درصد وزنی/حجمی هیپوکلریت سدیم در آب ژاول های تجاری

مقدمه

مایع سفید کننده یک ضد عفونی کننده و پاک کننده ی خانگی رایج است که به طور عمده از یک محلول هیپوکلریت سدیم در آب تشکیل شده است. قدرت یک محصول سفید کننده معمولاً با درصد وزنی/حجمی هیپوکلریت سدیم روی برچسب آن مشخص می شود. این درصد در محلول های سفید کننده تجاری می تواند بسیار متفاوت باشد؛ مثلاً یک سفید کننده خانگی استاندارد ممکن است حدود ۵٪ (وزنی/حجمی) هیپوکلریت سدیم داشته باشد، در حالی که یک سفید کننده صنعتی می تواند بیش از ۱۰٪ باشد. درک اینکه این درصد وزنی/حجمی چه مفهومی دارد و تفاوت آن در محصولات مختلف چگونه است، برای استفاده ایمن و موثر ضروری است. در این مقاله، به بررسی درصد های وزنی/حجمی معمول هیپوکلریت سدیم در سفید کننده ها می پردازیم، تفاوت این غلظت ها در محصولات مختلف را شرح می دهیم و توضیح می دهیم که چرا این مقادیر برای تمیزکاری و گندزدایی مهم هستند.

تعریف درصد وزنی/حجمی در سفید کننده

درصد وزنی/حجمی با علامت %w/v نشان داده می شود یک روش استاندارد برای بیان غلظت یک محلول است که جرم ماده ی حل شونده را نسبت به حجم محلول نشان می دهد. در مورد سفید کننده، این اصطلاح به جرم هیپوکلریت سدیم در حجم معینی از مایع اشاره دارد. برای مثال، اگر روی یک محصول سفید کننده ذکر شده باشد «۵٪ وزنی/حجمی هیپوکلریت سدیم»، یعنی در هر ۱۰۰ میلی لیتر از محلول سفید کننده ۵ گرم هیپوکلریت سدیم حل شده است. این شیوه اندازه گیری به طور معمول برای محلول های سفید کننده تجاری و سایر مواد ضد عفونی کننده استفاده می شود، زیرا روش آسانی برای درک قدرت محلول فراهم می کند. اساساً هرچه درصد وزنی/حجمی بالاتر باشد، هیپوکلریت سدیم بیشتری در محلول وجود دارد و توان سفید کنندگی و گندزدایی سفید کننده قوی تر است. برای مایعاتی مانند سفید کننده، بیان غلظت بر حسب حجم عملی است زیرا کاربران معمولاً هنگام رقیق کردن سفید کننده برای استفاده، آن را با مقیاس حجمی (مثلاً بر حسب میلی لیتر یا اونس مایع) اندازه گیری می کنند. درک درصد وزنی/حجمی برای پیروی دقیق از دستورالعمل های رقیق سازی و مقایسه قدرت انواع سفید کننده ها حائز اهمیت است.

ترکیب شیمیایی محلول های سفید کننده تجاری

محلول های سفید کننده تجاری اساساً مخلوط های آبی حاوی هیپوکلریت سدیم به عنوان ماده ی موثره همراه با برخی ترکیبات جزئی دیگر هستند. هیپوکلریت سدیم از واکنش گاز کلر با هیدروکسید سدیم (سود سوزآور) تولید می شود و مایع سفید کننده حاصل حاوی NaOCl، آب، مقدار کمی هیدروکسید سدیم اضافی و محصول های جانبی مانند کلرید سدیم (نمک طعام) است. هیدروکسید سدیم موجود (معمولاً حدود ۰٫۰۱ تا ۰٫۰۵٪ در سفید کننده خانگی) برای حفظ قلیاییت بالای محلول اضافه می شود که به پایدار ماندن هیپوکلریت و کند شدن تجزیه آن در طول زمان کمک می کند. به دلیل این ترکیب، یک بطری معمولی سفید کننده مایعی شفاف یا زرد کمرنگ با بوی تند شبیه بوی کلر دارد. با این حال، جزء کلیدی همان هیپوکلریت سدیم است، زیرا غلظت آن قدرت گندزدایی و سفید کنندگی سفید کننده را تعیین می کند. برخی از محصولات سفید کننده تجاری نیز حاوی ترکیبات افزودنی مانند اسانس های خوشبو کننده، پاک کننده ها یا عوامل غلیظ کننده (مثلاً در فرمول های بدون پاشش) می باشد، اما درصد هیپوکلریت سدیم همچنان عامل اصلی تعیین کننده قدرت محلول سفید کننده است.

میزان هیپوکلریت سدیم در سفید کننده های خانگی

اغلب محصولات استاندارد سفید کننده خانگی حاوی حدود ۵٪ تا ۶٪ هیپوکلریت سدیم (وزنی/حجمی) به عنوان ماده ی فعال خود هستند. این میزان به عنوان استاندارد صنعت برای سفید کننده های همه منظوره که در رختشوی خانه ها و آشپزخانه ها استفاده می شوند در نظر گرفته شده است. برای سالیان متمادی، سفید کننده معمولی موجود در بازار حدود ۵٫۲۵٪ هیپوکلریت سدیم داشت و بسیاری از برندها هنوز هم سفید کننده های خانگی خود را در همین محدوده فرموله می کنند. در این غلظت ها، سفید کننده خانگی در سفید کردن لباس ها، از بین بردن لکه ها و ضد عفونی کردن سطوح (در صورت رقیق سازی مناسب) موثر است، قدرت آن برای استفاده روزمره کاملاً مناسب می باشد. در واقع، دستورالعمل های گندزدایی اغلب یک سفید کننده حدود ۵٪ را مبنا قرار می دهند وقتی نسبت های رقیق سازی را پیشنهاد می کنند (برای مثال، مخلوط کردن یک قسمت سفید کننده با نه قسمت آب برای به دست آوردن محلولی تقریباً ۰٫۵٪ برای ضد عفونی کردن توصیه می شود). برخی محصولات جدیدتر سفید کننده خانگی کمی قوی تر هستند و در برخی فرمول ها به حدود ۶ تا ۷٪ می رسند، اما معمولاً به وضوح به عنوان انواع با قدرت بیشتر یا غلظت بالا برچسب گذاری شده اند. به طور کلی اکثر بطری های سفید کننده در فروشگاه ها دارای درصد هیپوکلریت سدیم در محدوده اعداد تک رقمی متوسط هستند که اثربخشی را با پایداری قفسه ای برای مصرف خانگی متعادل می کند.

سفید کننده خانگی معمولی در برابر سفید کننده خانگی غلیظ

در قفسه فروشگاه ها ممکن است محصولاتی با برچسب غلظت‌ بالا یا اولترا (خیلی قوی) مشاهده کنید، این موارد به سفید کننده های خانگی با درصد هیپوکلریت سدیم بیشتر از نوع معمولی اشاره دارند. سفید کننده خانگی معمولی به طور تاریخی حدود ۵٫۲۵٪ بود، اما نسخه های تغلیظ شده که در سال های اخیر عرضه شده اند اغلب حدود ۸٪ هیپوکلریت سدیم دارند (برای مثال ۸٫۲۵٪ یک سطح رایج برای سفید کننده غلیظ است). این بدان معناست که سفید کننده غلیظ حدود یک و نیم برابر از فرمول قدیمی معمولی قوی تر است. فایده عملی این است که می توانید مقدار کمتری سفید کننده مصرف کنید تا به همان اثر پاک کنندگی یا گندزدایی دست پیدا کنید. برای مثال، در یک دستورالعمل شستشو ممکن است به جای ۱ فنجان سفید کننده معمولی، ۲/۳ فنجان سفید کننده غلیظ برای سفید کردن لباس ها توصیه شود. حجم کمتر مورد نیاز می تواند باعث شود محصول مدت بیشتری دوام بیاورد و زباله بسته بندی را کاهش دهد. با این حال، این موضوع به این معنی است که کاربران باید احتیاط کنند: اگر از سفید کننده غلیظ استفاده کنید بدون اینکه حجم آن را تنظیم کنید، ممکن است محلولی بیش از حد قوی به دست آورید که برای برخی سطوح یا پارچه ها ایمن نباشد. همیشه مهم است که دستورالعمل های روی برچسب را بخوانید، سفید کننده های غلیظ به طور مشخص علامت گذاری شده اند و معمولاً دستورالعمل های رقیق سازی یا مصرف اصلاح شده ای را ارائه می دهند تا اطمینان حاصل شود مصرف کنندگان مقدار درست را به کار می برند.

محلول های سفید کننده صنعتی و بسیار قوی

فراتر از محصولات خانگی، سفید کننده حاوی هیپوکلریت سدیم در غلظت های بسیار بالاتری برای مصارف صنعتی و ویژه نیز تولید می شود. محلول های سفید کننده صنعتی معمولاً در محدوده حدود ۱۰٪ تا ۱۵٪ هیپوکلریت سدیم قرار دارند. برای مثال محلول سفید کننده قوی که برای گندزدایی استخرها استفاده می‌شود معمولاً با غلظت ۱۰–۱۲٪ عرضه می‌گردد تا آب استخر را به سرعت ضدعفونی کند. تاسیسات تصفیه آب شهری و برخی صنایع، مایع سفید کننده را به صورت عمده با غلظت حدود ۱۲ تا ۱۵٪ دریافت می کنند. این محلول های بسیار قوی، کلر بیشتری را در هر لیتر فراهم می کنند و برای گندزدایی در مقیاس بزرگ کارآمد هستند، اما به طور قابل توجهی خورنده تر و کار کردن با آن ها خطرناک تر است. چالش دیگر با سفید کننده های با غلظت بالا، پایداری است: یک محلول ۱۵٪ NaOCl با گذشت زمان سریع تر از یک محلول ۵٪ تجزیه می شود، به ویژه اگر در معرض گرما یا آلودگی ها قرار گیرد. برای کاهش این مسئله، سفید کننده صنعتی معمولاً در ظروف کدر و دارای هواکش در مناطق خنک نگهداری می شود و نسبتاً سریع پس از تولید مورد استفاده قرار می گیرد.

وزنی/حجمی در برابر وزنی/وزنی: درک واحدهای غلظت

غلظت سفید کننده را می توان به روش های مختلفی بیان کرد که گاهی موجب سردرگمی می شود. دو واحد رایج برای بیان غلظت، درصد وزنی/حجمی (%w/v) و درصد وزنی/وزنی (%w/w) هستند. همان طور که گفته شد، % وزنی/حجمی بر اساس گرم ماده در ۱۰۰ میلی لیتر محلول است. از سوی دیگر % وزنی/وزنی (جرمی) بر اساس گرم ماده حل شونده در هر 100 گرم محلول است. در یک محلول آبی رقیق مانند سفید کننده خانگی مقادیر عددی به صورت وزنی/حجمی و وزنی/وزنی مشابه ولی یکسان نیستند. برای مثال یک سفید کننده ۵٪ وزنی/حجمی ممکن است در صورت بیان به شکل وزنی/وزنی حدود ۴٫۵٪ باشد، زیرا چگالی محلول کمی بیش از آب است. این تفاوت به دلیل چگالی محلول و این واقعیت است که درصد وزنی/وزنی بر اساس کل جرم (شامل جرم ماده حل شده) محاسبه می شود. به زبان ساده اکثر محصولات سفید کننده خانگی غلظت را به صورت درصد وزنی/حجمی ذکر می کنند (بدون این که لزوماً این واحد را صراحتاً بیان کنند)، زیرا این شیوه برای کاربرانی که حجم مایع را اندازه می گیرند ساده تر است. در مقابل، تامین کنندگان مواد شیمیایی یا مستندات صنعتی ممکن است غلظت را بر حسب درصد وزنی/وزنی یا به صورت گرم در لیتر ذکر کنند. مهم است که به نحوه بیان غلظت توجه کنید: یک محلول سفید کننده معین اگر بر حسب w/v بیان شود عدد بالاتری دارد نسبت به زمانی که به صورت w/w بیان شود (با فرض چگالی بیشتر از ۱). با درک این موضوع می توان از سوء برداشت قدرت محلول هنگام مقایسه اطلاعات از منابع یا برچسب های مختلف اجتناب کرد.

خواندن برچسب سفید کننده و محتوای کلر فعال

درک اطلاعات روی برچسب بطری سفید کننده برای دانستن میزان قدرت آن محصول کلیدی است. اغلب بطری های سفید کننده، ماده موثره و غلظت آن را به صورت درصد روی برچسب خود ذکر می کنند. معمولاً عبارتی شبیه به ماده موثره: هیپوکلریت سدیم ... X٪ بر روی آن دیده می شود. مصرف کنندگان باید دنبال ذکر این درصد بگردند تا تشخیص دهند سفید کننده آن ها قدرت معمولی دارد، غلیظ است یا فرمول متفاوتی دارد. اگر محصول سفید کننده ای به طور واضح درصد هیپوکلریت سدیم خود را ذکر نکرده باشد (برخی محصولات متفرقه یا خارجی ممکن است این اطلاعات را نداشته باشند)، استفاده مطمئن از آن برای گندزدایی دشوار می شود زیرا دستورالعمل های رقیق سازی فرض می کنند غلظت مشخصی در کار است. علاوه بر درصد هیپوکلریت سدیم، برخی برچسب ها یا برگه های ایمنی ممکن است «کلر فعال» را ذکر کنند یا میزان قوت را بر حسب گرم در لیتر بنویسند. کلر فعال به قدرت سفید کنندگی محلول از نظر معادل کلر اشاره دارد که روشی دیگر برای بیان غلظت است. مثلاً درباره یک سفید کننده ۵٪ ممکن است گفته شود که حدود ۵٪ کلر فعال دارد یا تقریباً ۵۰ گرم در لیتر کلر موجود در آن است. نکته مهم این است که این ها صرفاً روش های مختلف بیان یک مفهوم هستند یعنی مقدار ماده کلر آزاد در محلول. هنگام خواندن برچسب، حتماً توجه کنید که آیا درصد داده شده به صورت وزنی/حجمی است یا با واحد دیگری بیان شده است. با دقت به این اطلاعات، می توانید محصولات مختلف (مثلاً سفید کننده ۸٫۲۵٪ در مقابل ۶٪) را مقایسه کنید و دستورالعمل های مصرف صحیح را دنبال کنید. همچنین این توجه کمک می کند که مطمئن شوید سفید کننده خانگی در محدوده توصیه شده (معمولاً ۵–۸٪ برای مصارف خانگی) قرار دارد، وقتی قصد دارید از آن برای ضدعفونی استفاده کنید.

تاثیر غلظت بر قدرت پاک کنندگی سفید کننده

غلظت هیپوکلریت سدیم موجود در محلول مستقیماً بر قدرت سفید کنندگی و گندزدایی آن تاثیر می گذارد. غلظت بالاتر به این معنی است که ماده شیمیایی فعال بیشتری برای تجزیه لکه ها یا کشتن میکروب ها در هر حجم معین در دسترس است. به طور عملی، یک محلول ۱۰٪ دو برابر ماده موثره در هر میلی لیتر نسبت به یک محلول ۵٪ دارد، بنابراین می تواند روی لکه های سرسخت یا سطوح شدیداً آلوده تهاجمی تر عمل کند. با این حال غلظت بیشتر همیشه الزاماً بهتر نیست، اغلب سفید کننده قبل از استفاده رقیق می شود و حتی محلول های رقیق تر نیز با زمان تماس کافی می توانند نتیجه مطلوب را ایجاد کنند. pH محلول آب ژاول و تاثیر آن بر خواص ماده نیز بسیار مهم است، زیرا خاصیت قلیایی این محلول (حدود ۱۱ تا ۱۳) باعث پایداری هیپوکلریت سدیم می شود اما در عین حال می تواند ویژگی خورندگی آن را افزایش دهد. مثلاً یک سفید کننده ۵٪ به خوبی قادر است سطوح را در صورت رقیق سازی مناسب ضدعفونی کند (به طور استاندارد برای اغلب کارها رسیدن به حدود ۰٫۱–۰٫۵٪ کلر موثر توصیه می شود). استفاده از سفید کننده بسیار قوی تر به صورت رقیق نشده ممکن است سریع تر اثر کند یا بر ارگانیسم های مقاوم تر موثر باشد، اما همچنین خطر آسیب به سطوح یا ایجاد بخارات تند را افزایش می دهد. در بسیاری از کاربردهای پاک سازی، پس از اینکه محلول به یک حد کافی از کلر رسید، افزودن میزان بیشتر لزوماً نتیجه بهتری به دست نمی دهد و فقط محلول را خشن تر می کند. البته در برخی شرایط صنعتی یا پزشکی لازم است از غلظت های بالاتر (یا مدت تماس طولانی تر) برای از بین بردن عوامل بیماری زای مقاوم مانند هاگ ها یا برخی ویروس ها استفاده شود. به طور خلاصه، غلظت بر سرعت و قدرت اثر سفید کننده تاثیر می گذارد، غلظت های بالاتر تاثیر فوری قوی تری دارند، اما معمولاً رقیق سازی صحیح یک غلظت متوسط هم می تواند به خوبی کارساز باشد.

پایداری و عمر مفید محلول های سفید کننده

محلول های هیپوکلریت سدیم ذاتاً ناپایدار هستند و به مرور زمان تجزیه می شوند یعنی سفید کننده برای همیشه دوام نمی آورد. از لحظه تولید، سفید کننده به آرامی تجزیه می شود و به نمک (کلرید سدیم)، کلرات و اکسیژن تبدیل می گردد. در نتیجه درصد هیپوکلریت سدیم در یک بطری به تدریج کاهش می یابد. عمر مفید یک سفید کننده خانگی معمولی حدود ۶ ماه تا یک سال است تا حداکثر قدرت خود را حفظ کند، اگرچه پس از آن مدت هم قابل استفاده است اما با اثربخشی کمتر. چندین عامل بر پایداری تاثیر می گذارند: دما، گرمای بالا یا نور خورشید تجزیه و تخریب سفید کننده را تسریع می کند. غلظت، محلول های غلیظ تر سریع تر از محلول های رقیق تر تجزیه می شوند (مثلاً یک محلول ۵٪ نسبت به یک محلول ۱۵٪ پایدارتر است). ناخالصی ها یا فلزات، وجود آلودگی های فلزی می تواند کاتالیزور تجزیه باشد، به همین دلیل سفید کننده را معمولاً در ظروف پلاستیکی نگهداری می کنند (فلزاتی مثل فولاد یا مس می توانند باعث تسریع تخریب شوند). با گذشت زمان، یک بطری سفید کننده کهنه دیگر بوی تند کلر نمی دهد؛ این نشانه کاهش محتوای کلر آزاد آن است. از نظر عملی کاهش قدرت به این معناست که یک سفید کننده کهنه ممکن است دیگر به اندازه محصول تازه به خوبی گندزدایی یا سفید نکند. در همین راستا بسیاری از مصرف‌ کنندگان صنعتی و خانگی برای اطمینان از کیفیت به دنبال خرید آب ژاول تهران بشکه 220 لیتری هستند تا محصولی تازه، با غلظت مناسب و ماندگاری بالا تهیه کنند. تولیدکنندگان معمولاً غلظت را کمی بیش از مقدار اسمی در نظر می گیرند (مثلاً ممکن است سفید کننده را با ۶٪ هیپوکلریت تولید کنند تا پس از چند ماه حداقل ۵٫۲۵٪ باقی بماند). با این حال توصیه می شود سفید کننده را در یک بازه معقول استفاده کنید و آن را برای سال های طولانی ذخیره نکنید. با بررسی تاریخ انقضا یا کدهای تولید روی ظرف سفید کننده، مصرف کنندگان می توانند مطمئن شوند که محلول هنوز نزدیک به غلظت برچسب زده خود است.

رقیق کردن سفید کننده: آماده سازی محلول های موثر

سفید کننده تقریباً همیشه به صورت رقیق شده برای تمیزکاری و ضد عفونی به کار می رود. رقیق سازی صحیح بسیار مهم است: اگر محلول بیش از حد ضعیف باشد اثربخشی لازم را ندارد و اگر بیش از حد قوی باشد می تواند بدون ضرورت خشن و خطرناک شود. برای رقیق کردن، معمولاً سفید کننده را با آب معمولی مخلوط می کنند. یک دستور رایج برای ضدعفونی سطوح عبارت است از مخلوط کردن یک قسمت سفید کننده ۵٪ با ۹ قسمت آب که محلولی با حدود ۰٫۵٪ هیپوکلریت حاصل می شود. اغلب برای ضدعفونی سطوح (مثلاً پاک کردن میزها، کف و اشیاء پس از ریختن مایعات آلوده بدن) چنین نسبتی توصیه می شود. اگر سفید کننده غلظت متفاوتی دارد، نسبت رقیق سازی را متناسباً تنظیم کنید برای مثال با سفید کننده ۸٪ باید مقدار کمتری استفاده شود تا همان غلظت نهایی (~۰٫۵٪) حاصل گردد (حدود ۱ به ۱۵). برای گندزدایی خفیف تر (مانند شستشوی اسباب بازی یا ظروف), حتی محلول های رقیق تر (حدود ۰٫۰۵ تا ۰٫۱٪) به کار می روند که معادل تقریباً ۱ قسمت سفید کننده ۵٪ در ۱۰۰ قسمت آب (۱:۱۰۰) است. هنگام مخلوط کردن، بهتر است سفید کننده را به آب اضافه کنید نه بر عکس، تا پاشش مایع و انتشار بخارات شدید کاهش یابد. همیشه از آب سرد برای رقیق سازی استفاده کنید، آب داغ آزاد شدن گاز کلر را افزایش می دهد و تجزیه محلول را تسریع می کند. همچنین مهم است که محلول رقیق شده را تازه تهیه کنید، سفید کننده رقیق شده مدت زیادی قدرتمند نمی ماند (اغلب توصیه می شود برای هر روز یا هر نوبت مصرف، محلول تازه درست شود). برای مخلوط کردن، از یک ظرف یا سطل پلاستیکی تمیز استفاده کنید (از ظروف فلزی اجتناب کنید). پس از رقیق سازی، می توانید محلول را با یک دستمال، تی یا بطری اسپری به کار ببرید (توجه داشته باشید که مه حاصل از اسپری می تواند تنفس آن را آزاردهنده کند). با پیروی از دستورالعمل های صحیح رقیق سازی اطمینان می یابید که غلظت موثر و در عین حال ایمنی برای کار مورد نظر دارید.

مقایسه محصولات متداول سفید کننده (به همراه جدول)

برای روشن تر شدن تفاوت درصد هیپوکلریت سدیم در انواع محصولات سفید کننده، جدول زیر مقایسه ای بین چند نوع متداول محلول سفید کننده ارائه می دهد. در این جدول غلظت تقریبی به درصد وزنی/حجمی هر دسته، کاربردهای معمول آن، نیاز یا عدم نیاز به رقیق سازی قبل از مصرف، و نکات قابل توجه برای هر مورد ذکر شده است. این مقایسه از پاک کننده های ملایم آماده مصرف شروع می شود و تا سفید کننده های صنعتی بسیار غلیظ را در بر می گیرد: