Nước javen (NaOCl) là gì? Những điều có thể bạn chưa biết về thuốc tẩy clo

Thuốc tẩy trắng là một hóa chất rất hữu ích trong các gia đình và được sử dụng khá phổ biến trong đời sống hàng ngày. Bạn có thể dùng chúng để loại bỏ vết ố bẩn bám trên áo quần và làm trắng vải, hay sử dụng để khử trùng bề mặt của các vật dụng nhà bếp và phòng tắm. Đôi khi, nó còn được dùng để diệt và loại bỏ nấm mốc tích tụ.

Có hai loại thuốc tẩy gia dụng chính hiện nay bao gồm:

• Thuốc tẩy oxy: còn gọi là thuốc tẩy không chứa clo bởi thành phần chính là hydrogen peroxide (còn gọi là nước oxy già H2O2), ít mùi, thân thiện với môi trường hơn và an toàn khi sử dụng để tẩy vết ố trên quần áo màu.
• Thuốc tẩy clo: còn gọi là nước javen - một loại thuốc tẩy trắng rất mạnh và được sử dụng nhiều trong giặt ủi áo quần, làm chất khử trùng và diệt khuẩn. Đây cũng là hóa chất chúng ta sẽ tìm hiểu trong bài viết này.

Nước javen (hay sodium hypochlorite, natri hypoclorit) có công thức hóa học là NaOCl (hoặc NaClO), bao gồm anion hypochlorite (ClO⁻) và cation natri (Na+). Nó là chất oxy hóa mạnh, có màu hơi vàng hoặc hơi xanh.

Nguồn gốc

Năm 1789, nhà hóa học người Pháp - Claude Louis Berthollet - đã phát hiện ra thuốc tẩy natri hypoclorit ở Javel, một ngôi làng ngoại ô Paris. Vì vậy, trong tiếng Pháp, nó được gọi là Eau de Javel (hay gọi tắt là nước javen), theo tên ngôi làng nơi nó được sản xuất.

Với khả năng làm trắng vải hiệu quả, nó nhanh chóng được đưa vào sử dụng thương mại và đến nay loại thuốc tẩy chứa clo này được xem như một hóa chất “quốc dân” bởi nó là thành phần chính trong nhiều sản phẩm tẩy trắng trên thị trường.

Tính chất của thuốc tẩy trắng Javen

Tính chất vật lý:

• Khối lượng mol: 74,4 g/mol. Nó có mùi giống clo và có vị ngọt.
• NaOCl hòa tan trong nước với mật độ 1,11 g/cm³. Do khả năng phản ứng cao nên nó có tính ăn mòn cao, có đặc tính khử mùi và tẩy trắng.
• Điểm nóng chảy của natri hypoclorit ở dạng pentahydrate (chất rắn màu vàng lục nhạt, có cấu trúc tinh thể trực thoi) là 18°C. Trong khi phân hủy, điểm sôi của dung dịch natri hypoclorit là 101°C.
• Natri hypoclorit dễ nổ và không ổn định, mặc dù natri hypoclorit pentahydrat không nổ và ổn định ở nhiệt độ thấp hơn.

Tính chất hóa học:

- Khi đun nóng dung dịch natri hypoclorit, nó sẽ bị phân hủy thành NaClO₃ và NaCl

3NaOCl → NaClO₃ + 2NaCl

- CO₂ trong khí quyển giải phóng HClO khỏi NaClO

NaOCl + CO₂ + H₂O → NaHCO₃ + HOCl

- Khi đun nóng với CaO trong dung dịch kiềm, O₂ được giải phóng

2NaOCl + CaO → 2NaCl + O₂

- Nó hoạt động như một chất tẩy trắng và oxy hóa vì nó tạo ra oxy mới

NaOCl → NaCl + [O]

- Nó oxy hóa H₂O₂ thành O₂

NaOCl + H₂O₂ → NaCl + H₂O + O₂

- Ngoài ra, NaOCl còn được dùng trong quá trình oxy hóa tinh bột.

Thuốc tẩy trắng áo quần hoạt động như thế nào?

Màu của thuốc nhuộm hoặc sắc tố thường tạo ra bởi một phần màu gọi là nhiễm sắc thể (NST) trong mỗi phân tử của nó. Để loại bỏ màu, chất tẩy trắng hoạt động theo một trong hai cách sau:

• Thuốc tẩy oxy hóa sẽ phá vỡ các liên kết hóa học tạo nên các mảng màu. Điều này làm thay đổi phân tử thành một chất khác không chứa NST hoặc chứa NST không hấp thụ ánh sáng.
• Thuốc tẩy clo hoạt động bằng cách chuyển đổi các liên kết đôi trong nhiễm sắc thể thành các liên kết đơn. Điều này giúp loại bỏ khả năng hấp thụ ánh sáng của NST.

Khi phơi áo quần dưới trời nắng, ánh sáng mặt trời hoạt động như một chất tẩy trắng, các photon ánh sáng năng lượng cao (thường ở vùng tím hoặc tử ngoại) có thể phá vỡ các liên kết trong NST, khiến các mảng sắc tố trở thành không màu.

Cách sử dụng tẩy trắng áo quần hiệu quả nhất

Thông thường khi giặt ủi, người ta thường sử dụng thuốc tẩy clo kết hợp với bột giặt. Bởi thuốc tẩy clo sẽ thủy phân các liên kết đôi làm phá vỡ vết bẩn trong khi bột giặt sẽ thực hiện công việc làm sạch quần áo. Không chỉ loại bỏ vết bẩn, sự kết hợp tuyệt vời này còn giúp vải sạch và trắng hơn so với việc chỉ dùng bột giặt như cách giặt đồ truyền thống.

Điều chế nước javen như thế nào?

Có nhiều phương pháp khác nhau để tạo ra nước javen, một số phương trình điều chế tham khảo như sau:

1. Phản ứng clo với xút lỏng:

Dung dịch NaOCl thu được bằng cách cho khí clo vào dung dịch xút lạnh và loãng. Phản ứng được biểu diễn như sau:

2NaOH + Cl₂ → NaOCl + NaCl + H₂O

2. Điện phân nước muối:

Khí NaOH và khí clo được tạo ra bằng cách điện phân dung dịch nước muối, sau đó trộn đều tạo thành NaOCl.

2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻

2 H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2HO⁻

3. Bằng ozon:

Dung dịch natri hypoclorit có thể thu được bằng cách cho ozon phản ứng với muối natri clorua. Phản ứng này có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng và có thể hữu ích cho việc oxy hóa rượu.

NaCl + O₃ → NaClO + O₂

4. Từ canxi hypoclorit:

Na₂CO₃ (aq) + Ca(OCl)₂ (aq) → CaCO₃ (s) + 2 NaOCl (aq)

Kể từ khi ra đời, hóa chất sodium hypochlorite đã được sử dụng rộng rãi trong đời sống và cả trong sản xuất công nghiệp. Trong đó bao gồm:

Làm chất tẩy trong gia đình

Nói đến làm sạch vết ố bẩn và tẩy trắng, hầu hết các chị em nội trợ đều sẽ nghĩ ngay đến thuốc tẩy javen. Nó được sử dụng để làm trắng áo quần, loại bỏ vết ố bẩn trên vải. Ngoài ra, nó còn được dùng vào một số mục đích khác như:

• Loại bỏ mốc và nấm mốc khỏi vật dụng nhà bếp và nhà tắm;
• Diệt rong rêu phát triển ẩn trong các góc kẹt ẩm thấp của phòng vệ sinh, nhà kho, phòng ngủ,…;
• Tẩy trắng các đường ron gạch;
• Diệt cỏ dại ở các vết nứt trên lối đi và vỉa hè;

Mẹo sử dụng thuốc tẩy quần áo an toàn tại nhà

• Để làm trắng quần áo trắng: cho 180ml thuốc tẩy vào nước giặt và giặt áo quần ở nhiệt độ nóng nhất được khuyến nghị trên nhãn vải, hoặc trộn 60ml thuốc tẩy với 4 lít nước và ngâm trong 15 phút trước khi giặt. Lưu ý: không nên dùng thuốc tẩy javen trên một số loại vải như mohair, len, lụa và spandex vì chất liệu này sẽ dễ bị hư hỏng.
• Đối với quần áo màu: pha 10ml thuốc tẩy với 60ml nước. Tuy nhiên, bạn nên kiểm tra trước ở phần vải bị che khuất để xem liệu màu sắc vải có bị lem hay không. Cách làm là nhỏ một giọt lên vải và đợi khoảng 1 phút sẽ có kết quả.
• Để khử trùng bát đĩa hoặc bề mặt trong nhà, hãy pha 15ml thuốc tẩy clo với 4 lít nước và cho vào bình xịt thông dụng.

Lưu ý: Không nên trộn thuốc tẩy clo với chất tẩy rửa có chứa amoniac vì hỗn hợp có thể tạo ra khói chloramine độc hại và chất nổ nguy hiểm gọi là nitơ triclorua.

Làm chất khử trùng

Vào cuối thế kỷ 19, nước javen được sử dụng như một chất khử trùng và nó càng trở nên nổi tiếng hơn sau khi Louis Pasteur - một nhà bác học nổi tiếng với nhiều phát minh ảnh hưởng đến lịch sử nhân loại - phát hiện ra mức ảnh hưởng của NaOCl đối với vi khuẩn gây bệnh.

Ở quy mô gia đình, bạn có thể tạo ra một bình xịt khử trùng đa năng hiệu quả băng cách trộn 1 thìa thuốc tẩy với 3 lít nước nóng, cho hỗn hợp vào bình xịt nhựa và phun xịt vào giẻ lau để làm sạch các bề mặt trong nhà.

Ứng dụng thuốc tẩy javen trong công nghiệp

Với đặc tính khử trùng và oxy hóa mạnh mẽ nên NaOCl đặc biệt hữu ích trong nhiều ứng dụng công nghiệp, bao gồm:

• Khử trùng và kiểm soát mùi trong các nhà máy xử lý nước thải.
• Ngăn chặn sự phát triển của tảo và động vật có vỏ trong tháp làm mát công nghiệp hoặc hệ thống HVAC.
• Dùng làm chất tẩy trắng trong ngành công nghiệp giấy, dệt may và ngành công nghiệp thực phẩm.
• Khử trùng nước uống.
• Khử mùi bể bơi.
• Sử dụng trong sản xuất: các hợp chất hữu cơ và lọc nước, nhũ tương giấy và bìa cứng, nhựa dẻo, chất khử mùi, găng tay cao su và dược phẩm.

Hóa chất clo có trong hợp chất NaOCl có thể phản ứng với các chất hữu cơ để tạo thành cloroform - một chất gây ung thư thuộc nhóm 2B theo phân loại của IARC, dễ hấp thụ vào cơ thể sau khi được hít, uống hoặc tiếp xúc ngoài da.

Một cuộc tranh luận vẫn đang diễn ra giữa các chuyên gia về việc liệu có bất kỳ rủi ro nào từ cloroform trong nguồn nước đã qua xử lý hay không. Dù vậy, EPA đã đánh giá nhiều nghiên cứu khoa học về tác động của nước uống có clo và tổ chức này không tìm thấy bằng chứng nào về nguy cơ ung thư, các vấn đề sinh sản hoặc dị tật bẩm sinh.

Ngoài ra, clo là chất gây kích ứng đường hô hấp. Nó cũng tấn công màng nhày và làm bỏng da. Nó có thể được phát hiện dưới dạng mùi dù ở mức rất thấp và có thể gây tử vong nếu hít thở ở nồng độ 1.000ppm chỉ sau vài giờ.

Tuy vậy, NaOCl lại không tích lũy trong chuỗi thức ăn giống một số chất khác như thủy ngân. Khi rơi vào nước hoặc đất, nó sẽ phân hủy thành các ion natri, canxi và hypoclorit. Những ion này có khả năng phản ứng với các chất khác trong nước, nhưng các tác động cụ thể vẫn chưa được biết rõ.

Ngoài ra, NaOCl là một hóa chất nguy hiểm và ăn mòn. Mặc dù nồng độ chất này được dùng để sản xuất thuốc tẩy gia dụng thường ở mức thấp (3 đến 6%) nhưng có thể gây kích ứng thực quản nếu nuốt phải. Tuy nhiên, chúng hiếm khi gây thương tích hoặc thương tích thực sự, các ảnh hưởng thường thấy là bong da khi tiếp xúc trực tiếp. Nó cũng gây ra một số tác dụng phụ khác như:

• Hít phải chất này có thể dẫn đến ho, kích ứng ở cổ họng và phổi.
• Nuốt thuốc tẩy có thể gây cảm giác nóng rát, đau dạ dày, đi tiêu phân lỏng, ho, cổ họng bị kích ứng, gây nôn mửa và gây tổn thương đường tiêu hóa.
• Gây hư tổn và bong tróc da tay nếu tiếp xúc trực tiếp với hóa chất, tình trạng kéo dài có thể khiến da trở nên nhạy cảm.
• Có thể gây hại cho các sinh vật sống dưới nước.
• Nó gây ung thư và đặc biệt độc hại khi tương tác với muối amoni.
• Hypochlorite gây tổn thương mô do hoại tử hóa lỏng.
• Việc tiếp xúc nhiều hơn với natri hypochlorite có thể gây tích tụ chất lỏng trong phổi, dẫn đến tình trạng cấp cứu y tế.