Naše encyklopedie jednoznačně volí za prezidenta České republikyAndreje Babiše !!

Chlornan sodný

Z Multimediaexpo.cz

Chlornan sodný je chemická sloučenina se sumárním vzorcem NaClO. Roztok chlornanu sodného, běžně známý jako chlorové bělidlo, se často používá k dezinfekci a jako bělicí činidlo. Existuje pouze jako hydrát, nejčastěji se vyskytuje jako pentahydrát - NaClO·5H2O.

Obsah

Výroba

Chlorečnan sodný (NaClO3) lze připravovat pohlcováním chloru v horkém koncentrovaném roztoku hydroxidu sodného:

3Cl2 + 6NaOH → 5NaCl + NaClO3 + 3H2O

Kdežto chlornan sodný a chlorid sodný vzniká zaváděním chloru do chladného a zředěného roztoku hydroxidu sodného. Lze to provádět průmyslově elektrolýzou s minimálním oddělením anody a katody. Teplota roztoku se musí udržovat pod 40 °C (chladicími spirálami), aby se zamezilo tvorbě chlorečnanu sodného.

2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O

Hydroxid sodný a chlor se komerčně vyrábí chlor-alkalickým procesem a k přípravě chlornanu sodného je není potřeba izolovat. Chlor se tedy současně redukuje a oxiduje.

Komerční roztoky vždy obsahují významné množství chloridu sodného (kuchyňské soli) jako hlavního vedlejšího produktu, jak je vidět z výše uvedené rovnice.

Balení a prodej

Domácí bělidlo prodávané pro účely bělení prádla je tří- až šestiprocentní roztok chlornanu sodného (v okamžiku výroby). Koncentrace se mezi různými výrobky liší a při dlouhodobém uskladnění postupem času klesá.

12% roztok se používá v úpravnách vody ke chloraci vody, 15% roztok je častěji[1] používán k dezinfekci odpadních vod. Koncentrovaný roztok (označovaný také jako HTH, angl. High-test hypochlorite) je nabízen jako prostředek pro chlorování vody v bazénech a obsahuje přibližně 30 % chlornanu vápenatého. K témuž účelu se prodává také krystalická sůl; obvykle obsahuje méně než 50 % chlornanu vápenatého. Hladina "aktivního chloru" však může být mnohem vyšší.

Chlornan sodný lze najít na pultech také v podobně "denních sanitizačních sprejů", kde je aktivní složkou v koncentraci 0,0095 %.

Použití

Bělení

V podobě domácího bělidla se chlornan sodný použivá k odstraňování skvrn z prádla. Je účinný zvláště na bavlněných látkách, které se snadno špiní, ale jdou dobře bělit. Obvykle se doporučuje 50 až 250 ml na jednu standardní várku prádla. Vlastnosti domácího bělidla, které zajišťují účinnost při odstraňování skvrn, vedou však také ke kumulativnímu poškozování organických vláken, například bavlny, proto se bělením zkracuje užitečná životnost prádla. Stejně tak vlákna narušuje také hydroxid sodný, který (jak je uvedeno dále) je v domácím bělidle též obsažen. Není těkavý a nevypláchnutá zbytková množství NaOH pokračují za přítomnosti vlhkosti v pomalé degradaci organických vláken. Z těchto důvodu je dobré, pokud jsou skvrny lokalizovány, použít bělidlo jen místně, je-li to možné. Za náležité opatrnosti lze po bělení použít slabé organické kyseliny, například kyselinu octovou (ocet), k neutralizaci NaOH a uvolnit chlor ze zbytkového chlornanu. Stará trička a bavlněná prostěradla, která se trhají, snadno demonstrují následky praní s použitím bělidla. Horká voda zesiluje účinky a způsobuje tepelný rozklad chlornanu, který nakonec tvoří chlorečnany nebezpečné pro životní prostředí.

Dezinfekce

Fenolový koeficient chlornanu sodného se pohybuje od 42 do 300 v závislosti na konkrétním mikroorganismu. Koncentrace vodíkových iontů v roztoku má na hodnotu fenolového koeficientu malý nebo žádný vliv.[2]

Slabý roztok 1% chlornanu v teplé vodě se používá k sanitaci hladkých povrchů před výrobou piva nebo vína. Povrchy je potřeba opláchnout, aby se nápoje nedostaly nežádoucí pachutě; tyto chlorované vedlejší produkty sanitace jsou navíc škodlivé.

Americké předpisy (21 CFR Part 178) povolují použití roztoků obsahující chlornan sodný pro sanitaci zařízení a povrchů, které jsou ve styku s potravinami, za podmínky, že použitý roztok před kontaktem s potravinami dostatečně odteče a jeho koncentrace nepřesahuje 200 ppm volného chloru (například jedna polévková lžíce typického domácího bělidla s 5 % chlornanu sodného na galon vody). Použije-li se vyšší koncentrace, musí se povrch po sanitaci opláchnout pitnou vodou.

Bělidlo v ředění 1 ku 5 s vodou (1 díl bělidla na 4 díly vody) je účinné proti mnoha bakteriím a některým virům. Často je dezinfekčním prostředkem volby při čištění povrchů v nemocnicích (hlavně v USA). Roztok je žíravý a musí se po použití důkladně odstranit, proto po dezinfekci chlornanem někdy následuje ethanolová dezinfekce. Komerční dezinfekční přípravky jako Virocidin-X obvykle obsahují chlornan sodný jako aktivní složku, navíc jsou ale jejich součástí tenzidy (ke zlepšení smáčivosti) a parfémující látky (pro zakrytí pachu chloru).[3]

Úprava vody

Pro šokovou chloraci nádrží nebo vodních systémů se používá 2% roztok. Pro větší systémy je praktičtější používat HTH, protože stačí menší dávky. Zásaditost chlornanových roztoků způsobuje srážení minerálů, například uhličitanu vápenatého, proto šokové chlorování často doprovází ucpávání systému. Sraženiny také chrání bakterie a snižují tak účinnost této metody.

Chlornan sodný se používá také k dezinfekci pitné vody, a to v koncentraci odpovídající 1 litru domácího bělidla na 4000 litrů vody. Přesné množství potřebné k dezinfekci zavisí na chemickém složení vody, teplotě, kontaktním čase a přítomnosti/absenci sedimentu. Při aplikace velkého rozsahu se k zajištění správného dávkování měří zbytkový chlor v titrátu. Pro nouzovou dezinfekci EPA doporučuje použít dvě kapky pětiprocentního bělidla na čtvrt (amerického) galonu vody. Pokud upravovaná voda není cítit po chloru, přidají se další dvě kapky.

Používání dezinfekčních přípravků na bázi chloru k dezinfekci vody pro domácnosti, třebaže je velmi rozšířené, je do určité míry kontroverzní vzhledem k tvorbě malých množstí škodlivých vedlejších produktů, například chloroformu.

Zásaditý roztok (pH 11) chlornanu sodného se používá k úpravě zředěných (< 1 g na litr) kyanidových odpadních vod, například oplachových vod z galvanického pokovování. Dávkovým způsobem se ošetřují koncentrovanější kyanidové odpady, kupř. roztoky pro postříbřování. Dobře promíšený roztok je plně ošetřen, pokud lze detekovat přebytek chloru.

Chlornan sodný v podobě domácího bělidla se často používá k oxidaci odporně páchnoucích thiolových odpadů z chemických laboratoří.

Endodoncie

Chlornan sodný se nyní používá v endodoncii pro ošetření kořenových kanálků. Je léčivem volby pro svou účinnost proti patogenním organismům a zahnívání dřeně. Historicky se používal půlprocentní Dakinův roztok. Běžná koncentrace pro použití v endodoncii se pohybuje od 0,5 do 5,25 %. Nižší koncentrace rozpouští především nekrotickou tkáň; vyšší koncentrace jsou sice účinnější, ale rozpouští i zdravou tkáň, což je obecně nežádoucí. Ukázalo se, že klinická účinnost se při koncentracích nad 1 % prokazatelně nezvyšuje.[4]

Oxidace

Chlornan sodný s katalyzátorem fázového přenosu podle zjištění oxiduje alkoholy na příslušné karbonylové sloučeniny.[5]

Mechanismus účinku

Viz článek kyselina chlorná.

Bezpečnost

Chlornan sodný je silný oxidant. Produkty oxidačních reakcí jsou žíravé. Roztoky NaClO, zvláště ve vyšších koncentracích, leptají kůži a poškozují oči. Ovšem podle NFPA se pouze roztoky s více než 40 % hmotnostními považují za nebezpečné oxidanty. Roztoky pod 40 % mají podle této klasifikace mírnou oxidační nebezpečnost (NFPA 430, 2000).

Domácí bělidlo a roztoky pro chlorování bazénů jsou typicky stabilizovány významným množstvím hydroxidu sodného (sodný louh, NaOH) jakožto součástí výrobní reakce. Kontakt s kůží způsobuje podráždění až poleptání prostřednictvím odmaštění a zmýdelnění kožních tuků a následně zničení tkáně. Pocit slizkosti (kluzkosti) bělidla na kůži je zapříčiněn tímto procesem.

Thiosíran sodný je účinným neutralizátorem chloru. Opláchnutí kůže roztokem o koncentraci 5 mg/l, s následným omytím vodou s mýdlem, rychle odstraní zápach chloru z rukou.

Chlorování pitné vody může oxidovat organické kontaminanty za vzniku trihalomethanů (haloformů), které jsou karcinogenní. Míra tohoto nebezpečí je předmětem spekulací.

Míšení bělídla s některými domácími čističi může být nebezpečné. Například míšení kyselého čističe s chlornanem způsobuje vývin plynného chloru. Při míšení s roztoky obsahujícími amoniak (včetně moči) se tvoří chloraminy. Jak chlor, tak plynné chloraminy jsou toxické. Chlornan sodný může bouřlivě reagovat s peroxidem vodíku za vzniku kyslíku[6]:

H2O2(aq) + NaOCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + O2(g)

Odhaduje se, že se ročně stane v britských domácnostech okolo 3300 nehod způsobených chlornanem sodným, které vyžadují hospitalizaci (RoSPA, 2002).

Čerstvá evropská studie ukázala, že chlornan sodný a organické chemikálie (například tenzidy, parfémující látky) obsažené v různých čisticích prostředcích pro domácnost spolu mohou reagovat za vzniku chlorovaných těkavých organických sloučenin (VOC).[7] Tyto chlorované sloučeniny se uvolňují během čištění, některé z nich jsou toxické a pravděpodobně jsou pro člověka karcinogenní. Podle studie se koncentrace těchto látek ve vnitřním prostředí významně zvyšují (8-52x u chloroformu, resp. 1-1170x u tetrachlormethanu, vůči běžnému množství v domácnosti) během použití výrobků obsahujících chlornan sodný. Zvýšení koncentrace těchto látel bylo nejnižší pro čisté bělidlo a nejvyšší pro výrobky ve formě "husté kapaliny a gelu". Pozorované významné zvýšení koncentrací některých VOC (zvláště tetrachlormethanu a chloroformu) indikuje, že chlornan sodný může být zdrojem, který je důležitý z hlediska inhalační expozice zmíněným sloučeninám. Přestože autoři tvrdí, že používání těchto čisticích prostředků může významně zvýšit riziko nádorových onemocnění[8], tento závěr se ukazuje být hypotetický:

  • Nejvyšší citovaná hladina koncentrace tetrachlormethanu (s domnělými nejvyššími obavami) je 459 mikrogramů na metr krychlový, čili 0,073 ppm nebo 73 ppb. Časově vážená průměrná koncentrace povolená OSHA pro osmihodinové období je 10 ppm[9], tedy téměř 140x vyšší.
  • Nejvyšší povolená špičková koncentrace (podle OSHA; pětiminutová expozice během 5 minut ve čtyřhodinovém období) je 200 ppm[9], tedy dvakrát vyšší, než uváděná nejvyšší špičková úroveň (u horní části láhve se vzorkem obsahujícím chlornan a čisticí prostředek).

Další studie používání těchto výrobků a jiných možných expozičních cest (např. kožní) mohou odhalit další rizika. Ačkoliv autoři dále zmiňovali u těchto plynů poškozování ozónové vrstvy, velmi malá množství plynů, vznikajících popsaným způsobem, by se měla na tomto účinku podílet jen minimálně, v porovnání s jinými zdroji.

Literatura

  • VOHLÍDAL, JIŘÍ; ŠTULÍK, KAREL; JULÁK, ALOIS. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha : Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5.

Reference

  1. Metcalf & Eddy, Inc (1991). Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, & Reuse 3rd Edition; pg 497
  2. The phenol coefficient and relative disinfecting power of sodium hypochlorite
  3. http://www.kamscientific.com/
  4. Zehnder M, et al.. Tissue dissolving capacity and antibacterial effect of buffered and unbuffered hypochlorite solutions. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radio Endodon, 2002, roč. 94, s. 756. DOI:10.1067/moe.2002.128961.  
  5. G. A. Mirafzal and A. M. Lozeva. Phase transfer catalyzed oxidation of alcohols with sodium hypochlorite. Tetrahedron Letters, 1998, roč. 39, čís. 40, s. 7263–7266. DOI:10.1016/S0040-4039(98)01584-6.  
  6. Hydrogen Peroxide + Bleach Explanation [online]. [cit. 2008-12-13]. Dostupné online.  
  7. Odabasi, M., “Halogenated Volatile Organic Compounds from the Use of Chlorine-Bleach- Containing Household Products”, Environmental Science & Technology 42, 1445-1451, (2008). Available at: http://pubs.acs.org/journals/esthag/
  8. Odabasi, M., “Halogenated Volatile Organic Compounds from the Use of Chlorine-Bleach- Containing Household Products, Slide presentation (2008). Available at: http://www.slideworld.org/ViewSlides.aspx?URL=5092
  9. 9,0 9,1 http://www.osha.gov/dts/chemicalsampling/data/CH_225800.html