Sodyum Hipoklorit Çözeltilerinde Aktif Klor Derişimini Etkileyen Faktörler ve Biyosidal Analizlerindeki Önemi Umut ŞAHAR Ege Üniversitesi EgeMikal Çevre Sağlığı Birimi 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 1 Hipokloritler • Hipokloritler, dezenfektanlar arasında en çok kullanılan kimyasallardandır. • Sodyum hipoklorit, endüstriyel olarak klor ile sodyum hidroksit reaksiyonu sonucu elde edilir. Cl2 + 2 NaOH 19.03.2014 NaOCl + NaCl + H2O Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 2 • Klor gazının sulu çözeltisi oksitleyici niteliktedir. • Henüz reaksiyona girmemiş olan bu klora «aktif klor» denir. • Bu anlamda OCl- iyonu da aktif klor olarak tanımlanır. • Bunun yanında kalsiyum hipoklorit (Ca(OCl)2), lityum hipoklorit (LiOCl), klor gazı (Cl2) ve izosiyanuratlar suda aktif klor oluşturan bileşenlerdir. 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 3 • Bir kimyasalın dezenfektan etkinliği, uygulama yapılacak olan konsantrasyon ve uygulama süresi ile ilişkilidir. • Konsantrasyon x süre = ektinlik (KS=E) • Düşük E değeri, biyosidal ürünün yüksek etkinliğini ifade eder 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 4 • Aktif madde miktarının analizi, elde edilen sonuç ve mikrobiyolojik etkinlik verileri son derece önemlidir. • Hipoklorit çözeltileri de bu anlamda değerlendirildiğinde, konsantrasyonu etkileyen faktörler öne çıkmaktadır. • Ürünün bileşimi, ambalajı, taşınması, saklama koşulları…vb etkenler aktif klor derişimini etkilemektedir. 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 5 • Çözeltinin gücü, litredeki Sodyum Hipoklorit miktarı veya litredeki Aktif Klor miktarı (gram) biçiminde ifade edilir. • Klor kimyasında bilinen bazı reaksiyonlar; Sodyum hipoklorit ve klor aynı miktarda iyodürü iyota çevirir NaOCl + 2KI + 2HAc Cl2 + 2KI 19.03.2014 I2 + NaCl + 2KAc + H2O I2 + 2KCl Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 6 • Sodyum Hipoklorit ağırlıkça oranı; 100 birim çözeltideki (v) ağırlık (w) miktarıdır. • 1 pound/gallon (US) [lb/gal (US)] = 120 gram/liter [g/L] • Aktif Klor için 120 g / L = 1 pound / galon (w/v) • Ağırlıkça yüzdesi için ise d=1,168 g/mL olan bir çözelti olsun (120 g/L = %12) 12/1,168 = %10,27 ağırlıkça aktif klor 10,27 x (74/71) = % 10,79 ağırlıkça sodyum hipoklorit 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 7 Sodyum Hipokloritin Bozunması • 3 NaOCl 2NaCl + NaClO3 (Klorat) • pH:10’dan aşağıda gerçekleşen üretim reaksiyonunda hipokloröz asit oluşabilir. Dolayısıyla klorat ile sonuçlanabilir. • Bunun yanında depolama sıcaklığı, güneş ışığı, ağır metaller ve kalsiyum gibi süspanse katılar bozunmayı etkileyen faktörlerdir. 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 8 • Konsantrasyonda 2 birim orandaki bir azalış iyon şiddetini değiştireceği için bozunma hızı 5 birim oranda olabilmektedir. • % aktif klor miktarı fazla olan çözeltinin bozunma hızı aynı koşullarda az olana göre daha yüksektir. • Genellikle 120 g/L veya 160 g/L olarak üretilip satılan sodyum hipoklorit çözeltilerinden 160g/L olanı 2 kat daha hızlı bozunur. 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 9 • Depolama süresi ve sıcaklığı bozunma sürecinde etkilidir. • Satın alınan sodyum hipoklorit uzun süre depolanacaksa bozunmayı en aza indirmenin bir yolu da distile su ile seyreltmektir. Çeşme suyu bozunmayı tetikler. 120 g/L olan bir çözelti seyreltilerek 60 g/L biçiminde depolanırsa bozunma 5 kat daha az olabilecektir. • Daha derişik formda satın alınan hipoklorit çözeltisi son kullanıcıya seyreltilerek sunulabilir. Daha derişik olarak satın alınan ürün için daha az taşıma ücreti ödenmiş olacaktır. 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 10 • Bozunmada sıcaklık çok önemli bir etkendir. Sıcaklık ve ağırlıkça yüzde oranlarına bağlı bozunma katsayıları grafikte görülmektedir. Daha derişik çözeltilerin daha yüksek katsayıya bağlı bozunduğu anlaşılmaktadır Sodyum Hipoklorit Bozunumunun sıcaklık ve derişimle ilişkisi 300,00 Bozunma Katsayısı 250,00 200,00 16 14 150,00 11 100,00 8 50,00 5 0,00 15 25 35 45 55 Sıcaklık (C) 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 11 Sodyum Hipoklorit Bozunumu 250,00 189,00 Bozunma katsayısı 250,00 138,00 200,00 98,20 150,00 65,50 100,00 50,00 1,65 0,00 16 1,15 14 0,80 11 0,53 8 0,30 5 15 25 35 45 55 Sıcaklık (C) % Ağırlıkça Sodyum Hipoklorit 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 12 120 100 60 g/L 80 40 20 0 0 1 Hafta 2 Hafta zaman 4 Hafta 30 sıcaklık (C ) 6 ay 20 10 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 1 yıl 13 12,0 % aktif klor 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 20 35 Sıcaklık 19.03.2014 54 oC Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 14 • Grafiklerden de anlaşılacağı gibi sıcaklık bozunma üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir. • İçinde ağır metal bulunan hammaddeler ile üretilen sodyum hipoklorit zamanla oksijen üretecek biçimde bozunur. • 2NaOCl 2NaCl + O2 • Oksijen oluşumunun hızlandığı koşullarda çözeltinin içinde bulunduğu ambalaj şişebilir, basınç altındaki riskler meydana gelebilir. 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 15 Sodyum hipoklorit Kalitesi • Düşük klorat derişimi • Daha az süspanse katı içeriği • Transferlerde PVC gibi polimerlerden üretilen pompa ve sistemlerinin kullanılması. • İçerikte bulunan aşırı NaOH bozunmayı tetikleyici nitelikte olabilir. • pH değerini 12-13 civarında sağlayan sodyum hidroksit miktarı (minimum ağırlıkça %0,025) idealdir. • Normal bir sodyum hipoklorit çözeltisinde klorat miktarı 1500 g/ L (ppm) olarak bildirilmiştir. 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 16 Aktif Klor Analizi • Sodyum Hipokloritin gücünü veya etkisini içeriğindeki aktif klor belirler. Dolayısıyla önemli olan bu içeriğin anlamlı birimlerle ifade edilmesidir. Bu değer titrasyon reaksiyonları ile ölçülür ve belirlenir. İyodometrik Titrasyon Cl2 + 3KI → I3— + 3K+ + 2Cl— I3— + 2Na2S2O3 → 3I— + 4Na+ + S4O62— Yukarıdaki reaksiyona göre nişasta indikatörü eşliğinde titrasyon yapılarak aktif klor miktarı hesaplanır. 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 17 Aktif Klor Analizi Yöntem DPD kolorimetrik DPD titrasyon İyodometrik Amperometrik Potansiyometrik 19.03.2014 Analizde derişim aralığı (mg/L) 0-5 0-3 % 1’e kadar 0,006-1,00 0-1 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya Tespit limiti (mg/L) 0,005 0,018 0,0051 0,05 18 Biyosidal Ürün Analizi İçin Öneriler • Biyosidal ürünlerin biyolojik etkinlik, kimyasal analiz, stabilite, irritasyon ve potens testlerinin yapılmasına dair usul ve esaslar adı altında yapılacak işlemlerde;  Kısa süreli stabilite testi yapılmayabilir  Ürün etiketinde, 25 oC üzerinde saklanmaması tavsiyesi bulunabilir  Kimyasal analiz her ay yapılır  Laboratuvar için yapılacak örnekleme, sağlam plastik ambalajda ve en az 6 adet yapılabilir  İçerik net olarak etikette belirtilmelidir 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 19 ÖZETLE… • Normal koşullar olarak adlandırılan ve ortalama değer olarak kabul edilen 25°C sıcaklıkta 120 g/L aktif klor çözeltisinin 4-6 ay sonunda %10-15 oranında bozunduğu anlaşılmaktadır. Bu durumda taşıma ve transfer koşullarının, depolama sıcaklığının, kullanılacak derişimin ve ambalajların bu bilgiler ışığında geçerlilik süresini, çözeltinin stabilitesini ve konsantrasyonunu etkilediği dikkate alınmalı buna göre değerlendirilmelidir 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 20 Teşekkürler… 19.03.2014 Ulusal Biyosidal Kongresi - Antalya 21