Los compuestos liberadores de cloro , también conocidos como compuestos a base de cloro , es 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 de la lejía ), cloramina , halazona y dicloroisocianurato de sodio . [2] Se utilizan ampliamente para desinfectar agua y equipos médicos , y superficies, así como materiales blanqueadores como telas . La presencia de materia orgánica puede hacerlos menos efectivos como desinfectantes. [3] Vienen en forma de solución líquida o en 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, es posible que sea 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 que liberan cloro se empezaron a utilizar 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 generalmente se manipulan en soluciones acuosas, polvos o tabletas 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] Están catalogados por la Organización Mundial de la Salud como medicamentos esenciales en cualquier sistema de salud .
La presencia de otras materias orgánicas 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 utilizan desde finales del siglo XVIII para blanquear la ropa de algodón y lino , eliminando el color de la fibra natural o 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 ) en 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 estima que, en 2002, hubo alrededor de 3.300 accidentes que requirieron tratamiento hospitalario causados por lejía líquida en hogares británicos, y alrededor de 160 debidos al polvo blanqueador. [8]
Las soluciones que liberan cloro, como la lejía líquida y las soluciones de polvo blanqueador, pueden quemar la piel y causar daño a los ojos, [2] especialmente cuando se usan en formas concentradas. Sin embargo, como lo reconoce la NFPA, solo las soluciones que contienen más del 40 % de hipoclorito de sodio en peso se consideran oxidantes peligrosos. Las soluciones inferiores al 40% se clasifican como de riesgo de oxidación moderado (NFPA 430, 2000).
Mezclar un blanqueador de hipoclorito con un ácido puede liberar cloro gaseoso.
El cloro es un irritante respiratorio que ataca las membranas mucosas y quema la piel. Se pueden detectar tan solo 3,53 ppm como olor, y 1000 ppm probablemente sean fatales después de unas cuantas respiraciones profundas. La OSHA de EE. UU. ha limitado la exposición al cloro a 0,5 ppm (promedio ponderado de tiempo de 8 horas, semana de 38 horas) . [9] Debido a preocupaciones de seguridad en el transporte y la manipulación, se prefiere el uso de hipoclorito de sodio al cloro gaseoso en el tratamiento del agua. [10]
Los compuestos que liberan cloro pueden reaccionar con otros productos químicos domésticos comunes, como el vinagre o el amoníaco, para producir gases tóxicos.
Mezclar un limpiador ácido con blanqueador de hipoclorito puede provocar la liberación de cloro gaseoso 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 el cloro, [11]
Un blanqueador de hipoclorito puede reaccionar violentamente con el peróxido de hidrógeno y producir oxígeno gaseoso:
Un estudio de 2008 indicó que el hipoclorito de sodio y los químicos orgánicos (p. ej., tensioactivos, fragancias) contenidos en varios productos de limpieza domésticos pueden reaccionar para generar compuestos orgánicos volátiles clorados (COV). [12] Estos compuestos clorados se emiten durante las aplicaciones de limpieza, algunos de los cuales son tóxicos y probablemente carcinógenos humanos. El estudio demostró que las concentraciones en el aire interior aumentan significativamente (de 8 a 52 veces para el cloroformo y de 1 a 1170 veces para el tetracloruro de carbono, respectivamente, por encima de las cantidades básicas en el hogar) durante el uso de productos que contienen lejía. El aumento en las concentraciones de compuestos orgánicos volátiles clorados fue el más bajo para la lejía 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 COV clorados (especialmente tetracloruro de carbono y cloroformo) indican que el uso de lejía puede ser una fuente 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 de la lejía líquida y del polvo blanqueador pueden reaccionar con el amoníaco para formar varios productos, incluida 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, al 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 causar corrosión en muchos materiales y blanqueamiento involuntario de productos coloreados. [3]
El tiosulfato de sodio es un neutralizador de cloro eficaz. Enjuagar con una solución de 5 mg/L, seguido de lavar con agua y jabón, eliminará el olor a cloro de las manos. [dieciséis]
Los compuestos específicos de esta familia incluyen: [2] [4]
La actividad y aplicaciones de los compuestos liberadores de cloro son diversas. Algunos tienen un fuerte carácter oxidante . El cloro se inserta fácilmente en dobles enlaces , incluidos los de los anillos aromáticos , creando compuestos orgánicos clorados . A esto se debe su efecto blanqueador, ya que muchas sustancias orgánicas coloreadas deben su color a compuestos con tales enlaces. [ cita necesaria ]
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 que son esenciales para el metabolismo de los microbios .
La concentración de las soluciones liberadoras de cloro, así como su dosificación en usos como la cloración del agua y la desinfección de piscinas, generalmente se expresa como concentración másica de "cloro libre" o "cloro disponible". Es la masa de cloro gaseoso (Cl 2 ) que produciría el mismo poder oxidante que el producto contenido (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 de líquido tiene el mismo poder oxidante que 15 mg de cloro. [24] [25]
En cambio, la potencia de los productos comerciales que liberan cloro se puede especificar como la concentración del ingrediente activo, como porcentaje en masa o peso o gramos por litro. Para determinar el contenido de cloro libre del producto se deben tener en cuenta las reacciones oxidantes que pueda sufrir el ingrediente en 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.−
a yodo elemental I
2. Las reacciones relevantes son
Es decir, una "molécula" de NaClO tiene el mismo poder oxidante que una molécula de Cl
2. Sus masas molares son 74,44 gy 70,90 g, respectivamente. Por tanto, 1 kilogramo de solución tiene 1000 × 0,05 × 70,90/74,44 = 47,62 g de "cloro libre".
Para convertir entre relaciones 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 la lejía líquida, la densidad depende de los ingredientes y sus concentraciones, y generalmente se obtiene 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 de NaClO al 5,25 % en peso añadido 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 utilizarse para blanquear tejidos. [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 produjo.
El químico e industrial escocés Charles Tennant propuso en 1798 una solución de hipoclorito de calcio como alternativa al agua de Javel, y patentó un 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 en todo el mundo el uso de la solución más barata de hipoclorito de sodio (conocida como Eau de Labarraque , "agua de Labarraque") en todo el mundo. [27] Su trabajo mejoró enormemente la práctica médica, la salud pública, las condiciones sanitarias en hospitales, mataderos y todas las industrias relacionadas 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 extenso estudio de compuestos que podrían usarse para desinfectar heridas y prevenir la sepsis . Descubrió que la cloramina era óptima, pero se conformó con una solución diluida de hipoclorito de sodio, que todavía se usa hoy en día con el nombre de "solución de Dakin", por razones de costo y disponibilidad. [19] [17]
