آب ژاول

آب ژاول، بلیچ، سفیدکننده و یا وایتکس همه اشاره به یک معنی دارند و آن معنی چیزی نیست جز سفید کردن و گندزدایی که بیشتر در مورد پارچه‌ها و لباس‌ها به کار می‌رود. البته آب ژاول تنها لغتی مصطلح در ایران است و در اکثر دنیا از واژه Bleach برای سفیدکننده استفاده می‌شود. خرید آب ژاول عمدتاً برای گندزدایی و ضدعفونی کردن در مقیاس‌های صنعتی و خانگی انجام می‌گیرد. وقتی صحبت از خرید آب ژاول است عموماً فرمول شیمیایی سدیم هیپوکلریت،NaOCl، مدنظر ماست. این ترکیب شیمیایی در ۱۸ درجه سانتی‌گراد ذوب شده و در ۱۰۱ درجه سانتی‌گراد می‌جوشد و به طور کلی اگر در معرض نور و حرارت قرار گیرد خاصیت خود را از دست خواهد داد.

سفیدکننده‌ها خواص ضد باکتریایی (ضد میکروبی) گسترده‌ای دارند و برای ضد عفونی و استریلیز کردن، بسیار مفید واقع می‌شوند. به طور مثال آب ژاول برای از بین بردن باکتری‌ها، ویروس‌ها و جلبک‌ها در محیط استخر کاربرد دارد و همچنین در حذف علف‌های هرز، حذف کپک و سفید کردن پالپ‌های چوب از آن استفاده می‌شود. بعضی از سفیدکننده‌ها اکساینده و بعضی کاهنده هستند و تقریباً تمام آن‌ها قابلیت ترکیب با رنگدانه‌های طبیعی و حذف آن‌ها را از محیط تماس دارند. تماس سفید‌کننده با پوست و چشم خطرناک است و باعث آسیب به آن‌ها خواهد شد. همچنین تنفس آن‌ها به مدت طولانی در غلظت کم علائم مسمومیت ایجاد خواهد کرد و در غلظت‌های بالا باعث آسیب به سیستم تنفسی خواهد شد.

تاریخچه‌ی آب ژاول

تاریخچه سفیدکننده یا همان بلیچ به سال‌ها قبل از میلاد مسیح باز‌ می‌گردد، هر چند مایع سفیدکننده آب ژاول سال‌ها پس از میلاد مسیح پا به عرصه زندگی انسان‌ها گذاشت و حتی کلمه Bleach دوازده قرن پس از میلاد مسیح در تاریخ بشریت ثبت شد، اما خود سفیدکننده ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح کشف و اولین فرآیند آن نیز ۲۰۰۰ سال قبل از آن اجرا شد. اولین پروسه سفیدکنندگی در تاریخ ۵۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح توسط مصریان با استفاده از آفتاب ثبت شده است. آن‌ها پارچه‌های کتانی خود را در آب شسته و زیر خورشید پهن می‌کردند تا سفید (روشن‌تر) شود.

شواهد نشان می‌دهد که دو هزار سال بعد از مصریان، مردم دانش کافی برای ساخت محلولی سفیدکننده از خاکستر چوب را داشتند که بعد از مخلوط کردن با آب، تبدیل به آبی قلیائی می‌شد که قابلیت روشن کردن رنگ‌ها و در برخی موارد پاک کردن آن را داشت. جالب است بدانید که آن‌ها لباس‌ها را برای مدتی طولانی داخل محلول قلیایی تهیه شده غرق می‌کردند تا کاملاً سفید شود. البته این فرآیند بسیار زمان‌بر بود و باعث آسیب به بافت پارچه شده و به علت قلیایی بودن بالا نیز، به مراقبت زیادی هنگام به کار با محلول وجود داشت.

هلندی‌ها در قرن یازدهم و دوازدهم به عنوان استادان سفیدکنندگی در لباسشویی اروپا شناخته می‌شدند. آن‌ها شیر ترش را مانند ادویه‌ای به آب قلیایی اضافه می‌کردند که باعث می‌شد لباس و یا پارچه بعد از سفید کردن، نرم شود و اثرات منفی آن روی بافت پارچه کاهش یابد. جالب است بدانید که آن‌ها این عمل را مثل رازی بین خود حفظ کرده و تا سال‌ها پس از انجام این کار، فرآیند به صورت رازی در هلند حفظ شده بود.

با وجود اینکه این فرآیند سال ۱۳۲۲ در انگلیس ثبت شد، اما تا اواسط قرن هجدهم میلادی هلندی‌ها سلطان بلامنازع سفیدکنندگی در جهان بودند، اکثر پارچه‌های کتانی قهوه‌ای تولید شده، به خصوص پارچه‌های اسکاتلندی برای سفید شدن، مستقیم به هلند‌ می‌رفت، اما این پروسه بسیار طولانی بود؛ هفت تا هشت ماه زمان می‌برد تا پارچه‌ها به نحو مطلوب سفید شوند، چون علاوه بر پروسه تقریباً ۲ ماه برای سفید شوندگی، فضای زیادی (به طوری که شهر هارلم در غرب هلند تبدیل به مرکزی برای این‌کار شده بود) نیز برای خشک کردن آن‌ همه پارچه مورد نیاز بود. به همین علت از اواسط قرن هفدهم دانشمندان به فکر جایگزین کردن چیزی به جای شیر برای سرعت بخشیدن به این فرآیند افتادند.

در سال ۱۷۴۶ جان روئه باک دانشمند انگلیسی از اسید سولفوریک رقیق شده به جای شیر ترش استفاده کرد. این جایگزینی بسیار مؤثر واقع شد به طوری که مدت زمان مورد نیاز برای پروسه سفید کردن را از شش هفته تا دو ماه به تنها بیست و چهار ساعت و گاهی دوازده ساعت کاهش داد و باعث رشد شگفت انگیز اقتصادی در این تجارت شد.

در سال ۱۷۷۴ شیمی­دان سوئدی کارل ویلهم شیل (کاشف اکسیژن) کشف کرد که گاز کلر، که گازی فسفری رنگ (سبز متمایل به زرد)، متعلق به خانواده هالوژن‌ها و آزاردهنده بود، قابلیت از بین بردن رنگ‌های گیاهی را دارد. همین کشف الهام بخش کلود لوئی برتوله برای کشف آب ژاول در سال ۱۷۸۵ شد.
فرآیند کشف آب ژاول هفت سال طول کشید، در آزمایش‌های اولیه که ریسک بالایی برای سلامتی داشتند، که گاز کلر را در محفظه‌ای در معرض پارچه‌ها به صورت مستقیم قرارداده و یا در محلول به طور مستقیم وارد کند که منجر به پدید آمدن شکست‌های فراوانی برای آزمایش‎های برتوله شد تا در سال ۱۷۹۲ در شهر ژاول نزدیک پاریس، آب ژاول (که به علت تولید در این شهر نام‌گذاری شده بود) با مخلوط کردن یک قسمت محلول پتاس و با هشت قسمت آب به دست آمد. برتوله پس از آن سدیم هیپوکلریت را کشف کرد و نزدیک جنگ جهانی اول تولید آب ژاول به صورت تجاری ممکن شد.

با این وجود بزرگترین لحظه در صنعت سفیدکنندگی در سال ۱۷۹۹ توسط چارلز تن نانت از گلاسکو با معرفی کلرید آهک ( که به عنوان پودر بلیچ شناخته می‌شود) رقم خورد. او کلسیم هیپوکلریت را به عنوان جایگزینی برای آب ژاول معرفی کرد.

در حدود سال ۱۸۲۰ شیمی­دان فرانسوی آنتونی جرمین لاباراک خواص ضد باکتریایی و ضدآلودگی سدیم هیپوکلریت را کشف کرد و منجر به پیشرفت بزرگی در ضد عفونی وسایل پزشکی شد و به طور کلی تأثیر شگرف بر سلامت عمومی انسان‌ها، تمیزی محیط بیمارستان‌ها، وسایل اتاق عمل و کشتارگاه‌ها (تولید گوشت) گذاشت.

هر چند پیشرفت‌های زیادی از آن زمان در زمینه سفیدکنندگی انجام شد، امروزه آب ژاول (۵ درصد به جای ۱۷-۱۸ درصد آن زمان) در کنار بسیاری از سفید‌کننده‌های دیگر نقشی عمده در زندگی خانوادگی و صنعتی مردم دارد و هر چند خوردنش مسموم کننده (پس از خوردن اتفاقی سریعاً شیر نوشیده شود) و لمسش به پوست و چشم و سیستم تنفسی آسیب وارد می‌کند اما حضورش باعث پیشرفت زیادی در سلامتی انسان شده است.

خواص آب ژاول

وایتکس یا آب ژاول مایعی بی‌رنگ و یا سبز متمایل به زرد با بوی آزاردهنده کلر است که وزن مولکولی برابر با 442/74 گرم بر مول دارد. دانسیته آن بسیار به آب نزدیک و برابر 11/1 گرم بر سانتیمتر مکعب است. آب ژاول پنج آبه در ۱۸ درجه سانتی‌گراد ذوب شده و در ۱۰۱ درجه سانتی‌گراد در فشار اتمسفر جوشیده و تجزیه خواهد شد. آب ژاول در صفر درجه سانتی‌گراد به میزان 3/29 گرم در صد میلی‌لیتر آب حل شده و دارای سه اتم سنگین با دو پیوند کووالانسی است.

هیپوکلریت بدون آب به شدت در حضور هوا ناپایدار است، مگر اینکه با سدیم هیدروکسید ترکیب شود. این ترکیب هنگام تجزیه گازهای خطرناک Na₂O و HCl تولید می‌کند که قابلیت انفجار دارد. معمولاً هیپوکلریت پنج آبه به علت پایدار بودن بیشتر و عدم قابلیت انفجار بیشتر مورد استفاده قرار داشته و به صورت دی هیپوکلریت ده آبه به صورت تجاری پخش می‌شود. شکل کریستالی ترکیب شیمیایی آب ژاول ارتورومبیک است و به سرعت در دمای اتاق تجزیه و تبخیر می‌شود، اما در دمای ۷ درجه تنها ۱ درصد بعد از یک سال تجزیه و تبخیر خواهد داشت و در دمای ۴ درجه سانتی‌گراد پس از دو سال دست نخورده باقی خواهد ماند.

نحوه‌ی تهیه آب ژاول

به طور کلی در حال حاضر پنج روش برای تولید آب ژاول وجود دارد که به بررسی آن‎ها خواهیم پرداخت:

1- تزریق گاز کلر به سود سوزآور

پتاسیم هیپوکلریت توسط کلود لوئیس برتوله در ژاول، با عبور دادن گاز کلر در محلول آب قلیایی پتاس تولید شد. این محلول ضعیف توسط آنتونی لابراک با جایگزینی محلول سود سوزآور به جای محلول پتاس، تبدیل به سدیم هیپوکلریت شد.

Cl₂(g) + 2NaOH(aq) → NaCl(aq) + NaClO(aq) + H₂O(aq)

در این واکنش کلر همزمان اکسید و احیا می‌شود و در طول همین فرآیند هیپوکلریت پنج آبه نیز با استفاده از محلول NaOH ۴۵ تا ۴۸ درصد تهیه خواهد شد.