Clo hóa nước là gì? Tác dụng và tác hại.
Clo hóa nước nhằm tạo ra chất oxi hóa có nguyên tố Clo – dùng để xử lý nước. Chất oxy hóa này sẽ tẩy màu – tẩy mùi – khử trùng nước sinh hoạt, nước hồ bơi, nước trong ngành thủy sản, xử lý nguồn nước ô nhiễm . . . hoặc được dùng để pha chế dung dịch kháng khuẩn trong y tế, đời sống. Vậy chất oxy hóa này là gì? Mời bạn đọc bài viết dưới đây.
Nội dung bài viết
Clo hóa nước
Tác dụng: tẩy màu, tẩy mùi, tiêu diệt vi khuẩn, vi rút và các vi sinh vật khác trong nước, ngăn cản tảo phát triển; đặc biệt, ngăn chặn sự lây lan các bệnh lây qua đường nước như tả , kiết lỵ và thương hàn.
Nguồn nước sinh hoạt, nước hồ bơi buộc phải được clo hóa. Hai cách clo hóa nước:
Cách #1. Dùng khí Cl2 hòa tan vào nước
Khí Cl2 trữ ở dạng lỏng trong bình thép chịu được áp suất cao. Sau khi kết nối bình chứa với hệ thống, kĩ thuật viên mở van bình chứa, Cl2 lỏng chuyển thành Cl2 khí – theo ống dẫn để hòa tan vào nước. Cách này chỉ phù hợp cho nhà máy cấp nước, hồ bơi quy mô lớn.
Cl2 gặp nước chuyển đổi thành dung dịch chứa axit hipoclorơ (HOCl) và axit clohydric (HCl) do phản ứng
Cl2 + H2O ⇌ HOCl (axit hipoclorơ) + HCl
HOCl ⇌ H+ + OCl– (ion hipoclorit)
Cách #2. Dùng NaOCl, Ca(OCl)2 hòa tan vào nước
Hòa tan vào nước chất tẩy dạng lỏng chứa natri hypoclorit (NaOCl) chính là nước Gia-ven bạn đang dùng ở nhà; hoặc chất tẩy dạng bột rắn canxi hypoclorit Ca(OCl)2. Cách này linh động, không đòi hỏi thiết bị phức tạp nên phù hợp hồ bơi quy mô nhỏ; tẩy trắng vải, sợi, giấy hoặc xử lý nước giếng, nước ao hồ-sông-suối ở vùng sau lũ lụt.
Bản thân các chất này cũng sinh ra ion OCl– do điện ly (bạn học ở Hóa lớp 11),
NaOCl —> Na+ + OCl–
Ca(OCl)2 —> Ca2+ + 2OCl–
Mặt khác chúng cũng phản ứng với CO2 (khí CO2 lấy trong không khí) tạo ra axit HOCl như sau:
NaOCl + H2O + CO2 —-> NaHCO3 + HOCl
2Ca(OCl)2 + H2O + CO2 —-> CaCO3 + CaCl2 + 2HOCl
Khi Clo hóa nước sẽ tạo HOCl, OCl–; rồi sao nữa?
Ta thấy cả hai cách đều sinh ra axit hipoclorơ HOCl và ion hipoclorit OCl– ; cả hai đều có tính oxy hóa mạnh.
Chất màu, chất mùi, các chất cấu tạo nên thành phần quan trọng của tế bào vi khuẩn, vi rút, vi sinh vật đều là chất hữu cơ, chúng có tính khử.
Một phản ứng oxi hóa – khử xảy ra giữa chất oxi hóa HClO, OCl– với các chất khử trên; khiến cho các chất khử bị “đốt cháy” – bị phá hủy hoàn toàn!
tức là . . .nước ô nhiễm được tẩy màu, tẩy mùi;
còn vi khuẩn, vi rút, vi sinh vật chết ngắt!
So sánh tính tẩy màu mùi, khử trùng của HOCl, OCl–
Một số nghiên cứu cho thấy axit HOCl có tính oxy hóa mạnh hơn cả Cl2.
Axit HOCl là chất khử trùng hiệu quả nhất trong họ clo. Các nghiên cứu cho thấy HOCl có hiệu quả gấp 80 đến 120 lần so với OCl– ; Bởi vì HOCl không có điện tích và có khối lượng phân tử thấp nên có khả năng thâm nhập vào thành tế bào tốt hơn. Nó cũng phản ứng nhanh hơn các chất khử trùng gốc clo khác. Ngược lại, ion OCl– khử trùng tương đối kém do không có khả năng khuếch tán qua thành tế bào; lý do được đưa ra là OCl– mang điện âm nên bị đẩy tĩnh điện ra khỏi thành tế bào (vách ngăn thành tế bào cũng mang điện tích âm!). OCl– cũng có kích thước lớn hơn nhiều so với phân tử HOCl nên khuếch tán cũng chậm hơn HOCl.
Vì sao người ta không hòa tan HOCl vào nước luôn cho tiện, thay vì dùng Cl2 – NaOCl – Ca(OCl)2?
Một thời gian dài trước đây, người ta vẫn chưa thể tạo ra HOCl ổn định để sử dụng. Các thử nghiệm cho thấy HOCl được tạo ra từ quá trình hòa tan Ca(OCl)2 có thời hạn sử dụng khoảng bốn giờ, do đó không thích hợp để sử dụng trong môi trường dược phẩm hoặc chăm sóc sức khỏe.
Một công ty vào năm 2013 đã ổn định được dung dịch HOCl dựa trên Ca(OCl)2 ở pH từ 3,5 – 5,5, với thời hạn sử dụng là 18 tháng. Sản phẩm này có sẵn cho ngành dược phẩm với tên Contec ProChlor. Hiện nay, một công ty khác đã lưu trữ được HClO dạng dung dịch, sản phẩm này đã được sản xuất thành dung dịch sát khuẩn rất tốt, đặc biệt trong giai đoạn dịch Covit-19.
Nước máy thành phố đã được Clo hóa, khi sử dụng cần lưu ý gì?
Nước đã Clo hóa (tức nước có HOCl, OCl–) gây hại cho đời sống thủy sinh giống như cách nó giết chết các vi sinh vật độc hại.
Một điều hiển nhiên, HOCl và OCl– không thể phân biệt được đâu là cá cưng, đâu là vi sinh vật gây hại; và do vậy, chúng hại chết cả hai! HOCl, OCl– cũng ngăn cản sự phát triển hệ thực vật thủy sinh bạn trồng trong hồ cá. Bạn hãy cẩn thận, nhất là việc nuôi cá đá bằng nước máy rất phổ biến hiện nay.
Vậy nước máy cần được khử Clo (loại bỏ HOCl, OCl–) trước khi sử dụng trong bể cá. Nếu bạn dùng hóa chất, chúng sẽ biến HOCl, OCl– thành ion clorua Cl–, ít gây hại cho cá hơn.
Chia sẻ bài viết lên mạng xã hội
Nếu có câu hỏi hoặc ý tưởng mới, hãy lưu lại trong phần bình luận bên dưới Bạn nhé! Câu hỏi và ý tưởng của Bạn luôn tuyệt vời.
