Отбеливать - Bleach
Отбеливатель - это общее название любого химического продукта, который используется в промышленности и внутри страны для удаления цвета с ткани или волокна, а также для очистки или удаления пятен в процессе, называемом отбеливанием. Это часто относится, в частности, к разбавленному раствору гипохлорита натрия , также называемому «жидким отбеливателем».
Многие отбеливатели обладают бактерицидными свойствами широкого спектра , что делает их полезными для дезинфекции и стерилизации и используются в санитарии плавательных бассейнов для борьбы с бактериями, вирусами и водорослями, а также во многих местах, где требуются стерильные условия. Они также используются во многих промышленных процессах, особенно при отбеливании древесной массы . У отбеливателей есть и другие второстепенные применения, такие как удаление плесени , уничтожение сорняков и увеличение срока службы срезанных цветов .
Отбеливатели действуют, реагируя со многими цветными органическими соединениями, такими как натуральные пигменты, и превращая их в бесцветные. Хотя большинство отбеливателей являются окислителями (химическими веществами, которые могут удалять электроны из других молекул), некоторые являются восстановителями (отдают электроны).
Хлор , мощный окислитель, является активным агентом многих бытовых отбеливателей. Поскольку чистый хлор является токсичным коррозионным газом, эти продукты обычно содержат гипохлорит , который при необходимости выделяет хлор. «Обесцвечивающий порошок» обычно означает состав, содержащий гипохлорит кальция .
Окислительная отбеливающие агенты , которые не содержат хлор, как правило , основаны на перекиси , такие как перекись водорода , перкарбонат натрия , и натрий перборат . Эти отбеливатели называются «отбеливатели без хлора», « кислородные отбеливатели » или «отбеливатели с сохранением цвета».
Отбеливатели с уменьшенным содержанием углерода имеют нишевое применение, например диоксид серы, используемый для отбеливания шерсти, либо в виде газа, либо из растворов дитионита натрия ; и боргидрид натрия .
Отбеливатели обычно вступают в реакцию со многими другими органическими веществами, помимо предполагаемых цветных пигментов, поэтому они могут ослабить или повредить натуральные материалы, такие как волокна, ткань и кожу, а также преднамеренно нанесенные красители, такие как индиго для джинсовой ткани . По той же причине проглатывание продуктов, вдыхание паров или контакт с кожей или глазами могут нанести вред здоровью.
История
Самая ранняя форма отбеливания заключалась в том, чтобы расстелить ткань и ткань на отбеленном поле, чтобы они были отбелены действием солнца и воды . В 17 - м века, произошла значительная ткань отбеливания промышленности в Западной Европе, с использованием переменной щелочных ванн ( как правило , щелок ) и кислотными ваннами (такие как молочная кислота от кислого молока, а затем разбавленной серной кислота ). Весь процесс длился до полугода.
Отбеливатели на основе хлора, сократившие этот процесс с месяцев до часов, были изобретены в Европе в конце 18 века. Шведский химик Карл Вильгельм Шееле открыл хлор в 1774 году, а в 1785 году французский ученый Клод Бертолле обнаружил, что его можно использовать для отбеливания тканей. Бертолле также обнаружил гипохлорит натрия , который стал первым коммерческим отбеливателем, названным Eau de Javel («Жавельская вода») в честь района Парижа, где он был произведен. Шотландский химик и промышленник Чарльз Теннант предложил в 1798 году раствор гипохлорита кальция в качестве альтернативы воде Javel и запатентовал отбеливающий порошок (твердый гипохлорит кальция ) в 1799 году. Около 1820 года французский химик Антуан Жермен Лабаррак обнаружил дезинфицирующую и дезодорирующую способность гипохлоритов. и сыграл важную роль в популяризации их использования для этой цели. Его работа значительно улучшила медицинскую практику, общественное здравоохранение и санитарные условия в больницах, скотобойнях и во всех отраслях, связанных с продуктами животноводства.
Луи Жак Тенар впервые произвел перекись водорода в 1818 году путем реакции перекиси бария с азотной кислотой . Перекись водорода была впервые использована для отбеливания в 1882 году, но приобрела коммерческое значение только после 1930 года. Перборат натрия в качестве отбеливателя для стирки использовался в Европе с начала двадцатого века и стал популярным в Северной Америке в 1980-х годах.
Механизм действия
Отбеливание
Цвета натуральных органических материалов обычно возникают из органических пигментов , таких как бета-каротин . Химические отбеливатели действуют двумя способами:
- Окислительный отбеливатель разрушает химические связи , составляющие хромофор . Это превращает молекулу в другое вещество, которое либо не содержит хромофор, либо содержит хромофор, который не поглощает видимый свет . Это механизм отбеливателей на основе хлора, а также анионов кислорода, которые вступают в реакцию посредством начальной нуклеофильной атаки.
- Восстанавливающий отбеливатель превращает двойные связи в хромофоре в одинарные . Это исключает способность хромофора поглощать видимый свет. Это механизм отбеливателей на основе диоксида серы .
Солнечный свет действует как отбеливатель благодаря процессу, приводящему к аналогичным результатам: фотоны света высокой энергии , часто в фиолетовом или ультрафиолетовом диапазоне, могут разрушать связи в хромофоре, делая полученное вещество бесцветным. Длительная экспозиция часто приводит к сильному обесцвечиванию, обычно цвета становятся белыми и, как правило, очень блекло-синими.
Противомикробная эффективность
Эффективность широкого спектра действия большинства отбеливателей обусловлена их общей химической реактивностью по отношению к органическим соединениям, а не избирательным ингибирующим или токсическим действием антибиотиков . Они необратимо денатурируют или разрушают многие белки , что делает их чрезвычайно универсальными дезинфицирующими средствами.
Также было обнаружено, что гипохлоритные отбеливатели в низкой концентрации атакуют бактерии, нарушая работу белков теплового шока на их стенках. Согласно отчету «Домашняя гигиена и здоровье» за 2013 год, использование отбеливателя на основе хлора или перекиси значительно увеличивает бактерицидную эффективность белья даже при низких температурах (30-40 градусов Цельсия), что позволяет уничтожить вирусы, бактерии и грибки. разнообразие одежды в домашних условиях.
Классы отбеливателей
Большинство промышленных и бытовых отбеливателей относятся к трем широким классам:
- Отбеливатели на основе хлора , активным агентом которых является хлор , обычно в результате разложения некоторых соединений хлора, таких как гипохлорит или хлорамин .
- Отбеливатели на основе пероксидов , активным агентом которых является кислород , почти всегда возникают в результате разложения пероксидного соединения, такого как пероксид водорода .
- Отбеливатели на основе диоксида серы, активным агентом которых является диоксид серы , возможно, в результате разложения некоторых анионов оксосеры.
Отбеливатели на основе хлора
Отбеливатели на основе хлора можно найти во многих бытовых «отбеливающих» продуктах, а также в специализированных продуктах для больниц, здравоохранения, хлорирования воды и промышленных процессов.
Сортность отбеливателей на основе хлора часто выражается в процентах активного хлора . Один грамм отбеливателя со 100% активным хлором имеет такую же отбеливающую способность, как один грамм элементарного хлора .
Самые распространенные отбеливатели на основе хлора:
- Гипохлорит натрия ( NaClO ), обычно в виде 3–6% раствора в воде, обычно называется «жидким отбеливателем» или просто «отбеливателем». Исторически называется «Джавель-вода». Он используется во многих домашних хозяйствах для отбеливания белья, дезинфекции твердых поверхностей на кухнях и ванных комнатах, очистки питьевой воды и защиты плавательных бассейнов от инфекционных агентов .
- Отбеливающий порошок (ранее известный как «хлорированная известь»), обычно смесь гипохлорита кальция ( Ca (ClO)
2), гидроксид кальция (гашеная известь, Ca (OH)
2) и хлорид кальция ( CaCl
2) в переменных количествах. Продается в виде белого порошка или таблеток, используется во многих из тех же применений, что и гипохлорит натрия, но он более стабилен и содержит больше доступного хлора. -
Газообразный хлор ( Cl
2). Он используется в качестве дезинфицирующего средства при очистке воды , особенно для приготовления питьевой воды и в больших общественных плавательных бассейнах . Он широко использовался для отбеливания древесной массы , но его использование значительно сократилось из-за проблем, связанных с окружающей средой. -
Диоксид хлора ( ClO
2). Этот нестабильный газ образуется на месте или хранится в виде разбавленных водных растворов. Он находит широкое применение для отбеливания древесной массы , жиров и масел , целлюлозы , муки , текстиля , пчелиного воска , кожи и в ряде других отраслей.
Другими примерами отбеливателей на основе хлора, используемых в основном в качестве дезинфицирующих средств, являются монохлорамин , галазон и дихлоризоцианурат натрия .
Отбеливатели на основе перекиси
Отбеливатели на основе пероксида характеризуется пероксидной химической группой , а именно два кислородных атомов , соединенных одинарной связью , (-O-O-). Эта связь легко разрывается, что приводит к образованию очень активных форм кислорода, которые являются активными агентами отбеливателя.
Основными продуктами этого класса являются:
-
Сама перекись водорода ( H
2О
2). Его используют, например, для отбеливания древесной массы и волос или для приготовления других отбеливающих агентов, таких как пербораты, перкарбонаты, перкислоты и т. Д. -
Перкарбонат натрия ( Na
2ЧАС
3CO
6), аддукт перекиси водорода и карбоната натрия («кальцинированная сода» или «стиральная сода», Na
2CO
3). Растворенный в воде, он дает раствор двух продуктов, который сочетает обезжиривающее действие карбоната с отбеливающим действием пероксида. -
Перборат натрия ( Na
2ЧАС
4B
2О
8). При растворении в воде он образует перекись водорода, а также перборат-анион ( B (OOH) (OH)-
3), которые могут осуществлять нуклеофильное окисление. -
Перуксусная (пероксоуксусная) кислота ( H
3CC (O) OOH ). Создается на месте некоторыми моющими средствами для стирки, а также продается для использования в качестве промышленной и сельскохозяйственной дезинфекции и очистки воды. -
перекись бензоила ( (C
6ЧАС
5COO)
2). Он используется в местных лекарствах от прыщей и для отбеливания муки . -
Озон ( O
3). Хотя это не совсем перекись, ее механизм действия аналогичен. Он используется при производстве бумажной продукции, особенно газетной и белой крафт-бумаги . - Персульфат калия ( K 2 S 2 O 8 ) и другие соли персульфата. Он, наряду с персульфатом аммония и натрия, часто встречается в средствах для осветления волос.
- Перманганатные соли, такие как перманганат калия (KMnO 4 ).
В пищевой промышленности другие окисляющие продукты, такие как броматы , используются в качестве отбеливающих веществ и агентов для созревания муки .
Уменьшение количества отбеливателей
Дитионит натрия (также известный как гидросульфит натрия ) является одним из наиболее важных восстанавливающих отбеливающих агентов. Это белый кристаллический порошок со слабым сернистым запахом. Его можно получить реакцией бисульфита натрия с цинком.
- 2 NaHSO 3 + Zn → Na 2 S 2 O 4 + Zn (OH) 2
Он используется как таковой в некоторых промышленных процессах окрашивания для удаления избытка красителя, остаточного оксида и нежелательных пигментов, а также для отбеливания древесной массы .
Реакция дитионита натрия с формальдегидом дает ронгалит ,
- Na 2 S 2 O 4 + 2 CH 2 O + H 2 O → NaHOCH 2 SO 3 + NaHOCH 2 SO 2
который используется для отбеливания древесной массы , хлопка , шерсти , кожи и глины .
Фотографический отбеливатель
При обращении остаточное серебро в эмульсии после первого проявления восстанавливается до растворимой соли серебра с использованием химического отбеливателя, чаще всего ЭДТА . Затем обычный фиксатор растворяет восстановленное серебро, но не подвергает воздействию галогенид серебра. Этот неэкспонированный галогенид затем подвергается воздействию света или химической обработке, так что повторное проявление дает положительное изображение. В цветной и хромогенной пленке это также создает изображение красителя пропорционально серебру.
Фотографические отбеливатели также используются в черно-белой фотографии для выборочного уменьшения серебра для уменьшения плотности серебра на негативах или отпечатках. В таких случаях отбеливающая композиция обычно представляет собой кислотный раствор дихромата калия .
Воздействие на окружающую среду
Отчет об оценке рисков (RAR), проведенный Европейским Союзом в отношении гипохлорита натрия, проведенный в соответствии с Регламентом EEC 793/93, пришел к выводу, что это вещество безопасно для окружающей среды во всех его текущих, обычных применениях. Это связано с его высокой реактивностью и нестабильностью. Исчезновение гипохлорита в естественной водной среде происходит практически мгновенно, достигая за короткое время концентрации всего 10 -22 мкг / л или менее во всех сценариях выбросов. Кроме того, было обнаружено, что, хотя летучие соединения хлора могут иметь значение в некоторых сценариях использования внутри помещений, они оказывают незначительное воздействие в условиях открытой окружающей среды. Кроме того, предполагается, что роль загрязнения почв гипохлоритом незначительна.
Источниками беспокойства могут быть промышленные отбеливатели. Например, использование элементарного хлора при отбеливании древесной массы приводит к образованию хлорорганических соединений и стойких органических загрязнителей , включая диоксины . По данным отраслевой группы, использование диоксида хлора в этих процессах привело к снижению образования диоксина до уровня ниже обнаруживаемого. Однако риск респираторных заболеваний из-за хлора и высокотоксичных хлорированных побочных продуктов все еще существует.
Европейское исследование, проведенное в 2008 году, показало, что гипохлорит натрия и органические химические вещества (например, поверхностно-активные вещества , ароматизаторы ), содержащиеся в некоторых бытовых чистящих средствах, могут реагировать с образованием хлорированных летучих органических соединений (ЛОС). Эти хлорированные соединения выделяются при очистке, некоторые из которых являются токсичными и вероятными канцерогенными веществами для человека . Исследование показало, что концентрации в воздухе помещений значительно увеличиваются (в 8–52 раза для хлороформа и в 1–1170 раз для тетрахлорметана , соответственно, по сравнению с базовыми количествами в домашнем хозяйстве) при использовании продуктов, содержащих отбеливатель. Увеличение концентраций хлорированных летучих органических соединений было самым низким для обычного отбеливателя и самым высоким для продуктов в форме «густой жидкости и геля ». Наблюдаемое значительное увеличение концентрации в воздухе помещений нескольких хлорированных ЛОС (особенно четыреххлористого углерода и хлороформа) указывает на то, что использование отбеливателя может быть источником, который может быть важным с точки зрения ингаляционного воздействия этих соединений. Хотя авторы предположили, что использование этих чистящих средств может значительно увеличить риск рака, этот вывод кажется гипотетическим:
- Самый высокий уровень, указанный для концентрации четыреххлористого углерода (по-видимому, вызывает наибольшую озабоченность), составляет 459 микрограммов на кубический метр, что соответствует 0,073 частей на миллион (часть на миллион) или 73 частей на миллиард (часть на миллиард). OSHA -allowable средняя концентрация взвешенной по времени в течение восьми-часового периода составляет 10 частей на миллион, почти 140 раз выше;
- OSHA высокая допустимая концентрация пик (5-минутное воздействие в течение пяти минут в 4-часовой период) составляет 200 частей на миллион, в два раза выше, чем сообщалось высокий уровень пика (из свободного пространства бутылки образца отбеливатель плюс моющее средство).
Дезинфекция
3–6% раствор гипохлорита натрия (обычный бытовой отбеливатель) обычно разбавляют для безопасного использования при дезинфекции поверхностей и для обработки питьевой воды.
Слабый раствор 2% бытового отбеливателя в теплой воде обычно используется для дезинфекции гладких поверхностей перед варкой пива или вина.
Постановления правительства США (21 CFR Part 178) разрешают дезинфекцию оборудования для пищевой промышленности и поверхностей, контактирующих с пищевыми продуктами, с помощью растворов, содержащих отбеливатель, при условии, что раствору дают возможность адекватно стекать до контакта с пищевыми продуктами, и что растворы не превышают 200 частей на миллион. (ppm) доступный хлор (например, одна столовая ложка обычного домашнего отбеливателя, содержащего 5,25% гипохлорита натрия, на галлон воды).
Разведение бытового отбеливателя с водой в соотношении 1 к 47 (1 часть отбеливателя на 47 частей воды) эффективно против многих бактерий и некоторых вирусов в домашних условиях. Даже коммерчески производимые дезинфицирующие растворы «научного уровня», такие как Вироцидин-X, обычно содержат гипохлорит натрия в качестве единственного активного ингредиента, хотя они также содержат поверхностно-активные вещества (для предотвращения образования бусинок) и отдушки (чтобы скрыть запах отбеливателя).
См. Раздел Хлорноватистая кислота для обсуждения механизма действия дезинфицирующего средства.
Для лечения гингивита показано полоскание рта 0,05% разбавленным раствором бытового отбеливателя .
Разбавленный гипохлорит натрия в концентрации 2000–1 (концентрация 0,05%) может представлять собой эффективное, безопасное и доступное противомикробное средство для профилактики и лечения заболеваний пародонта.
Безопасный отбеливатель
Безопасный отбеливатель - это химическое вещество, в котором в качестве активного ингредиента (для удаления пятен) используется перекись водорода, а не гипохлорит натрия или хлор. В нем также есть химические вещества, которые помогают сделать цвета ярче. Перекись водорода также используется для целей стерилизации и очистки воды, но ее дезинфицирующие возможности могут быть ограничены из-за концентрации в растворе цветного отбеливателя по сравнению с другими применениями.
Опасности для здоровья
Безопасность отбеливателей зависит от присутствующих соединений и их концентрации. Вообще говоря, прием отбеливателей вызывает повреждение пищевода и желудка , что может привести к смерти. При попадании на кожу или в глаза вызывает раздражение, сушку и потенциально ожоги. Вдыхание паров отбеливателя может повредить легкие. При использовании отбеливателя всегда следует использовать средства индивидуальной защиты . Отбеливатель никогда не следует смешивать с уксусом или другими кислотами, так как это приведет к образованию высокотоксичного газообразного хлора и может вызвать серьезные внутренние и внешние ожоги. При смешивании отбеливателя с аммиаком образуется токсичный газ хлорамин , который может обжечь легкие. Смешивание отбеливателя с перекисью водорода приводит к экзотермической химической реакции с выделением кислорода , что может привести к разбрызгиванию содержимого и вызвать повреждение кожи и глаз. Нагревание отбеливателя и его кипячение может привести к образованию хлоратов , сильного окислителя, который может привести к пожару или взрыву.
Ложные заявления как лекарство
Miracle Mineral Supplement (MMS), также рекламируемый как «Master Mineral Solution» или «Chlorine Dioxide Solution» или CDS, чтобы обойти ограничения со стороны торговых онлайн-платформ, представляет собой раствор отбеливателя, который с 2006 года мошеннически рекламируется как панацея от всех болезней. Основным действующим веществом является хлорит натрия, который «активируется» лимонной кислотой с образованием диоксида хлора . Пытаясь обойти санитарные нормы, ее изобретатель, бывший саентолог Джим Хамбл, основал Церковь здоровья и исцеления Бытие II , фальшивую религию, «таинством» которой является MMS.
Во время пандемии COVID-19 сторонники MMS, такие как сторонники QAnon Джордан Сатер и Марк Гренон, которые связаны с церковью Genesis II, начали предполагать, что это поможет излечить COVID-19 . Несколько источников интерпретировали высказывания президента США Трампа на брифинге 23 апреля 2020 года как продвижение этого утверждения, побудив CDC , ученых и компании по отбеливанию повторно заявить, что отбеливатель вреден для человека и не должен приниматься внутрь или вводиться инъекциями. MSN News процитировал профессора Роба Чилкотта, эксперта по токсикологии из Университета Хартфордшира , о том, что нет никаких научных доказательств того, что введенный отбеливатель или дезинфицирующие средства будут влиять на вирусные частицы, но что введение отбеливателя «вероятно, приведет к значительному, необратимому ущербу и, вероятно, очень неприятному. смерть."
Смотрите также
- Гипохлорит кальция
- Пероксид водорода
- Отбеливание зубов
- Стиральная сода
- Стерилизующая жидкость Milton
использованная литература
дальнейшее чтение
- Бодкинс, доктор Бейли. Отбеливатель . Филадельфия: Печатный станок Вирджинии, 1995.
- Тротман, Э. Р. Чистка тканей и отбеливание . Лондон: Чарльз Гриффин и компания, 1968. ISBN 0-85264-067-6 .