Acqua di Javel

L'acqua di Javel, candeggina, sbiancante o varechina si riferiscono tutte a un significato e quel significato non è altro che sbiancare e disinfettare, che viene utilizzato principalmente per tessuti e abbigliamento. Naturalmente, acqua di Javel è l'unico termine comune in Iran e nella maggior parte del mondo si usa il termine Bleach per sbiancante. L'acquisto di acqua di Javel viene effettuato principalmente per disinfettare e sterilizzare su scala industriale e domestica. Quando si parla di acquisto di acqua di Javel, generalmente ci riferiamo alla formula chimica del ipoclorito di sodio, NaOCl. Questo composto chimico si scioglie a ۱۸ gradi Celsius e bolle a ۱۰۱ gradi Celsius e in generale, se esposto alla luce e al calore, perderà le sue proprietà.

Gli sbiancanti hanno ampie proprietà antibatteriche (antimicrobiche) e si rivelano molto utili per disinfettare e sterilizzare. Ad esempio, l'acqua di Javel è utilizzata per eliminare batteri, virus e alghe nell'ambiente delle piscine e viene anche utilizzata per rimuovere erbacce, eliminare muffe e sbiancare la polpa del legno. Alcuni sbiancanti sono ossidanti e altri riducenti e quasi tutti hanno la capacità di combinarsi con pigmenti naturali e rimuoverli dall'ambiente di contatto. Il contatto dello sbiancante con la pelle e gli occhi è pericoloso e causerà danni. Inoltre, la respirazione prolungata a bassa concentrazione causerà sintomi di avvelenamento e a concentrazioni elevate causerà danni al sistema respiratorio.

Storia dell'acqua di Javel

La storia dello sbiancante o Bleach risale a molti anni prima di Cristo, anche se il liquido sbiancante acqua di Javel è entrato nella vita degli esseri umani molti anni dopo Cristo e persino la parola Bleach è stata registrata dodici secoli dopo Cristo nella storia dell'umanità, ma lo sbiancante stesso è stato scoperto ۳۰۰۰ anni prima di Cristo e il suo primo processo è stato eseguito ۲۰۰۰ anni prima di esso. Il primo processo di sbiancamento nella storia è stato registrato ۵۰۰۰ anni prima di Cristo dagli egiziani utilizzando il sole. Loro lavavano i loro tessuti di lino in acqua e li stendevano al sole per farli diventare bianchi (più chiari).

Le prove mostrano che duemila anni dopo gli egiziani, le persone avevano la conoscenza sufficiente per creare una soluzione sbiancante da cenere di legno che, dopo essere stata mescolata con acqua, diventava una soluzione alcalina capace di schiarire i colori e in alcuni casi di rimuoverli. È interessante notare che immergevano i vestiti per un lungo periodo di tempo nella soluzione alcalina preparata per farli diventare completamente bianchi. Naturalmente, questo processo era molto lungo e causava danni alla trama del tessuto e a causa dell'elevata alcalinità, era necessaria molta attenzione durante l'uso della soluzione.

Gli olandesi nel XI e XII secolo erano conosciuti come maestri dello sbiancamento nelle lavanderie europee. Aggiungevano latte acido come spezia all'acqua alcalina, il che rendeva i vestiti o i tessuti morbidi dopo lo sbiancamento e riduceva gli effetti negativi sulla trama del tessuto. È interessante notare che mantenevano questa pratica come un segreto tra loro e per anni dopo, il processo era mantenuto come un segreto nei Paesi Bassi.

Nonostante questo processo sia stato registrato nel ۱۳۲۲ in Inghilterra, fino alla metà del XVIII secolo gli olandesi erano i sovrani indiscussi dello sbiancamento nel mondo; la maggior parte dei tessuti di lino marroni prodotti, in particolare i tessuti scozzesi, venivano inviati direttamente nei Paesi Bassi per essere sbiancati, ma questo processo era molto lungo; ci volevano da sette a otto mesi affinché i tessuti diventassero bianchi in modo soddisfacente, poiché oltre al processo di sbiancamento di circa ۲ mesi, era necessario anche molto spazio (tanto che la città di Haarlem nell'ovest dei Paesi Bassi era diventata un centro per questo lavoro) per asciugare tutti i tessuti necessari. Per questo motivo, a metà del XVII secolo, gli scienziati iniziarono a pensare di sostituire qualcosa al latte per accelerare questo processo.

Nel ۱۷۴۶, John Roebuck, uno scienziato inglese, utilizzò acido solforico diluito al posto del latte acido. Questa sostituzione si rivelò molto efficace, riducendo il tempo necessario per il processo di sbiancamento da sei settimane a due mesi a sole ventiquattro ore e talvolta dodici ore, portando a una crescita economica straordinaria in questo commercio.

Nel ۱۷۷۴, il chimico svedese Carl Wilhelm Scheele (scopritore dell'ossigeno) scoprì che il gas cloro, un gas di colore fosforico (verde-giallastro), appartenente alla famiglia degli alogeni e irritante, aveva la capacità di rimuovere i colori vegetali. Questa scoperta ispirò Claude Louis Berthollet a scoprire l'acqua di Javel nel ۱۷۸۵.

Il processo di scoperta dell'acqua di Javel durò sette anni, durante i quali gli esperimenti iniziali comportavano un alto rischio per la salute, in cui il gas cloro veniva esposto direttamente ai tessuti in un contenitore o veniva introdotto direttamente in una soluzione, il che portò a numerosi fallimenti negli esperimenti di Berthollet fino a quando nel ۱۷۹۲, nella città di Javel vicino a Parigi, l'acqua di Javel (che prende il nome dalla produzione in questa città) fu ottenuta mescolando una parte di soluzione di potassio con otto parti di acqua. Berthollet scoprì poi l'ipoclorito di sodio e vicino alla prima guerra mondiale la produzione commerciale di acqua di Javel divenne possibile.

Tuttavia, il momento più grande nell'industria dello sbiancamento si verificò nel ۱۷۹۹ quando Charles Tennant di Glasgow introdusse il cloruro di calcio (conosciuto come polvere di candeggina). Egli presentò l'ipoclorito di calcio come sostituto dell'acqua di Javel.

Intorno all'anno ۱۸۲۰, il chimico francese Antoine Germain Labarac scoprì le proprietà antibatteriche e anti-inquinamento dell'ipoclorito di sodio, portando a un grande progresso nella disinfezione degli strumenti medici e, in generale, avendo un impatto significativo sulla salute pubblica degli esseri umani, sulla pulizia degli ambienti ospedalieri, degli strumenti delle sale operatorie e dei macelli (produzione di carne).

Anche se ci sono stati molti progressi da quel momento nel campo dello sbiancamento, oggi l'acqua di Javel (۵ percento invece di ۱۷-۱۸ percento di allora) gioca un ruolo importante nella vita familiare e industriale delle persone e, sebbene ingerirla sia tossico (dopo un'ingestione accidentale bere rapidamente latte) e il contatto con la pelle, gli occhi e il sistema respiratorio causi danni, la sua presenza ha portato a un grande progresso nella salute umana.

Proprietà dell'acqua di Javel

La varechina o acqua di Javel è un liquido incolore o verde-giallastro con un odore irritante di cloro, con un peso molecolare di 442/74 grammi per mole. La sua densità è molto simile a quella dell'acqua ed è pari a ۱۱/۱ grammi per centimetro cubo. L'acqua di Javel pentaidrata si scioglie a ۱۸ gradi Celsius e bolle a ۱۰۱ gradi Celsius a pressione atmosferica e si degraderà. L'acqua di Javel a zero gradi Celsius si dissolve in ۳/۲۹ grammi per cento millilitro d'acqua e ha tre atomi pesanti con due legami covalenti.

L'ipoclorito anidro è altamente instabile in presenza d'aria, a meno che non sia combinato con idrossido di sodio. Questa combinazione produce gas pericolosi Na2O e HCl durante la decomposizione, che possono esplodere. Di solito, l'ipoclorito pentaidrato è stato utilizzato più frequentemente a causa della sua maggiore stabilità e della minore capacità di esplosione, e viene commercializzato come diidropoclorito decaidrato. La forma cristallina del composto chimico dell'acqua di Javel è ortorombica e si decompone e evapora rapidamente a temperatura ambiente, ma a ۷ gradi Celsius solo l'۱ percento si decompone ed evapora dopo un anno e a ۴ gradi Celsius rimarrà intatto dopo due anni.

Metodo di preparazione dell'acqua di Javel

Attualmente ci sono cinque metodi per produrre acqua di Javel, che esamineremo:

۱- Iniezione di gas cloro nella soda caustica

L'ipoclorito di potassio fu prodotto da Claude Louis Berthollet a Javel, passando gas cloro attraverso una soluzione di acqua alcalina di potassio. Questa soluzione debole fu trasformata in ipoclorito di sodio da Antoine Labarac sostituendo la soluzione di soda caustica con la soluzione di potassio.

Cl2(g) + ۲NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaClO(aq) + H2O(aq)

In questa reazione, il cloro viene simultaneamente ossidato e ridotto e durante questo processo si ottiene anche ipoclorito pentaidrato utilizzando una soluzione di NaOH al ۴۵-۴۸ percento.

۲- Da ipoclorito di calcio

In questo metodo, si utilizza la reazione tra carbonato di sodio e polvere di candeggina (una miscela di ipoclorito di calcio, cloruro di calcio e idrossido di calcio) per produrre ipoclorito di sodio. Questo metodo veniva utilizzato quando si prevedeva che l'acqua di Javel prodotta sarebbe stata utilizzata come disinfettante negli ospedali dopo la prima guerra mondiale.

۳- Elettrolisi dell'acqua salata

Alla fine del XIX secolo, E. S. Smith sviluppò un metodo per produrre ipoclorito di sodio utilizzando l'elettrolisi dell'acqua salata. In questo metodo, inizialmente si producono idrossido di sodio e gas cloro, e poi la miscela viene trasformata in acqua di Javel. Questo ha reso la produzione di ipoclorito di sodio molto più economica rispetto a prima e oggi il suo processo migliorato, noto come processo Hoek, è l'unico processo utilizzato su scala industriale per produrre acqua di Javel. In questo processo, il gas cloro passa attraverso idrossido di sodio freddo diluito, producendo NaOCl e NaCl, e il gas cloro stesso viene prodotto in questo metodo tramite elettrolisi. La temperatura del processo è mantenuta sotto ۴۰ gradi Celsius per evitare la produzione indesiderata di clorato di sodio e il sale prodotto viene anche offerto come prodotto secondario.

۴- Combinazione di acido ipocloroso e soda caustica

Questo metodo è stato registrato nel ۱۹۶۶ per produrre ipoclorito di sodio diidrato da acido ipocloroso e soluzione di idrossido di sodio. Tuttavia, nel ۱۹۹۱ è stato proposto un metodo basato su questo stesso metodo per produrre ipoclorito di sodio pentaidrato, che non è economicamente conveniente per grandi scale.

۵- Combinazione di ozono e sale

La combinazione di ozono e sale è un metodo costoso ma facile per preparare acqua di Javel per scopi di ricerca. In questo metodo, il sale viene ridotto dal gas ozono e si produce ipoclorito di sodio, liberando gas ossigeno. Questa reazione avviene a temperatura ambiente ed è adatta anche per l'ossidazione degli alcoli.

Applicazioni dell'acqua di Javel

In sintesi, l'acqua di Javel viene utilizzata ovunque ci sia bisogno di disinfettare o sbiancare. In generale, le applicazioni dell'acqua di Javel possono essere suddivise in quattro categorie principali: sbiancante, detergente, disinfettante e sterilizzante. Altre applicazioni includono il trattamento dei canali radicolari dei denti, il trattamento delle acque reflue, la neutralizzazione dei gas nervini e la riduzione dei danni alla pelle durante l'eczema.

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