Los compuestos liberadores de cloro , también conocidos como compuestos a base de cloro , son una jerga para describir ciertas sustancias que contienen cloro y que se utilizan como desinfectantes y blanqueadores. Incluyen los siguientes productos químicos: hipoclorito de sodio (agente activo del blanqueador ), cloramina , halazona y dicloroisocianurato de sodio . [2] Se utilizan ampliamente para desinfectar agua y equipos médicos , y superficies, así como para blanquear materiales como telas . La presencia de materia orgánica puede hacerlos menos efectivos como desinfectantes. [3] Vienen como una solución líquida o como un polvo que se mezcla con agua antes de su uso. [2]
Los efectos secundarios si se produce contacto pueden incluir irritación de la piel y quemaduras químicas en los ojos . [2] También pueden causar corrosión y, por lo tanto, puede ser necesario enjuagarlos. [3] Los compuestos específicos de esta familia incluyen hipoclorito de sodio , monocloramina , halazona , dióxido de cloro y dicloroisocianurato de sodio . [2] [4] Son eficaces contra una amplia variedad de microorganismos , incluidas las esporas bacterianas . [4] [3]
Los compuestos liberadores de cloro comenzaron a usarse como agentes blanqueadores alrededor de 1785, [5] y como desinfectantes en 1915. [6] Están en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud . [7] Se utilizan ampliamente tanto en la industria médica como en la alimentaria. [4]
Los compuestos a base de cloro suelen manipularse en soluciones acuosas, polvos o pastillas que se mezclan con agua antes de su uso. [2] Es posible que sea necesario enjuagarlos después de la aplicación para evitar la corrosión de los metales y la degradación de los materiales orgánicos. [3]
Los compuestos a base de cloro son eficaces contra una amplia variedad de microorganismos, incluidas las esporas bacterianas . [4] [3] La Organización Mundial de la Salud los incluye en la lista de medicamentos esenciales en cualquier sistema de salud .
La presencia de otra materia orgánica en el lugar de aplicación puede hacer que estos desinfectantes sean menos efectivos, al consumir parte del cloro liberado. [3]
Los blanqueadores a base de cloro se han utilizado desde finales del siglo XVIII para blanquear las prendas de algodón y lino , eliminando tanto el color natural de las fibras como las manchas de sudor u otros residuos orgánicos. Todavía se utilizan en los hogares para lavar la ropa y para eliminar manchas orgánicas (como el moho ) de las superficies.
Los colores de los materiales naturales suelen surgir de pigmentos orgánicos , como el betacaroteno . Los compuestos a base de cloro actúan rompiendo los enlaces químicos que forman el cromóforo del pigmento . Esto transforma la molécula en una sustancia diferente que no contiene un cromóforo o contiene un cromóforo que no absorbe la luz visible .
Industrialmente, los blanqueadores a base de cloro se utilizan en una amplia variedad de procesos, incluido el blanqueo de pulpa de madera .
Los productos que liberan cloro presentan riesgos importantes. Se calcula que en 2002 se produjeron unos 3.300 accidentes que requirieron tratamiento hospitalario causados por lejía líquida en hogares británicos, y unos 160 debidos a lejía en polvo. [8]
Las soluciones que liberan cloro, como el blanqueador líquido y las soluciones de blanqueador en polvo, pueden quemar la piel y causar daño ocular, [2] especialmente cuando se utilizan en formas concentradas. Sin embargo, como reconoce la NFPA, solo las soluciones que contienen más del 40% de hipoclorito de sodio en peso se consideran oxidantes peligrosos. Las soluciones con menos del 40% se clasifican como un peligro oxidante moderado (NFPA 430, 2000).
Mezclar un blanqueador de hipoclorito con un ácido puede liberar gas cloro.
El cloro es un irritante respiratorio que ataca las membranas mucosas y quema la piel. Se puede detectar un olor tan pequeño como 3,53 ppm , y es probable que 1000 ppm sean letales después de unas cuantas respiraciones profundas. La OSHA de EE. UU. ha limitado la exposición al cloro a 0,5 ppm (promedio ponderado en el tiempo de 8 horas, semana de 38 horas) . [9] Debido a las preocupaciones sobre la seguridad en el transporte y la manipulación, se prefiere el uso de hipoclorito de sodio al gas de cloro en el tratamiento del agua. [10]
Los compuestos liberadores de cloro pueden reaccionar con otros productos químicos domésticos comunes, como el vinagre o el amoníaco, y producir gases tóxicos.
Mezclar un limpiador ácido con un blanqueador de hipoclorito puede provocar la liberación de gas cloro tóxico . El anión hipoclorito y el cloro están en equilibrio en el agua; la posición del equilibrio depende del pH y un pH bajo (ácido) favorece al cloro, [11]
Un blanqueador de hipoclorito puede reaccionar violentamente con peróxido de hidrógeno y producir gas oxígeno:
Un estudio de 2008 indicó que el hipoclorito de sodio y los productos químicos orgánicos (por ejemplo, surfactantes, fragancias) contenidos en varios productos de limpieza para el hogar pueden reaccionar para generar compuestos orgánicos volátiles clorados (VOC). [12] Estos compuestos clorados se emiten durante las aplicaciones de limpieza, algunos de los cuales son tóxicos y probablemente carcinógenos humanos. El estudio mostró que las concentraciones en el aire interior aumentan significativamente (8-52 veces para el cloroformo y 1-1170 veces para el tetracloruro de carbono, respectivamente, por encima de las cantidades de referencia en el hogar) durante el uso de productos que contienen cloro. El aumento en las concentraciones de compuestos orgánicos volátiles clorados fue el más bajo para el cloro simple y el más alto para los productos en forma de "líquido espeso y gel". Los aumentos significativos observados en las concentraciones en el aire interior de varios VOC clorados (especialmente tetracloruro de carbono y cloroformo) indican que el uso de cloro puede ser una fuente que podría ser importante en términos de exposición por inhalación a estos compuestos. Los autores sugirieron que el uso de estos productos de limpieza puede aumentar significativamente el riesgo de cáncer. [12]
Los hipocloritos presentes en el blanqueador líquido y en el polvo blanqueador pueden reaccionar con el amoníaco para formar diversos productos, entre ellos la monocloramina ( NH
2Cl ), luego dicloramina ( NHCl
2) y finalmente tricloruro de nitrógeno ( NCl
3). Pueden ocurrir reacciones similares con aminas o compuestos relacionados y materiales biológicos (como la orina ). El resultado depende de la temperatura, la concentración y cómo se mezclan. [13] [14] Estos compuestos son muy irritantes para los ojos y los pulmones y son tóxicos por encima de ciertas concentraciones. La exposición crónica, por ejemplo, del aire de las piscinas donde se utiliza cloro como desinfectante, puede provocar el desarrollo de asma atópica . [15] El tricloruro de nitrógeno también es un explosivo muy sensible.
Los productos que liberan cloro también pueden provocar la corrosión de muchos materiales y el blanqueo involuntario de productos coloreados. [3]
El tiosulfato de sodio es un neutralizador de cloro eficaz. Enjuagarse las manos con una solución de 5 mg/L y luego lavarlas con agua y jabón eliminará el olor a cloro de las manos. [16]
Los compuestos específicos de esta familia incluyen: [2] [4]
La actividad y las aplicaciones de los compuestos liberadores de cloro son diversas. Algunos tienen un fuerte carácter oxidante . El cloro se inserta fácilmente en los enlaces dobles , incluidos los de los anillos aromáticos , creando compuestos orgánicos clorados . Esto explica su acción blanqueadora, ya que muchas sustancias orgánicas coloreadas deben su color a compuestos con tales enlaces. [ cita requerida ]
La amplia reactividad del cloro también es responsable de su amplio efecto antimicrobiano, ya que puede destruir o desnaturalizar muchas proteínas y otras sustancias químicas esenciales para el metabolismo de los microbios .
La concentración de las soluciones liberadoras de cloro, así como su dosificación en aplicaciones como la cloración del agua y la desinfección de piscinas, se expresa habitualmente como concentración másica de "cloro libre" o "cloro disponible". Es la masa de gas cloro (Cl2 ) que produciría el mismo poder oxidante que el producto contenido en (o aplicado a) una masa o volumen específico del líquido en cuestión. La concentración se puede expresar, por ejemplo, como gramos por litro (g/L), miligramos por litro (mg/L) o partes por millón (ppm). Así, por ejemplo, "15 mg/L de cloro disponible" significa que la cantidad de producto contenida en un litro del líquido tiene el mismo poder oxidante que 15 mg de cloro. [24] [25]
La concentración de los productos comerciales que liberan cloro puede especificarse en forma de concentración del ingrediente activo, en porcentaje de masa o peso o en gramos por litro. Para determinar el contenido de cloro libre del producto, se deben tener en cuenta las reacciones oxidantes que puede sufrir el ingrediente durante la aplicación. Por ejemplo, la etiqueta de un producto blanqueador doméstico puede especificar "5 % de hipoclorito de sodio en peso". Eso significaría que 1 kilogramo del producto contiene 0,05 × 1000 g = 50 g de NaClO .
Una reacción de oxidación típica es la conversión de yoduro I−
al yodo elemental I
2Las reacciones relevantes son
Es decir, una "molécula" de NaClO tiene el mismo poder oxidante que una molécula de Cl.
2Sus masas molares son 74,44 g y 70,90 g, respectivamente. Por lo tanto, 1 kilogramo de la solución tiene 1000 × 0,05 × 70,90/74,44 = 47,62 g de "cloro libre".
Para realizar la conversión entre proporciones de masa y masa por volumen, se debe tener en cuenta la densidad del líquido en cuestión. Para el agua clorada, se puede suponer que la densidad es la misma que la del agua pura, alrededor de 1000 g/L (más precisamente, alrededor de 997 g/L a 25 °C). Para soluciones más concentradas como el blanqueador líquido, la densidad depende de los ingredientes y sus concentraciones, y generalmente se obtiene a partir de tablas. [24] Al diluir un producto, se debe tener en cuenta que el volumen de la solución diluida puede no ser la suma de los volúmenes de producto y agua. Por ejemplo, un ml de blanqueador NaClO al 5,25 % en peso agregado a diez litros de agua, producirá una concentración de NaClO de aproximadamente 5,76 mg/L y 5,48 mg/L de cloro libre. [24]
El químico sueco Scheele descubrió el cloro en 1774, [26] y en 1785 el científico francés Claude Louis Berthollet reconoció que podía usarse para blanquear telas. [26] Berthollet también descubrió el hipoclorito de potasio , que se convirtió en el primer producto blanqueador comercial, llamado Eau de Javel ("agua de Javel") en honor al distrito de París donde se producía.
El químico e industrial escocés Charles Tennant propuso en 1798 una solución de hipoclorito de calcio como alternativa al agua de Javel, y patentó el polvo blanqueador (un producto sólido que contiene hipoclorito de calcio ) en 1799. [26]
Alrededor de 1820, el químico francés Labarraque descubrió la capacidad desinfectante de los hipocloritos y popularizó el uso de la solución de hipoclorito de sodio (conocida como Eau de Labarraque , "agua de Labarraque") en todo el mundo para ese propósito. [27] Su trabajo mejoró enormemente la práctica médica, la salud pública, las condiciones sanitarias en hospitales, mataderos y todas las industrias que tratan con productos animales, décadas antes de que Pasteur y otros establecieran la teoría de los gérmenes de las enfermedades . [28] En particular, condujo a la práctica casi universal de la cloración del agua del grifo para prevenir la propagación de enfermedades como la fiebre tifoidea y el cólera . [29] [6]
En 1915, el químico británico Henry Dakin , que trabajaba en un hospital de campaña en Francia durante la Primera Guerra Mundial , realizó un estudio exhaustivo de compuestos que podrían utilizarse para desinfectar heridas y prevenir la sepsis . Descubrió que la cloramina era la solución óptima, pero se conformó con una solución diluida de hipoclorito de sodio (que todavía se utiliza hoy en día con el nombre de "solución de Dakin") por razones de coste y disponibilidad. [19] [17]
