и с сожалением вижу, что принцип «пока гром не грянет — мужик не перекрестится» работает даже здесь. Один сплошной коронавирус. И вспоминается сразу мне моя статья, опубликованная в конце января (Коронавирус 2019-nCoV. FAQ по защите органов дыхания и дезинфекции) у которой 30% минусов были с пометкой «не соответствует тематике Хабра». Соответствовать, видимо, начинает лишь тогда, когда указание сверху поступит…
Ладно, чего о грустном говорить. Если пару тысяч читателей еще тогда, в январе, без паники и спешки, смогли купить себе СИЗ и нужные антисептики — можно считать, что цель моя достигнута. А сейчас просто вольюсь в тренд и расскажу об самом простом, доступном и очень эффективном антисептике. Не думаю, что он когда-то сможет исчезнуть так же, как исчез этанол. Сырья хватает, гипохлорит натрия можно производить до тех пор, пока существует электричество…
Есть такая интересная (интересная не только для химика, но и для других специалистов, владеющих английским языком) книга — 100 самых важных химических соединений: Cправочное руководство (The 100 Most Important Chemical Compounds: A Reference Guide). В этом руководстве в разделе солей натрия находятся рядом пищевая сода, карбонат натрия, поваренная соль, гидроксид натрия (средство «Крот») и гипохлорит натрия. В принципе, понятно чем многие из этих солей заслужили такое право. А вот на гипохлорите натрия я остановлюсь сегодня подробнее. Первым делом, конечно же определение:
С момента своего открытия в 1787 году химиком Клодом Луи Бертолле (тем самым, которому мы должны быть благодарны за хлопушки, спичечные головки, салюты и проч. изобретения, где используется т.н. бертолетова соль) гипохлорит натрия достаточно долго выступал сугубо как отбеливающий агент и только примерно с середины 19 века началось его шествие как дезинфектанта. Поэтому пройдусь немного по химическим свойствам, сохраняя «историческую хронологию».
Хлорочка как отбеливатель
Ну а атомарный кислород — очень ядреная штука, один из мощнейших окислителей на нашей планете. Кстати, именно благодаря атомарному кислороду озон проявляет свои бактерицидные свойства. Так что, в некотором роде, озон и гипохлорит натрия — «кислородные братья» 🙂
Отбеливающая способность гипохлорита натрия (и подобных ему химикатов) обусловлена их способностью разрушать светопоглощающие структуры (т.н. хромофоры) в органических молекулах. Притом это могут быть не только хромофоры на тканях. Гипохлорит неплохо отбеливает пятна плесени на плитке, зубные пятна, вызванные флюорозом и удаляет пятна от танинов чая на кружках (т.н. «чайный камень»).
Справедливости ради, стоит отметить, что хлорноватистая кислота образует соли не только с натрием, но и, например, с кальцием. Примером может служить та самая хлорная известь, широко используемая из-за своей дешевизны для дезинфекции складских помещений, животноводческих ферм, туалетов и т.д и т.п. На долю гипохлорита натрия приходится около 83% мирового потребления (в роли отбеливателя/дезинфектанта), на хлорную известь — остается 17%. В 2005 году в мире было использовано около 1 миллиона тонн гипохлорита натрия, причем около 53% этого количества использовалось в домашних хозяйствах для дезинфекции и отбеливания белья (+ мытья, т.к. щелочная среда раствора гипохлорита неплохо омыляет жиры и делает их водорастворимыми). Оставшиеся 47% приходились на очистку сточных вод и подготовку питьевой воды (а также очистку бассейнов и градирен ГЭС от биообрастания/водорослей/моллюсков, отбеливание целлюлозы/бумаги/тканей, и использование в роли реактива для химических синтезов). Водоочистной эффект, кстати, это не только дезинфекция. Это и удаление запахов (NaOCl нейтрализует сероводород и аммиак) и даже обезвреживание цианидов в сточных водах (например, после золотодобычи или гальванических ванн).
Хлорочка, как дезинфектант
Любое несчастье как индикатор проявляет самые лучшие и самые худшие черты человека. Так и с пандемией коронавируса. Для меня удивительно, что многие трезвомыслящие, прекрасные специалисты, поддавшись панике начали терять голову и выдавать что-то вроде «гипохлорит не убьет коронавирус» (или еще лучше «коронавирус — это ГМО бактерия»). Меня мало волнует мнение многочисленных youtube-блогеров и диванных аналитиков и т.п. с их дилетантскими «рассуждениями о рыбалке» (в канале LAB-66 уже приходится у особо рьяных кликуш и «одержимых мировым заговором» даже требовать диплом о наличии профильного образования). А вот к информации от WHO, CDC, EPA я стараюсь четко прислушиваться. Ожидаемо, что в мартовском бюллетене выпущенном одной из упомянутых организаций (EPA’s Registered Antimicrobial Products for Use Against Novel Coronavirus SARS-CoV-2, the Cause of COVID-19) в списке эффективных «коронавирусных» дезсредств оказалось достаточно много гипохлорита. Удивляться здесь нечему, ведь NaOCl — это одно из оптимальнейших дезсредств (из-за комбинации широкого спектра активности, доступности и отсуствия долгосрочного вреда для окружающей среды). По поводу дезинфицирующего эффекта смотрим картинку (кликабельна):
На всякий случай напоминаю, COVID-19 — это болезнь, вызванная оболочечным вирусом SARS-CoV-2, который содержит внутри своего «конвертика» одноцепочную РНК.
В принципе, любые дезинфицирующие средства на основе хлора, так или иначе действуют через образование HOCl (та самая хлорноватистая кислота). Но сильный бактерицидный эффект гипохлорита связан не только со способностью продуцировать атомарный кислород, но и с действием гидроксильных ионов. Щелочная среда нарушает целостность цитоплазматической мембраны и приводит к необратимому ферментативному ингибированию, изменению клеточного метаболизма и деградации фосфолипидов (как при гипероксидировании липидов). Гипохлорит натрия воздействует на ферментативный аппарат бактерий, способствуя необратимой инактивации, вызванной щелочной средой и хлораминированию вызванному хлором. Т.е. можно сказать, что при обработке гипохлоритом зараженного объекта одновременно происходят реакции омыления липидов, нейтрализации аминокислот и хлораминирования. Таким образом не только дезактивируются многие микроорганизмы, но и происходит деградация липидов и жирных кислот, с образованием ПАВ (=мыла) и глицерина, т.е. уже упомянутая реакция омыления. Гипохлорит не только дезинфицирует, но еще и моет 🙂 Логично, что при таком действии выработать резистентность (как к антибиотикам) практически не реально.
При обработке живых тканей важна еще и такая вещь, как биосовместимость. Это способность химического реагента вообще не реагировать с биологическими тканями на протяжении какого-то периода времени (и иметь умеренную реакционную способность в течение недели, постепенно снижающуюся к 0). Высокие концентрации гипохлорита достаточно агрессивны (см. раздел про технику безопасности), но вот в концентрациях 0,5-1% это очень даже биосовместимый препарат. Поэтому гипохлорит натрия высоких концентраций используется для хлорирования воды на некоторых (!) станциях водоподготовки — 12% раствор — некоторых, потому что чаще всего используют хлор в баллонах. 15% раствор используют для обеззараживания сточных вод на очистных сооружениях. Растворы с концентрацией не менее 10% используются для очистки воды в бассейнах и удаления биопленок. Кстати, именно гипохлорит натрия может быть прекрасным средством для уничтожения возбудителей легионеллёза. Эти микроорганизмы, кстати, очень часто в тех самых биопленках и обитают.
Ну а в дезинфицирующих спреях и салфетках, используемых на твердых поверхностях, чаще всего используются концентрации до 1,5%. Кстати, про то, как сделать самодельные салфетки с гипохлоритом я достаточно давно писал на Patreon в своей статье «Реверс-инжиниринг влажной салфетки или Гипохлорита вам в ленту». Кстати, пользуясь случаем выражаю благодарность всем моим «патронам». Вас мало, но вы поддерживаете серьезно!
Традиционно считается, что для обработки больниц и помещений, загрязненных жидкостями организма (кровью и т.п.) необходимо использовать 0,5% раствор. Такой концентрации достаточно, чтобы дезактивировать клостридиум диффициле в фекалиях или уничтожить какие-нибудь папилломавирусы человека. Для обработки/мытья рук чаще всего используется 0,05% раствор гипохлорита, который готовят из гранул (на картинке — выдержка из инструкции по обеззараживанию в условиях эпидемии лихорадки Эбола):
Замечание 1. о других «хлорных дезинфектантах»
Помимо упомянутых уже мной гипохлорита натрия и гипохлорита кальция, существуют и другие вещества, способные активно продуцировать хлор (ну а хлор с водой = «малостабильная хлорноватистая кислота HOCl» и далее опять см. п. «Хлорочка, как дезинфектант»). Притом там могут быть и вещества органической природы. На просторах интернета я нашел информацию (скорее всего выдранную из какой-то советской книги по гражданского обороне — потому что многие наименования, да и сами препараты давно перестали существовать). Эта таблица дает примерное представление о спектре препаратов и их сравнительной «дезмощности по хлору». Почистил авторски и предлагаю на ваш суд. Можно, по крайней мере, примерно прикинуть/сравнить активность разных дезсредств (если захочется что-то отличное от старого доброго NaOCl):
Сюда ж внесу и замечание от eteh: «… электролизный ГПХН возможен и 5-7%. При получении, соответственно, не проточным электролизом, а мембранным — из соли и воды без добавления дополнительных реагентов. Ну а выше, да, там только отдельно готовить концентрированный щелочной раствор для насыщения хлором».
Замечание 2. «хлорка которая лечит»
В «медразделе» не грешно упомянуть и про применение гипохлорита натрия в стоматологии (ибо именно стоматологи у меня чаще всего интересовались вопросами концентрации, разведения в и т.п.). Гипохлорит натрия является препаратом выбора в эндодонтии и очистке корневых каналов. Чаще всего стоматологами используются концентрации от 0,5% до 5,25% (стандартный — 2%).
Здесь работает правило — низкие концентрации гипохлорита удаляют преимущественно некротические ткани и некоторые виды бактерий, высокие концентрации — повреждают живые ткани, но наиболее полно уничтожают микробы. Кстати, вместо повышения концентрации можно подогреть раствор (50-60 °C), что даст сравнимую с более концентрированным раствором эффективность в удалении мягких тканей и дезинфицировании корневого канала.
Замечание 3. Об очистке воды в полевых условиях
Тема очистки воды достаточно обширна и вполне достойна отдельной статьи. Я же кратко упомяну об очистке воды в полевых условиях. Ведь бывают ситуации, когда ни то что озонатор или уф-лампу использовать, а даже и закипятить воду тяжело. Поэтому у химических обеззараживателей, на мой взгляд, пока особой альтернативы не видно. Хлорное обеззараживание может считаться старейшим вариантом полевой дезинфекции воды. Американские военные еще во время Второй мировой войны в составе сухпайка имели таблетки «Halazone», с натриевой солью 4-[(дихлорамино)сульфонил]бензойной кислоты.
Потом постепенно это вещество вытеснил дихлоризоцианурат натрия (тот самых ДХЦК), именно он был в составе широко известных в узких кругах таблеток «Пантоцид». Американский вариант — это ДХЦК спрессованый с адипиновой кислотой и содой, быстрорастворимые таблетки. Стоит отметить, что для полевой дезинфекции могут использоваться и таблетки для обеззараживания бассейнов (двухкомпонентные, содержащие смесь хлорит+хлорат+карбонат натрия и гидросульфат натрия), продуцирующие диоксид хлора. В целом, такой вариант подходит и для обеззараживания питьевой воды. Причем этот вариант, например, эффективен против лямблий больше чем обычный хлор. Все описанные варианты — удобны in situ (туристы, военные, МЧС и т.п.). Для вариантов вроде стихийного бедствия или какой-нибудь техногенной катастрофы таблетки могут быть недоступны, а то и слишком дороги. Для этой цели вполне можно использовать и Белизну (желательно без всяких ПАВ-ов и отдушек). Необходимо всего пару капель 5% гипохлорита натрия на литр воды с выдержкой в емкости с закрытой крышкой в течение 30-60 минут. Перед непосредственным употреблением желательно крышку открыть и «дать проветриться». Не стоит сразу лить в себя, как бы там ни хотелось пить.
CDC в рамках своей стратегии «Безопасная система водоснабжения» (SWS) для развивающихся стран рекомендует для обеззараживания воды использовать 0,5–1,5% раствор гипохлорита натрия (две-три капли на литр и экспозиция 30 минут). EPA, кстати, советует использовать 8,25% раствор гипохлорита натрия (две капли на литр и экспозиция 30 минут), важное замечание «удвойте количество отбеливателя, если вода мутная, окрашенная или очень холодная. после обработки вода должна иметь слабый запах хлора. Если нет, повторите дозировку и дайте постоять еще 15 минут перед использованием«. Стоит отметить, что на крайний случай, для дезинфекции воды можно использовать и гипохлорит кальция («хлорную известь»).
Замечание 4. «Хлорка» vs плесень, грибки и микотоксины
А затем они повредили его нервную систему русским боевым микотоксином… Уильям Гибсон «Нейромант»
Существует в немногочисленном мире «химиков, которые в теме» такой «Грааль» как микотоксины.
А сводится все к тому, что гипохлорит натрия в определенных концентрациях может использоваться не только для уничтожения микробов и плесневых грибов (см. таблицу в начале раздела «Хлорочка, как дезинфектант«), но и для дезактивации того, что после них осталось, в т.ч. плесневых, растительных токсинов и токсинов животного происхождения.. Более подробно — смотрите таблицу (30-минутная экспозиция). Плюсик — токсин дезактивируется, минус — нет.
T-2 токсин — трихотеценовый микотоксин, чрезвычайно токсичен для эукариотических организмов. Вследствие употребления заплесневевшего зерна или муки возникают отравления человека или сельскохозяйственных животных. Острые токсические симптомы включают рвоту, диарею, раздражение кожи, зуд, сыпь, волдыри, кровотечение и одышку. Если человек подвергается воздействию Т-2 в течение более длительного периода, наблюдается постепенная дегенерация костного мозга и развивается пищевая токсическая алейкия (АТА).
И уже привычно не отмахнешся, не успокоишь себя фразой «да где тот микотоксин и Fusarium, а где я» и водочкой, привычно, не полечишь… Потому что они — много где. На клубнике например:
Так что, вполне себе вариант снижения количества микотоксинов в подозрительных фруктах и овощах — это купание их в щелочном гипохлорите натрия с последующим обычным мытьем. При таком варианте обработки убиваются практически все возможные «поверхностные зайцы».
Стабильность и сроки хранения (=есть ли смысл закупать впрок?)
Его устойчивость зависит от ряда факторов:
Пройдусь по каждому пункту отдельно:
Концентрация: чем более концентрированный раствор, тем быстрее он разлагается, соответственно самые слабые растворы — самые стабильные. Литературные данные указывают на то, что при снижении концентрации гипохлорита натрия в два раза, скорость разложения уменьшается в 5 раз. Это связано с уменьшением общей концентрации ионов и со снижением ионной силы раствора. Разбавление снижает как концентрацию NaOCl, так и концентрацию других ионов (равновесных хлоридов, хлоратов, гидроксидов и т.д. — см. картинку «равновесия рН» ниже).
Температура: распад гипохлорита с повышением температуры в 90% случаев проходит по уравнению (B). Можно держать в уме следующее правило — скорость разложения возрастает в 3–4 раза, для каждых 10 °C для растворов с концентрациями гипохлорита натрия от 5 до 16%. А если напрячься и снизить температуру хранения хлорки до 5 °C (при условии полного отсутствия примесей металлов и других факторов ускоряющих разложение), то хранить в темной бутылке можно будет практически вечно.
Т.е. для хранения оптимальнее высокощелочные растворы, а для экстренной дезинфекции — растворы с низким рН. Хотя, говоря начистоту, повышать рН тоже необходимо до разумного предела. Если pH превышает значение 13 — скорость разложения опять скачкообразно увеличивается. Это происходит из-за увеличения ионной силы раствора, вызванного присутствием сильного избытка щелочи (NaOH). В целом можно использовать за правило — для хлор-содержащих дезсредств используем только щелочную среду. Для пероксидных дезсредств — наиболее эффективна кислая среда. ЧАС-ы несовместимы с кислотами и резко теряют в их присутствии свои дезинфицирующие свойства. Альдегиды (вроде формалина и глутаральдегида) — работают и в кислой, и в щелочной среде)
Воздействие света: воздействие света ускоряет процесс разложения NaOCl в растворе. Современные методы упаковки и использование непрозрачных полиэтиленовых бутылок практически исключают влияние света на стабильность растворов. Янтарные или зеленые стеклянные бутылки также имеют такой же результат. Если важны конкретные цифры — получится вот так:
Для предотвращения разложения гипохлорита требуется контейнер, который отсекает свет ниже 475 нм и пропускает менее 2% при 500 нм.
Подводя итог, можно сказать следующее. Самым долгоиграющим будет препарат, который:
Взято отсюда, буква S = совместимость удовлетворительная (satisfactory), буква U = совместимость неудовлетворительная (unsatisfactory). Табличка кликабельна.
Техника безопасности при работе с гипохлоритом
В целом, типичный (=разбавленный) бытовой отбеливатель вроде белизны не опаснее воды (если с ним уважительно обращаться, бутылочку там подписывать, от детей прятать и т.п.). По статистике, в 2002 году в Великобритании было зафиксировано около 3300 несчастных случаев, связанных с гипохлоритом натрия. И абсолютное большинство из них — употребление дезинфектанта внутрь… Думаю, комментарии излишни.
Что касается гипохлорита натрия «промышленной концентрации», т.е. такого которым очищают сточные воды, то он уже относится к суровому первому классу опасности (класс 1B-поражение кожи + класс 1-поражение глаз).
Если расшифровать — при попадании на кожу и в глаза вызывает химические ожоги. Будет вызывать раздражение и при попадании на слизистые оболочки верхних дыхательных путей (при вдыхании). Отдельного упоминания заслуживает и такой камень преткновения, как «хлорка в воде бассейна». Как правило, концентрация гипохлорита натрия, присутствующая в плавательных бассейнах абсолютно не вредна для людей. Но! Но дело меняется, если в воде присутствует большое количество мочевины (смесь мочи и пота), и тут уж хлорноватистая кислота и мочевина вступают в реакцию с образованием ядреных хлораминов (о механизме образования — ниже). Именно хлорамины раздражают слизистые оболочки и дают т.н. «запах хлора». В нормальных бассейнах этого быть не должно (нормальный = тот, в котором меняют воду и работает вентиляция). Если же этого не происходит, то постоянное воздействие летучих хлораминов может даже привести к развитию атопической астмы (см. статью).
Лечение при отравлении:
Учитывая все выше сказанное, решил я прикрепить и небольшую «памятку для врача», чтобы случись что — все было под рукой. Описание действий на случай отравления гипохлоритом натрия. Оно, кстати, примерно такое же, как и в случае отравления щелочью (cкользкое ощущение отбеливателя на коже связано с омылением кожных масел и разрушением тканей). НО! Но это только для чистого гипохлорита натрия. В случае его комбинация с различными бытовыми химикатами — лечить возможно придется от отравления продуктами реакции (см. следующий пункт).
Замечание про «запах хлора»: часто можно услышать от читателей вопрос «чем убрать этот неприятный запах хлора с рук/полумаски/предметов». В таком случае поможет тиосульфат натрия, притом для активного удаления запаха хватит и раствора с концентрацией около 5 мг/л (0,005%). Промываем этим раствором руки или __ (вписать нужное), а затем промываем водой с мылом. Если же тиосульфата найти не удалось, то остается только проверенный способ — «выветривание запаха со временем».
Кстати, для нейтрализации разливов концентрированного гипохлорита натрия (будем считать что 5% и выше) можно также использоваться сульфит натрия, он работает по реакции:
А можно, в случае очень небольшого количества гипохлорита, использовать и перекись водорода, но с осторожностью (!) ибо там выделяется кислород.
Опасное соседство — НЕсовместимая бытовая химия
При контакте белизны с некоторыми бытовыми моющими средствами, содержащими ПАВы и различные отдушки могут образовываться летучие (!) хлорорганические соединения, вроде четыреххлористого углерода (CCl4) и хлороформа (CHCl3). Классы их опасности каждый может посмотреть сам. Например в статье исследователи показали, что при работе с некоторыми «хитрыми» средствами бытовой химии концентрации этих растворителей повышаются в 8–52 раза для хлороформа и в 1–1170 раз для четыреххлористого углерода выше допустимых соответственно. Самый низкий «выхлоп» летучей хлорорганики дает самый простой отбеливатель (читай «белизна»), а вот самый высокий — средства в форме «густой жидкости и геля» (типа всяких там Доместосов и иже с ними, которые и развести толком нельзя). Поэтому, на будущее, а) стоит всячески избегать «суперэффективных средств с новой формулой» (= дерьма, которое разработал менеджер, а не инженер) и придерживаться классической формулы «лучшая белизна = гипохлорит да вода». И б) использовать при уборке квартиры респираторы с угольным фильтром (=«для задерживания паров растворителей»).
С перекисью водорода гипохлорит натрия реагирует достаточно бурно, с образованием хлорида натрия (ваша любимая поваренная соль) и кислорода:
Гетерогенные реакции гипохлорита с металлами протекают достаточно медленно и дают в результате оксид металла (ну или гидроксид). На примере цинка:
С различными комплексами металлов белизна реагирует не в пример быстрее.
Как уже упоминалось, гипохлорит натрия не любит высокую температуру (выше 30°C), и при нагревании распадается на хлорат натрия и кислород (для 5% раствора температура разложения
40°C), если удастся нагреть до 70°С разложение может протекать со взрывом.
В целом, гипохлорит высоких концентраций негорюч и взрывобезопасен. Но при контакте с органическими горючими веществами (опилки, ветошь и др.) в процессе высыхания может вызывать возгорание. Вообще, такая реакционная способность — это одновременно и благо, т.к. вещество не может долго находится в неизменном состоянии в окружающей среде и быстро дезактивируется (=можно просто смыть в сточные воды).
В качестве выводов — все написанное выше сведено в единую таблицу несовместимых компонентов (кликабельна).
Некоторые из этих соединений можно найти в бытовых, автомобильных и промышленных химикалиях и смесях химикалий = средства для чистки окон, унитазов и поверхностей, обезжиривающие средства, антифризы, средства для очистки воды, химия для бань и бассейнов. Поэтому чаще смотрите на этикетку. Требуйте, чтобы на этикетке писали состав! Покупайте только то средство, где на этикетке есть максимальная информация о составе. Пора уже голосовать рублем за адекватное отношение к покупателю.
Практикум или Вся Белизна Минска
Полностью разобравшись с теорией, теперь мы подходим к самому интересному. К лабораторным занятиям. Как и обещал читателям, я проехался по Минску и собрал все доступные варианты жидкого отбеливателя (именно жидкого, на гели и т.п. я даже не смотрел). Теперь же я хочу рассказать как я их сравнивал и «проверял на вшивость» (= подходят ли они для целей дезинфекции).
В общем, первым делом подбираем себе необходимые СИЗ (по желанию). Как я уже упоминал выше, для большинства задач (и прямых рук) достаточно перчаток. Не зная что в бутылках за смеси, я решил перестраховаться и использовать полный комплект защиты (только со своей полумаски 3М 7502 «коронавирусные» противоаэрозольники 6035 я заменил на угольные патроны класса «газы/пары» — типа ABE1, как в моем случае, или лучше ABEK1. Пойдут и отечественные противогазные коробки и респираторы для работы с парами растворителей.
С предварительными приготовлениями разобрались, и теперь я представляю вашему вниманию всю Белизну Минска! Встречайте беларуских красавиц! Это, кстати, все что удалось найти в гипермаркетах города-героя.
Первым делом я оценил внешний вид, т.е. цвет и консистенцию предлагаемых растворов. Хотя ожидать здесь чего-то экстраординарного не приходится (т.к. по условиям задачи — никаких гелей и прочего «химо-фарша», максимальная простота).
Потом измерил их плотность (кликабельно) + рН, он же водородный показатель.
Плотность измеряем вот такими советскими ареометрами да стеклянным цилиндриком
А рН, рН — уж чем бог пошлет (вплоть до индикаторных бумажек, но учитывайте что краситель в бумажках будет моментально «выгорать» и обесцвечиваться). В моем же дорожном чемоданчике случайно завалялись рН-метры Hanna:
В результате получилась вот такая сводная таблица с данными (кое-что пришлось переписать с этикеток):
Отдельно напишу состав (т.е. то, что там есть еще КРОМЕ гипохлорита натрия, это важно, особенно учитывая всякие хлорамины и летучую хлорорганику, о которых я писал выше). Стиль написания сохранен, чтобы читатель понимал, кто пишет инструкции.
образец 1. Вода, анионный ПАВ – менее 5%, стабилизатор, комплексообразователь образец 2. Вода образец 3. Вода, НПАВ менее 5 (%), ароматизатор (свежесть) –менее 5% образец 4. Вода, анионный ПАВ – менее 5%, стабилизатор, комплексообразователь образец 5. Вода, щелочь – менее 5%, вода 30% и более образец 6. Отличие аналитических реакций
В отечественном методе используется серная кислота и реакция:
В американском методе используется уксусная кислота и реакция:
В принципе, разницы по которой работать я лично не вижу, здесь играет роль доступность реагентов, я использовал ГОСТ-скую, т.к. серная кислота не так воняет как уксусная.
Метода ГОСТ Р 57568-2017 (упрощенная):
Для работы нам нужны следующие компоненты:
1)Серная кислота 1н.
Отмеряем 28,6 мл концентрированной серной кислоты (плотность = 1, 84 г/см3) и доводим до литра дистиллированной водой.
2)10 % раствор иодида калия
Взвешиваем 10 грамм иодида калия и растворяем в 90 мл дистиллированной воды. Раствор применяется свежеприготовленный
3)Раствор тиосульфата натрия 0.1н
Взвешиваем 25 г тиосульфата натрия (пентагидрата) и доводим дистиллированной водой до 1 л. Хранить в темной бутылке.
4)Раствор крахмала 1%
Взвешиваем 1 г крахмала (кукурузного, картофельного и т.п., хоть картошку натирайте и заваривайте, но! но не забудьте профильтровать 🙂 ) и размешиваем с 10 мл дистиллированной воды. Затем кипятим в стакане 90 мл дистиллированной воды и когда закипела — вливаем наши 10 мл с крахмалом. Варим, перемешивая 2-3 минуты. Используем свежеприготовленным.
Сама процедура проверки следующая. Отбираем образец гипохлорита объемом 10 мл, и доводим водой до 250 мл. Отбираем из этого объема 10 мл и переносим в стакан, в этот же стакан добавляем 10 мл раствора иодида калия и 20 мл серной кислоты. Хорошо перемешиваем и ставим в темноту на 5 минут. По прошествии 5 минут капаем по каплям (из калиброванной капельницы, а еще лучше бюретки) раствор тиосульфата натрия пока раствор красного цвета (из-за выделившегося иода) не станет прозрачным.
Когда жидкость приобретет соломенный (светло-желтый) цвет — доливаем в стакан 2-3 мл крахмала, раствор синеет.
Теперь потихоньку добавляем тиосульфат пока синий цвет не исчезнет.
Какие могут быть нюансы, влияющие на результат определения? А вот следующие (советую их держать в уме).
Все реактивы, за исключением уксусной кислоты — готовятся по идентичному ГОСТ-овскому методу (п.2-п.4 основной методики). Уксусная кислота (=замена серной кислоты из п.1) для «титрования по американски» готовится растворением 500 мл ледяной уксусной кислоты в 500 мл воды. Подготовка пробы: отбираем 25 мл исследуемого гипохлорита натрия, переносим в 250 мл колбу/стакан и взвешиваем на весах с точностью до 0,01 грамма. Затем доводим дистиллированной водой до метки в 250 мл. Хорошо перемешиваем. Затем отбираем из этой колбы/стакана 10 мл раствора и переносим в новую колбу/стакан на 250 мл. Добавляем туда 50 мл дистиллированной воды, мешаем, добавляем 25 мл 10% раствора иодида калия и опять мешаем. Раствор приобретает красно-коричневый цвет (см. картинку выше). Добавляем 10 мл нашего раствора уксусной кислоты. Опять мешаем 3-5 минут. Затем титруем, по каплям добавляя раствор 0,1 н. раствор тиосульфата натрия. Считаем объем тиосульфата, который на это идет. После того, как раствор приобретает соломенно-желтую окраску, добавляем 5 мл раствора крахмала и острожно, по капле добавляем в посиневший (см. картинку выше) раствор тиосульфат. Когда синий цвет исчез и раствор стал прозрачным — титрование закончено. Записываем потраченный объем тиосульфата натрия. Концентрация гипохлорита натрия рассчитывается по формуле:
% NaOCl = (Объем потраченного тиосульфата натрия*N*3,723722)/0,04*масса образца гипохлорита
В результате титрования моих образцов получилось следующее (в скобках концентрация гипохлорита, которая считается по формуле: концентрация гипохлорита (NaOCl) = концентрация хлора*1,05:
Т.е. если считать что крайняя «короноубойная» концентрация гипохлорита натрия = 0,5%, то выходит что растворы нужно разбавлять в: 4 раза (средство 1, средство 6), 4,4 раза (средство 5) 4,5 раза (средство 4), в 7 раз нужно разбавлять средство 3. Средство 7 разбавляем в 3 раза, а средство 2 — вообще разбавлять не нужно (вот вам и прозрачная тара). Напоследок — фото с победителем:
Гомельский ОДО БУДМАШ! Хабра-привет вам и respect за вашу продукцию :).
На закуску покажу как полученные экспериментальные данные коррелируют с писаниной на этикетке:
образец 1. «гипохлорит натрия – 30% и более» = 2,029 % образец 2. «гипохлорит натрия (5% или более, но не менее 15%) = 0,596 % образец 3. «гипохлорит натрия 30 (%) и более» = 3,387 % образец 4. «гипохлорит натрия – 30% и более» = 2,233 % образец 5. «гипохлорит натрия – 5% и более, но менее 15%» = 2,176 % образец 6. « 4%, что в наших краях возможно только если покупать промышленный гипохлорит используемый для нужд водоканалов, ибо белизна — сами видите, какая белизна):
Кстати, допустим вы определились с необходимой для дезинфекции концентрацией, и с концентрацией купленной белизны, но… Но внезапно не знаете как развести ваше средство (фантастический, имхо, сценарий, но мало ли что, мы рождены ж чтоб сказку сделать былью). Для решения такой задачи вам понадобится пойти по ссылке «калькулятор разбавления растворов» и вписать туда нужные цифры. В качестве примера, возьмем нашего победителя, 1 литр белизны с концентрацией гипохлорита натрия 3,387 % от гомельского Будмаш и разведем до 0,5%, чтобы «помыть полы от коронавируса». Калькулятор нам пишет — нужно добавить 5,774 литра воды («растворителя»).
Как видите, ничего сложного. Обеззараживайтесь! 🙂
Краткие выводы
На этом все! Традиционно, предлагаю подписаться на мой научно-технический канал и подключаться к обсуждению!
Фактически, в роли «научного грантодателя» для этой статьи выступают мои «меценаты» с Patreon. Благодаря им все и пишется. Поэтому и ответ они могут получить раньше всех других, и черновики увидеть, и даже предложить свою тему статьи. Так что, если интересно то, о чем я пишу и/или есть что сказать — поспешите стать моим «патроном» (картинка кликабельна):
Автор выражает благодарность своему главному ассистенту — научному сотруднику Юстыне за помощь в испытаниях беларуских гипохлоритов и моей украинской parteigenosse Саше aka infiltree за ____ (впиши сама, ок?) :).
Благодарю всех читателей, которые поддерживают наш канал своими донатами! Без вас ничего бы не вышло. Надеюсь я не слишком затянул с написанием, и правильную Белизну еще можно будет найти в магазинах.
Важно! Если информация из статьи пригодилась вам в жизни, то еще не поздно:
Стать спонсором и поддержать канал/автора (=«на реактивы»)! Перевод Киви (QIWI) 79176005394 ЯндексДеньги: 410018843026512 (перевод на карту) WebMoney: 650377296748 BTC: 3QRyF2UwcKECVtk1Ep8scndmCBoRATvZkx Ethereum (ETH): 0x3Aa313FA17444db70536A0ec5493F3aaA49C9CBf Patreon — steanlab
из себя смесь нескольких соединений: гипохлорида кальция Ca(ClO)2, хлорида кальция CaCl2 и гидроокиси кальция (гашеной извести) Ca(OH)2, а также кристаллизационной воды. Эту смесь для краткости часто называют просто хлоркой, иногда белильной известью. Формулу можно записать как Ca(OCl)2·CaCl2·Ca(OH)2·2H2O или в более удобном виде: 3Ca(OH)2·2Cl2.
