Axit hypoclorơ là dung dịch diệt khuẩn được tạo ra từ máy điện phân tạo nước khử trùng của chúng tôi, thông qua các thiết bị: PG-3.0, Well Clean-Te, Aquacid và Serius. Hãy cùng OSG & TU-SEIKI tìm hiểu Axit hypoclorơ là gì, được tạo ra như thế nào? Lý do tại sao Axit hypoclorơ được coi là chất diệt khuẩn an toàn và hiệu quả nhất hiện nay?
| Tên tiếng anh |
| Hypochlorous acid, chloric(I) acid, chloranol, hydroxidoclo |
| Tên gọi khác |
| Hydrogen hypochlorite, clo hydroxide, nước điện phân, nước điện phân oxi hóa, nước kích hoạt điện |
|
Axit hypoclorơ là một axit yếu tương tự như của nước ép cam quýt nhẹ. Đây là một chất oxy hóa được sản sinh tự nhiên bởi bạch cầu trong máu của tất cả động vật có vú để tự chữa lành và bảo vệ cơ thể. Nước axit này cũng có thể được tạo ra bằng phương pháp điện phân để ứng dụng làm chất tẩy rửa, sát khuẩn và khử trùng trong thương mại và công nghiệp.
Công thức hóa học của axit hypoclorơ là HClO, trong một số ngành công nghiệp axit hypoclorơ còn có công thức là HOCl.
Trong cơ thể con người:
Axit hypoclorơ đóng vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch khi tiêu diệt các mầm bệnh nhờ quá trình oxi hóa và clo hóa, có hiệu quả mạnh mẽ trong việc chống vi khuẩn xâm nhập, nấm và vi rút.
Trong đời sống:
Axit hypoclorơ thường được sử dụng làm chất tẩy trắng, chất khử mùi, chất sát khuẩn và chất khử trùng trong y tế, an toàn thực phẩm, xử lý nước và vệ sinh chung.
2 NaCl(s) + 2 H20(l) → 2 NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)
Sodium hydroxide được sản sinh ở cathode:
Na+(aq) + OH-(aq) → NaOH(aq)
Nó bị nhiễm bẩn do khí oxi vì phản ứng:
4OH-(aq) – 4e- → 2H2O(l) + O2(g)
Bổ sung thêm clo vào nước cho ra axit hydrochloric (HCl) và axit hypoclorơ (HCLO):
Cl2(g) + H2O ⇌ HCLO(aq) + HCl(aq)
Cl2(g) + 4 OH− ⇌ 2 ClO-(aq) + 2 H2O(l) + 2 e−
Cl2(g) + 2 e− ⇌ 2 Cl-(aq)
Phản ứng Cathode :
2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH- (aq)
Tạo ra Chlorine Tự do :
Cl2 (g) + H2O → HCLO + HCl
Cl2 (g) + 2OH-(aq) → OCl- (aq) + Cl-(aq) + H2O(l)
Axit hypoclorơ được tạo thành khi clo (Chlorine) tan trong nước, vì thế ta có thể sản xuất HClO bằng quá trình điện phân qua dung dịch nước mặn. Công nghệ này đã được phát hiện từ những năm 1970.
Nguyên lý tạo ra HClO
Axit hypoclorơ được tạo thành khi clo (Chlorine) tan trong nước. Phân tử Chlorine tự do có sẵn (FAC) là clo không gắn kết, có ba dạng Chlorine tự do có sẵn: khí clo, axit hypoclorơ và hypoclorit. Giả sử ở nhiệt độ không đổi 25 độ C, độ pH dưới 3, clo tự do sẽ bốc hơi khỏi dung dịch thành khí clo. Khi pH trên 7.5, hơn 50% sẽ là hypoclorit (OCl-) và hypoclorit sẽ tăng khi pH tăng lên 14. Nếu pH được khống chế ở mức pH 3 – 7.5, dung dịch clo tự do sẽ bị axit hypoclorơ (HClO) chiếm ưu thế.
Quá trình điện phân tạo ra HClO
Điện phân là kỹ thuật sử dụng dòng điện một chiều để điều khiển phản ứng hóa học không tức thời. Các tế bào điện phân có thể tạo ra dung dịch clo (chlorine) tự do bằng cách cho dòng điện đi qua dung dịch HCl (clo hydrit) hoặc NaCl (natri clorit) và nước. Các chất oxi hóa axit hypoclorơ (HClO) và hypoclorit (OCl-) được hình thành ở cực dương. Bằng cách thay đổi độ pH của nước thành axit yếu đến trung tính (pH 3 – 7.5), axit hypoclorơ sẽ được tạo ra.
Chất khử trùng và các mầm bệnh do vi khuẩn tương tác với nhau như nam châm. Nếu bạn để hai nam châm mang điện tích âm gần nhau, chúng sẽ đẩy nhau.
Ion hypoclorit (OCl- hay thuốc tẩy) và vi khuẩn đều tích điện âm và tương tác như hai nam châm tích điện âm đẩy nhau. Còn Axit hypoclorơ (HClO) không tích điện và không chống lại vi khuẩn, nhưng cũng nhờ vậy HClO dễ dàng thẩm thấu, thâm nhập vào màn vi khuẩn và tiêu diệt chúng nhờ khả năng oxi hóa mạnh.
Axit hypoclorơ di chuyển nhanh chóng, có khả năng oxy hóa mạnh hơn Ion hypoclorit nên có thể oxy hóa vi khuẩn trong vài giây, trong khi có thể mất đến nửa giờ để Ion hypoclorit làm như vậy.
Axit hypoclorơ không mang điện tích trong khi Ion hypoclorit (OCl-) tích điện âm. Bề mặt vi khuẩn mang điện tích âm nên tạo lực đẩy, Ion hypoclorit cũng có điện tích âm, điều này làm cho Ion hypoclorit kém hiệu quả hơn khi tiêu diệt mầm bệnh. Trong khi, Axit hypoclorơ thiếu điện tích cho phép nó thâm nhập xuyên qua các màng bảo vệ của vi khuẩn tốt hơn.
Tỷ lệ của hai hợp chất được xác định bởi độ axit tương đối (pH) của nước. Các chuyên gia xử lý nước có thể điều chỉnh độ pH để làm cho Axit hypoclorơ chiếm ưu thế hơn, vì như vậy sẽ có hiệu quả hơn trong việc tiêu diệt vi khuẩn.
Axit hypoclorơ có thể được sản xuất bằng quá trình điện phân. Việc xây dựng một hệ thống sản xuất dung dịch clo tự do bị phân tử Axit hypoclorơ (HClO) chiếm ưu thế hơn Natri hypoclorit (NaOCl-) là một thách thức. Việc phát triển các tế bào điện phân để tạo nước điện phân trở thành đột phá sáng tạo lớn trong những năm 1970. Kể từ đó, tế bào điện phân có nhiều cải tiến để tạo ra dung dịch clo tự do G62N 99% Axit hypoclorơ và ổn định.
Lịch sử điện phân
- Michael Faraday tìm ra các định luật về điện phân và quá trình này trở thành thương mại từ những năm 1870.
- Những năm 1970, các nhà khoa học đã phát triển công nghệ kích hoạt điện hóa (ECA) nước muối để sản sinh ra HOCl.
- Công nghệ ECA những ngày đầu sử dụng màng để tách nước muối thành hai dung dịch của HOCl và NaOH.
- Trong những năm 1980, các hệ thống dòng đơn được phát triển đã tạo ra dung dịch HOCl không có sản phẩm phụ.
- Gần đây, những hệ thống này được nâng cấp để tuổi thọ lâu hơn và tạo ra dung dịch ổn định hơn.
Điện phân là sự chuyển dòng điện trực tiếp qua chất ion, được Michael Faraday giải thích lần đầu vào thập niên 1830.
Điện phân màng tạo axit HClO mạnh và sản phẩm phụ kiềm (alkaline) của NaOH từ dung dịch NaCl (muối ăn trong nước).
Công nghệ Tế Bào Đơn được phát triển để tạo ra dung dịch HClO ổn định hơn tại điểm pH tối ưu không có các sản phẩm kiềm (alkaline) phụ của NaOH.
Axit hypoclorơ (HClO) do bạch cầu sản xuất để bảo vệ chống lại các mầm bệnh do vi khuẩn xâm nhập. Khi các vi sinh vật gây bệnh cố gắng xâm nhập vào vết thương, các tế bào bạch cầu là đơn vị phản ứng đầu tiên và tiêu diệt vi khuẩn tiếp xúc với chất diệt khuẩn HClO. Vì HClO không gây kích ứng, lại dịu nhẹ trên da, nên có ý nghĩa trong việc chăm sóc vết thương. Ngoài ra, nó có thể thay thế tất cả các hóa chất vệ sinh thông thường được sử dụng để làm sạch trong các cơ sở y tế. Loại bỏ hóa chất độc hại không chỉ là việc làm có ý nghĩa mà còn mang đến một môi trường an toàn hơn cho trẻ em và người lớn tuổi.
Vệ sinh tay và toàn cơ thể
Các dung dịch vệ sinh hóa học được phân phối dưới dạng đậm đặc là độc hại và có thể nguy hiểm. Khi tiếp xúc với da hoặc hít phải có thể gây ra dị ứng. Axit hypoclorơ không gây ra những rủi ro như vậy. Hệ thống điện phân tạo axit hypoclorơ được thực hiện từ muối ăn, nước và điện. Không cần thiết bị bảo hộ cá nhân.
Rửa mặt, súc miệng, làm sạch vết thương
Axit hypoclorơ không gây ra kích ứng cho mắt và da. Thậm chí nếu nuốt phải cũng không gây hại. Nhờ an toàn nên Axit hypoclorơ là chất khử trùng lý tưởng để khử trùng thực phẩm trực tiếp và các bề mặt tiếp xúc thực phẩm. Axit này cũng lý tưởng trong việc chăm sóc sức khỏe, dùng để làm sạch vết thương, thuốc nhỏ mắt, khử trùng phòng bệnh nhân thay thế các chất hóa học độc hại như thuốc tẩy và hợp chất amôni bậc 4 (quaternary ammonium).
Phần lớn các nghiên cứu đã được thực hiện liên quan đến các ứng dụng thực tiễn của axit hypoclorơ trong lĩnh vực an toàn thực phẩm. Kể từ khi Luật hiện Đại hóa An toàn Thực phẩm (FSMA) được ký ban hành vào năm 2011, trọng tâm của an toàn thực phẩm đã chuyển từ ứng phó sang ngăn chặn nhiễm bẩn. Có lẽ không có chất khử trùng thực phẩm nào được nghiên cứu và hiểu rõ hơn so với axit hypoclorơ. Nghiên cứu đã chứng minh rõ ràng rằng axit hypoclorơ là an toàn và hiệu quả để đảm bảo duy trì số lượng vi sinh vật trên bề mặt thực phẩm và bề mặt tiếp xúc dưới mức độ lây nhiễm.
Vệ sinh bề mặt và thiết bị
Vệ sinh thực phẩm trực tiếp
Hệ thống điện phân tại nhà
Một số hệ thống điện phân tại nhà đã được phát triển để có thể tạo ra Axit hypoclorơ ổn định bằng cách sử dụng muối ăn và nước. Một ít giấm chưng cất đôi khi được thêm vào để giảm pH, cho phép phân tử Axit hypoclorơ chiếm ưu thế hơn trong dung dịch clo tự do. Yếu tố quan trọng cần xem xét khi chọn hệ thống điện phân tại nhà là chất lượng của tế bào điện phân. Các hệ thống chất lượng cao hơn có thể tốn kém hơn nhưng thời gian sử dụng sẽ lâu hơn nhờ vào độ bền của các hợp kim được dùng để tạo ra các tế bào.
Lợi ích là gì?
Không giống như thuốc tẩy clo, Axit hypoclorơ 100% an toàn và không gây kích ứng. Bạn sẽ không bị bỏng cho dù bị dính vào da hay mắt. Ngay cả khi nó vô tình bị nuốt vào, hoàn toàn vô hại. Tuy nhiên, HClO có hiệu quả tiêu diệt các mầm bệnh vi khuẩn hơn thuốc tẩy clo đến 70-80 lần.
Có thể sử dụng HClO ở đâu?
Trong nhà, Axit hypoclorơ rất hữu ích ở bất cứ nơi nào bạn cần một chất khử trùng nhưng lại không cảm thấy thoải mái khi sử dụng hóa chất độc hại. Một ví dụ hoàn hảo là trong nhà bếp. Thay vì rửa rau xanh bằng nước, hãy sử dụng Axit hypochlorơ. Hoặc đối với các vật dụng cá nhân như bàn chải đánh răng hoặc dao cạo, sử dụng Axit hypoclorơ là rất an toàn. Muốn vệ sinh quần áo mà không làm hỏng hoặc đổi màu quần áo, Axit hypoclorơ sẽ là câu trả lời.
HClO cho hiệu quả khử trùng nhanh, mạnh so và ổn định hơn với các chất khác (gấp 80 lần Natri hypoclorit) tiêu diệt được nấm men, vi khuẩn, trực khuẩn và cả vi rút.
HClO không gây độc hại và nguy hiểm cho con người khi hít phải, cũng không gây kích ứng mắt và da, an toàn để rửa tay, khử trùng toàn thân và vật dụng của trẻ nhỏ.
HClO an toàn và lành tính, ít tác dụng lên vải vóc hơn so với thuốc tẩy clo. Thích hợp sử dụng khử trùng quần áo, thiết bị và dụng cụ trong sản xuất thương mại, nông nghiệp.
HClO được làm từ muối, hầu như không còn tồn tại trong tự nhiên và trở thành nước muối thông thường khi tiếp xúc với vi khuẩn hay các chất hữu cơ.
Viện truyền nhiễm quốc gia Nhật Bản đã chứng minh nước Axit hypoclorơ có hiệu quả lâm sàng trong việc tiêu diệt vi khuẩn, trực khuẩn bào tử và vi rút. Cơ quan kiểm dịch Mỹ cũng đã xác nhận khả năng tiêu diệt chủng Coronavirus / Covid-19. Tại Việt Nam, nước khử trùng HClO này cũng đã được lấy mẫu kiểm nghiệm tại Viện Pasteur TP.HCM và Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng Việt Nam cho thấy khả năng diệt khuẩn đến 99,99%.
