一種無(wú)需活化二氧化氯液的穩定性試驗觀(guān)察

來(lái)源：http://thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2019-07-15

　　摘 要：二氧化氯是廣譜高效的消毒劑，現行常見(jiàn)產(chǎn)品是現場(chǎng)對原料投加活化劑而產(chǎn)生二氧化氯、或將一元包裝的原料與活化劑現場(chǎng)投入到水中而產(chǎn)生二氧化氯;這種現場(chǎng)需要活化的產(chǎn)品，在生產(chǎn)、存儲、運輸、使用過(guò)程中均存在不安全風(fēng)險，存在需要活化使用麻煩的不方便性;二氧化氯直接溶存于水中，成為二氧化氯溶液，無(wú)需活化直接使用，去除了不安全的風(fēng)險，帶來(lái)了使用的方便性;無(wú)需活化直接使用的二氧化氯溶液的質(zhì)量濃度，能否保持在一年以上，成為了能否作為商品進(jìn)行流通使用的關(guān)鍵;本文對一種無(wú)需活化二氧化氯溶液的產(chǎn)生以及質(zhì)量濃度保持在一年以上，進(jìn)行了介紹和試驗觀(guān)察。

　　關(guān)鍵詞：二氧化氯;無(wú)需活化;穩定性;消毒

　　二氧化氯是廣譜高效的消毒劑，在眾多領(lǐng)域得到使用和認可。在二氧化氯產(chǎn)品使用中，常見(jiàn)產(chǎn)品是現場(chǎng)對原料投加活化劑而產(chǎn)生二氧化氯、或將一元包裝的原料與活化劑現場(chǎng)投入到水中而產(chǎn)生二氧化氯;這種現場(chǎng)需要活化的產(chǎn)品，在生產(chǎn)、存儲、運輸、使用過(guò)程中均存在不安全風(fēng)險，存在需要活化使用麻煩的不方便性。

　　二氧化氯的化學(xué)特性顯示：二氧化氯是氣體，常溫下是黃綠色或橘紅色氣體，氣體溶于水而不被水分解，在水中最大溶解度為2900mg/L，這些化學(xué)特性使二氧化氯氣體變?yōu)樗芤撼蔀榭赡?基于二氧化氯的這些化學(xué)特性，希潔二氧化氯消毒液實(shí)現了無(wú)需活化直接使用一年以上質(zhì)量濃度保持不變的產(chǎn)品，其特點(diǎn)是利用化學(xué)平衡反應不斷補充的原理，在水溶液中建立了一個(gè)二氧化氯微量揮發(fā)微量補充的化學(xué)平衡體系，得以平衡體系在一年以上時(shí)間內維持不變;現在，就其產(chǎn)生的原理與質(zhì)量濃度能否達到一年以上，作介紹和穩定性觀(guān)察試驗如下。

　　一、無(wú)需活化直接使用二氧化氯液的介紹

　　眾所周知，通常二氧化氯的制作原理一般有亞氯酸鈉加氯氣反應生成二氧化氯和亞氯酸鈉加鹽酸生成二氧化氯這兩種方法，其反應方程式為：

　　2NaClO2+Cl2→2ClO2+2NaCl

　　5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O

　　上述反應方法，在二氧化氯發(fā)生器容器里將NaClO2和酸混合反應制取ClO2的話(huà)，反應時(shí)間在常溫下則需用要數小時(shí)以上，這種加酸作用后很不穩定的液體中，當二氧化氯上升到一定濃度時(shí)，又會(huì )慢慢下降，也就是說(shuō)，不能保持二氧化氯的濃度穩定，這樣的液體作為消毒劑的話(huà)，在實(shí)際應用時(shí)很難普及推廣。

　　還有一種人們通常使用的穩定性二氧化氯，其液劑里面具有真正效力的二氧化氯全部以-狀態(tài)溶存在堿性溶液中，其反應方程式為：

　　ClO2-+NaOH→NaClO2+OH-

　　NaClO2在水中：

　　NaClO2→Na++ClO2-

　　上述反應方法可見(jiàn)，二氧化氯的真正效力不復存在，只有這些成分的液劑不會(huì )有高的滅菌效力，它之所以顯示有滅菌效果，其原理只是成分的中ClO2-從對象物那里吸收了氫離子，并被空氣中的CO2活化后生成的ClO2，這一方法大大地降低了二氧化氯的真正效力。

　　通常，在亞氯酸鈉中加入酸后，反應生成二氧化氯，這時(shí)溶液中二氧化氯濃度從最初的0開(kāi)始上升，當達到最高濃度后，便又開(kāi)始下降，很不穩定，因為這一過(guò)程必須是3種物質(zhì)化學(xué)平衡的過(guò)程(即二氧化氯氣、亞氯酸鈉、調整劑)，而希潔二氧化氯消毒劑正是突破性地找到了這一至關(guān)重要的反應平衡點(diǎn)，所以能長(cháng)時(shí)間地將二氧化氯濃度控制在設定的平衡點(diǎn)上，并且能根據需要，任意地調整二氧化氯濃度，將有效性和持續性并存變?yōu)榭赡?同時(shí)，二氧化氯的強氧化性和揮發(fā)性，使得二氧化氯由于容器的不密封，或者遇光分解等因素，都會(huì )使濃度降低，我們的技術(shù)就是最大限度控制氣體揮發(fā)、通過(guò)不斷揮發(fā)、不斷補充，始終使這一化學(xué)反應保持平衡，這其實(shí)就是以上3個(gè)主要成分之間加量關(guān)系，是3種化合物的化學(xué)平衡關(guān)系。這一技術(shù)是通常的亞氯酸鈉中加酸的制造方法，不可能做到的。

　　就穩定性的二氧化氯來(lái)說(shuō)，使用時(shí)是經(jīng)酸化釋放出的游離二氧化氯，而且濃度也只能短時(shí)間保持，不是理想的消毒劑;要解決這一難題，必須要尋求能保持二氧化氯濃度不變的化學(xué)平衡點(diǎn)，也就是尋找一種能使二氧化氯濃度長(cháng)時(shí)間保持，不會(huì )下降的物質(zhì)。同時(shí)還要考慮制造容易又保證質(zhì)量，如工藝條件及設備很復雜，不但成本會(huì )很高，而且質(zhì)量管理上也會(huì )有很大的難度。對此，我們又研究有關(guān)二氧化氯濃度變化的原理。我們用6500mg/L亞氯酸鈉，以檸檬酸調節pH值為酸性，再測定由亞氯酸鈉反應生成二氧化氯這段時(shí)間的濃度，得出在23℃、1個(gè)大氣壓下濃度變化曲線(xiàn)，如圖1所示。

　　通過(guò)圖1可以看出，當pH值升高時(shí)，二氧化氯發(fā)生量就少，pH值降低時(shí)，二氧化氯發(fā)生量就多。這個(gè)二氧化氯濃度和pH值的關(guān)系就是所謂的化學(xué)平衡關(guān)系。同樣來(lái)說(shuō)，如果亞氯酸鈉反應生成二氧化氯時(shí)酸量不足，也會(huì )造成pH值上升，二氧化氯濃度下降。所以我們在產(chǎn)品研制中既要考慮到設定二氧化氯濃度需要的pH值，同時(shí)要補充足量亞氯酸鈉和酸，也就是不斷保持這些化合物的化學(xué)平衡，只有這樣才能使二氧化氯濃度保持不變，同時(shí)還可以任意設定所需濃度。這一技術(shù)可以說(shuō)是突破性的發(fā)明。

　　我們正是運用了這項自己發(fā)明的專(zhuān)利技術(shù)原理，使得4種化合物發(fā)生反應時(shí)保持了化學(xué)平衡，從而使制得的希潔?二氧化氯產(chǎn)品濃度長(cháng)期保持不變，如圖2所示。

　　附加說(shuō)明：二氧化氯濃度和酸之間的關(guān)系式：

　　從表2中可以看到，如果沒(méi)有這項技術(shù)原理(申請人專(zhuān)利權人吳予奇200610124124.6中國專(zhuān)利)，這個(gè)產(chǎn)品中二氧化氯濃度在常溫下約20天后，濃度將降低50%以上，而由于運用了這項技術(shù)原理，實(shí)際保持濃度可達一年以上;而目前市場(chǎng)上出售的穩定性二氧化氯消毒劑實(shí)質(zhì)上是ClO2與H2O2和Na2ClO3發(fā)生氧化還原和質(zhì)子傳遞之后，生成了pH=8.5左右的含HCO3-和NaClO2溶液，而穩定性二氧化氯溶液經(jīng)酸活化后才產(chǎn)生ClO2，溶液中的主要成分是亞氯酸根離子(ClO2-)和重碳酸鹽離子(HCO3-)，只有加入活化劑(酸)經(jīng)活化后才會(huì )有抗菌效力。 　　希潔二氧化氯消毒液是完全有別于傳統的穩定二氧化氯，其主要成分是溶存于水的二氧化氯氣體。該二氧化氯氣體的溶解度，一般在液劑中濃度不超過(guò)2900mg/L。

　　希潔二氧化氯溶存于水中的反應平衡式如下：

　　從以上反應式中可以看到，希潔二氧化氯消毒劑在常溫下是以二氧化氯分子形式存在的。我們將二者列表對比，便可看出其不同之處，見(jiàn)表1。

　　二、二氧化氯含量的測定(五步碘量法)

　　(一)器材

　　樣品名稱(chēng)及有效成分：希潔二氧化氯消毒液，有效成分為二氧化氯，批號為：806188、806189、806190;

　　儀器設備名稱(chēng)型號：移液管、滴定管、吸管等;

　　試劑名稱(chēng)、級別：碘化鉀(AR)、淀粉指示劑溶液、無(wú)氯純水、pH值=7的磷酸鹽緩沖液、高純氮氣等;

　　標準溶液名稱(chēng)及濃度：0.01046mol/L硫代硫酸鈉標準溶液。

　　(二)方法

　　檢測依據：衛生部【消毒技術(shù)規范】(2002版)(衛法監發(fā)【2002】282號中2.2.1.2.6;

　　移取消毒液2.00mL，用無(wú)氯純水定溶于100.0mL，移取10.00mL該稀釋液進(jìn)行滴定;

　　檢測溫度：22℃，濕度：70%。

　　(三)結果

　　批號為：806188、806189、806190的希潔二氧化氯消毒液的二氧化氯含量分別為：5.24×102mg/L、5.28×102mg/L、5.28×102mg/L，見(jiàn)表2。

　　(四)結論批號為806188、806189、806190的希潔二氧化氯消毒液的二氧化氯含量分別為：5.24×102mg/L、5.28× 102mg/L、5.28×102mg/L。

　　對已經(jīng)檢驗的批號為806188、806189、806190的希潔二氧化氯消毒液含量檢測后，置放于54℃恒溫箱內進(jìn)行14天(一年保質(zhì)期)的加速試驗，以檢驗含量的穩定性能否達到一年以上。

　　三、二氧化氯穩定性的測定(有效期一年試驗)

　　(一)器材

　　樣品名稱(chēng)及有效成分：希潔二氧化氯消毒液，有效成份為二氧化氯，批號為：806188、806189、806190;

　　儀器設備名稱(chēng)型號：移液管、滴定管、吸管等;

　　試劑名稱(chēng)、級別：碘化鉀(AR)、Nah2PO4、(AR)、NaOH(AR)等;

　　標準溶液名稱(chēng)及濃度：0.01046mol/L硫代硫酸鈉標準溶液。

　　(二)方法

　　檢測依據：衛生部【消毒技術(shù)規范】(2002版)(衛法監發(fā)【2002】282號中2.2.3。移取消毒液20.00mL進(jìn)行滴定;

　　樣品的保存條件：溫度54℃恒溫箱內存放，時(shí)間為14天(有效期一年試驗);

　　檢測溫度：21℃，濕度：66%。

　　(三)結果

　　批號為806188希潔二氧化氯消毒液的二氧化氯消毒液含量為5.24×102mg/L，54℃恒溫箱內存放14天后(有效期一年試驗)，該消毒液的含量為5.01×102mg/L，其二氧化氯含量的下降率為4.43%，見(jiàn)表3。

　　結論

　　批號為806188希潔二氧化氯消毒液于54℃恒溫箱內存放14天后(有效期一年試驗)，其二氧化氯含量的下降率為4.43%。

　　通過(guò)對希潔二氧化氯消毒液一年期穩定性試驗觀(guān)察的結果，其一年期的含量下降率為4.43%，說(shuō)明了該二氧化氯作為水溶液成為無(wú)需活化直接使用的商品進(jìn)行流通使用，符合了衛生部對消毒產(chǎn)品穩定性保質(zhì)期為一年的要求，避除了傳統二氧化氯產(chǎn)品在生產(chǎn)、存儲、運輸、使用中不安全的風(fēng)險，滿(mǎn)足了消毒方便的使用需求;這種無(wú)需活化直接使用的二氧化氯產(chǎn)品技術(shù)，為滿(mǎn)足已有的二氧化氯殺菌、消毒、除異味、漂白、保鮮的市場(chǎng)應用，拓寬了更大的空間。

　　參考文獻

　　[1]廣東省疾病預防控制中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗報[R].廣州，2008-11-11，編號08GD0199檢驗報.

　　[2]廣東省疾病預防控制中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗報[R].廣州，2008-11-11，編號08GD0119檢驗報.

　　[3]廣東省疾病預防控制中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗報[R].廣州，2008-11-11，編號08HD0052檢驗報.

　　[4]深圳市疾病預防控制中心.希潔二氧化氯消毒液檢驗報[R].深圳，2008-07-22，編號20080722檢驗報.

　　[5]吳予奇.二氧化氯殺菌消異味液劑[P].中國專(zhuān)利：2006101241231，2006-10-12.

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