هیپوکلریت کلسیم
فرمول شیمیایی هیپوکلریت کلسیم، Ca (OCl) ۲ است. هیپوکلریت کلسیم یک جامد سفید است که به صورت دانه یا قرص به آب استخر اضافه می‌شود تا میکروب‌هایی را که می‌تواند شناگران را بیمار کند از بین ببرد.
ضد عفونی‌کننده‌های کلر آب، قهرمانان بهداشت عمومی هستند و هر کجا که مورد استفاده قرار گیرند، زندگی را طولانی‌تر و بهبود می‌بخشند. سیستم‌های بزرگ آب، آن‌هایی که روزانه ده‌ها یا صدها میلیون گالن آب تأمین می‌کنند، در ایالات متحده و کانادا عمدتاً از گاز کلر (Cl۲) یا هیپوکلریت سدیم (NaOCl) برای ضدعفونی‌کردن آب آشامیدنی استفاده می‌کنند.
سیستم‌های آب کوچکتر، آن‌هایی که کمتر از حدود پنج میلیون گالن در روز تأمین می‌کنند، اغلب از هیپوکلریت کلسیم استفاده می‌کنند. هیپوکلریت کلسیم به راحتی برای مدت زمان طولانی حمل و ذخیره می‌شود.
کلسیم هیپو کلریت یک جامد گرانول سفید (یا قرص‌هایی که از گرانول‌ها فشرده می‌شوند) با بوی کلر است. اگرچه نمونه‌های تجاری آن زرد به نظر می‌رسند. ماده‌ای سمی و تحریک‌کننده پوست است. غیرقابل احتراق، اما سوختن مواد قابل احتراق را تسریع می کند.
قرار گرفتن طولانی مدت آن در معرض آتش یا گرما ممکن است منجر به تجزیه شدید مواد و پارگی ظرف نگهداری آن شود. برای تصفیه آب، ضد عفونی‌کننده استخرها، برای سفید کردن کاغذ و منسوجات استفاده می‌شود.
سنتز هیپوکلریت کلسیم:
با استفاده از فرآیند کلسیم یا فرآیند سدیم تولید می‌شود.
- فرآیند کلسیم
۲ Ca(OH) ۲ + ۲ Cl ۲ → Ca(ClO) ۲ + CaCl ۲ + ۲ H ۲ O
- فرآیند سدیم
۲Ca(OH) ۲ + ۳ Cl ۲ + ۲ NaOH → Ca(ClO) ۲ + CaCl ۲ + ۲ H ۲ O + 2 NaCl
پودر سفید کننده در واقع مخلوطی از هیپوکلریت کلسیم Ca(ClO) ۲ و کلرید پایه CaCl۲، Ca (OH) ۲، H ۲ O با مقداری آهک ذوب شده، Ca (OH) ۲ است.
هیپوکلریت کلسیم با ترکیب آهک (Ca (OH) ۲) با گاز کلر به صورت صنعتی تولید می‌شود.
۲Cl۲ + ۲ Ca(OH)۲ → Ca(ClO)۲ + CaCl۲ + ۲ H۲O
خواص
این ماده جامد سفید و زردی است که بوی کلر زیادی دارد. هیپوکلریت کلسیم در آب بسیار محلول نیست. به همین دلیل ترجیحاً باید از آن در آب دارای سختی، نرم تا متوسط استفاده شود. دو نوع هیپوکلریت کلسیم وجود دارد – یک شکل خشک و یک شکل هیدراته. فرم هیدراته ایمن‌تر است.
هیپوکلریت کلسیم با دی اکسید کربن واکنش داده و کربنات کلسیم ایجاد می‌کند و کلر آزاد می‌کند:
۲Ca (ClO) ۲ + ۲CO ۲ → ۲CaCO ۳ + ۲Cl ۲ + O ۲
هیپوکلریت کلسیم با اسید کلریدریک واکنش داده و کلرید کلسیم را تشکیل می‌دهد:
Ca (ClO) ۲ + ۴ HCl → CaCl ۲ + ۲ H ۲ O + 2 Cl ۲
در دست زدن به این محصول باید بسیار مراقب باشید. همیشه در یک مکان خشک و خنک و دور از هرگونه مواد آلی نگهداری شود. هنگام مخلوط کردن آن با آب، افزودن هیپوکلریت کلسیم به آب بی‌خطرترین است. شناخته شده است که این ماده تحت خود گرمایش و تجزیه سریع همراه با آزادسازی گاز کلر سمی است.
واکنش با آب:
قابل انحلال در آب است، به آرامی توسط آب تجزیه می شود که با تولید گاز کلر و گرما همراه است. در حالی که تحقیقات آزمایشگاهی مشخص کرده است که این ماده کاملاً در آب غیر فعال است اما در حضور کاتالیزور، گاز کلر تولید می‌کند.
برنامه های کاربردی
آب استخر
وقتی نوبت به استخرهای شنا می‌رسد، می‌توانید قرص‌ها یا گرانول هیپوکلریت کلسیم را برای از بین بردن باکتری‌هایی که منجر به بیماری‌هایی از جمله اسهال، عفونت گوش شناگر و زخم‌های عفونی می‌شوند، خریداری کنید. همچنین می‌توانید برای استفاده در وان آبگرم از آن استفاده کنید.
کشاورزی
هیپوکلریت کلسیم همچنین از طریق فرایندی به نام تصفیه آب پس از برداشت به مبارزه با بیماری‌های ناشی از غذا کمک می‌کند. در این حالت، هیپوکلریت کلسیم و آب با قدرت مختلف با کمک سیستم‌های کلرزنی مخلوط می‌شوند تا همه میکروب‌ها از بین بروند و منابع غذایی ما را ایمن نماند.
آب آشامیدنی
سرانجام، می‌توان از هیپوکلریت کلسیم برای ضدعفونی آب آشامیدنی استفاده کرد. با توجه به محدودیت‌های آن، برای جوامع کوچکتر، یعنی کسانی که سیستم آب کمتری دارند و بیشترین میزان مصرف را به ۱۹ میلیون لیتر (۵ میلیون گالن) در روز می‌دهند، مناسب‌تر است. این باعث می‌شود هیپوکلریت کلسیم برای استفاده در جوامع در حال توسعه یعنی کشورهای جهان سوم عالی باشد.
استفاده از هیپوکلریت کلسیم در استخر خود
برای اینکه استخر خود را سالم نگه دارید، باید مرتباً آن را شوک بزنید. بنابراین، شما باید استخر خود را به طور منظم شوک دهید. از مواردی که می‌خواهید استخر خود را شوکه کنید، شامل پس از باران شدید، پس از استفاده بیشتر، به عنوان مثال مهمانی استخر، و اگر سطح آب شما به طور قابل توجهی تغییر کرده باشد.
برای شوک دادن به استخر خود با استفاده از هیپوکلریت کلسیم، مراحل زیر را انجام دهید:
- یک سطل ۲۰ لیتری (۵ گالنی) تهیه کنید و آن را با آب پر کنید
- قرص یا گرانول هیپوکلریت کلسیم را اضافه کنید
- آب را هم بزنید تا ماده شیمیایی رقیق شود و سپس آن را به آرامی مستقیم داخل استخر خود بریزید
توجه: از داشتن عینک ایمنی و دستکش، کفش بسته و پیراهن و شلوار آستین بلند اطمینان حاصل کنید. شما می‌خواهید تمام اعضای بدن را بپوشانید، زیرا قرار گرفتن در معرض این ترکیب باعث تحریک می‌شود.
بمب‌های کلر
از هیپوکلریت کلسیم، که به راحتی به صورت عوامل کلرزنی استخر قابل دستیابی است، برای ساخت بمب‌های “تفریحی” استفاده شده است. (که بعضاً به آن بمب کلر می‌گویند) به دلیل خاصیت اکسید کنندگی، هیپوکلریت کلسیم را می‌توان با مواد اکسید شده به راحتی (مثلا گلیسیرین یا گلیکول‌های حاصل از مایع ترمز) مخلوط کرد و باعث ایجاد ماده منفجره ضعیف می‌شود.
یک راه حل دیگر مخلوط کردن هیپوکلریت کلسیم با اسیدهای ضعیف خانگی (کولا، سرکه) است، مخلوطی که منفجر نخواهد شد اما مقدار زیادی گاز، عمدتا کلر ایجاد می‌کند. هر دو نوع با قرار دادن مقداری کلر ساز استخر حاوی هیپوکلریت کلسیم در یک بطری که ترجیحاً از پلاستیک ساخته شده است، تهیه می‌شود، سپس یک ماده‌ای که به راحتی اکسیده یا اسیدی می‌شود، درب بطری را می‌گذارند، آن را تکان می‌دهند و دور می‌اندازند.
مقدار گاز حاصل از واکنش شیمیایی دو ماده در نهایت (معمولاً پس از چند ثانیه) باعث پارگی انفجاری بطری خواهد شد. هنگامی که با مواد قابل اشتعال مخلوط می‌شود، ممکن است شعله‌های آتش نیز تولید شود. در حالی که آزمایش با مخلوط‌های منفجره “خانگی” بدیهی است که یک فعالیت پرخطر است، خطرات دیگری نیز وجود دارد.
نه تنها احتمال واقعی “زود خاموش شدن” بمب زودتر از حد انتظار و صدمه جدی وجود دارد، بلکه مواد درگیر در تهیه، و همچنین محصولات واکنش شیمیایی مضر هستند (خورنده بودن، هیپوکلریت کلسیم، تحریک کننده و اکسید کننده قوی ؛ گاز کلر بسیار سمی است).
بطری های پلاستیکی معمولاً پاره می شوند و ترکش تولید نمی‌کنند. با این وجود بطری‌های شیشه‌ای به قطعات تیز منفجر می‌شوند که می‌تواند به افرادی که در آن نزدیکی ایستاده‌اند آسیب جدی برساند.
خطر آتش‌سوزی:
واکنش هیدراتاسیون بسیار سریع و گرما‌زا می‌باشد. این ماده هنگام حضور در آتش، آتش‌سوزی را تسریع می‌کند. برخی ممکن است هنگام گرم‌شدن یا حضور در آتش‌سوزی به طور انفجاری تجزیه شوند. ممکن است در اثر گرما یا حضور آلودگی منفجر شود. برخی از آن‌ها با هیدروکربن‌ها (سوخت‌ها) به طرز انفجاری واکنش نشان می‌دهند.
ممکن است مواد قابل اشتعال:
- چوب
- کاغذ
- روغن
- پوشاک و غیره را مشتعل کند.
ظروف حاوی هیپوکلریت‌کلسیم ممکن است هنگام گرم‌شدن منفجر شوند. رواناب‌های حاوی این ترکیب ممکن است خطر آتش‌سوزی یا انفجار ایجاد کند.
خطرات سلامتی:
استنشاق، بلع یا تماس (پوست، چشم) با بخارات یا ماده ممکن است باعث صدمات شدید، سوختگی یا مرگ شود. احتراق آن ممکن است گازهای سوزش‌آور، خورنده و یا سمی تولید کند. رواناب‌ها به منظور کنترل آتش یا آب رقیق‌کننده ممکن است باعث آلودگی شود.
واکنش‌پذیری:
هیپوکلریت کلسیم یک ماده اکسید کننده قوی است، به خصوص در صورت وجود آب یا در هنگام گرم‌شدن همراه با آزاد سازی گازهای اکسیژن و کلر تجزیه می‌شود.
در واکنش با:
- مواد آلی
- روغن
- هیدروکربن و الکل ممکن است به انفجار منجر شود.
واکنش هیپوکلریت کلسیم با نیترومتان، متانول، اتانول (و سایر الکل‌ها) پس از یک تاخیر می‌توانند شدید شود. با احتراق احتمالی و / یا انفجار با ترکیبات گوگرد آلی و با سولفیدها واکنش نشان می‌دهد. NCl۳ بسیار منفجره را در تماس با اوره یا آمونیاک تشکیل می‌دهد. ترکیبی از هیپوکلریت کلسیم، سولفات هیدروژن‌سدیم، نشاسته و کربنات‌سدیم، هنگام فشرده‌سازی، باعث لکه‌دار شدن مواد و به دنبال آن انفجار می‌شود.
ایمنی:
هیپوکلریت کلسیم باید دور از هرگونه اسید، مواد آلی و فلزات خشک و سرد نگهداری شود. فرم هیدراته آن ایمن‌تر است. اگر به‌طور اتفاقی با اسید قوی مانند هیدروکلریک اسید مخلوط شود، ممکن است به صورت ناگهانی کلر عنصری سمی و خورنده‌ای ایجاد شود. انتشار کلر مضر است و می‌تواند مشکلات ریوی شدید ایجاد کند.
