ماء جافيل

Claude Louis Berthollet 

ما هو ماء جافيل ؟

اكتشف غاز الكلور سنة 1774 من قبل الكيميائي السويدي Scheele، وهو غاز سام وخطير، حيث كان أول غاز سام يستعمل في الحروب .. بعدها بسنوات قليلة قام الكيميائي الفرنسي كلود لويس Berthollet بدراسة خصائص التبييض لغاز الكلور كوسيلة لتبييض الأقمشة ليكتشف محلولا كيميائيا جديدا هو ماء جافيل نسبة إلى مدينة صغيرة تقع غرب مدينة باريس احتضنت أول موقع لإنتاج وتصنيع هذا المنتج الجديد الذي عرف رواجا كبيرا ونجاحا باهرا، كان ذلك سنة 1789أي قبل 225 سنة من يومنا هذا ..


ماء جافيل هو محلول أساسي مكون من مزيج متساوي المولات من هيبوكلوريت الصوديوم  (-Na⁺ + ClO)     وكلور الصوديوم    (-Na⁺ + Cl). يحضر عن طريق تمرير تيار من غاز الكلور في محلول ممدد لهيدروكسيد الصوديوم، حسب المعادلة الإجمالية:

Cl₂ (g) + 2HO^- (aq) ® ClO^- (aq) + Cl^- (aq) + H₂O

هذا التفاعل الكيميائي ناشر للحرارة 103 كيلوجول لكل مول مما يتطلب التبريد حتى لا تتجاوز درجة حرارة الوسط التفاعلي 40 °C لأن ذلك يؤدي إلى تتفكك شوارد الهيبوكلوريت إلى شوارد الكلورات -ClO₃ وشوارد الكلور -Cl، بهذه الطريقة يمكن إنتاج ماء جافيل يحتوي من 12.5 إلى 25 % من الكلور الفعال. من المفيد الإشارة إلى أن المتفاعلات، أي المواد الأولية لصناعة ماء جافيل، هي نواتج التحليل الكهربائي لمحلول كلور الصوديوم، وأنه يمكن إنتاج ماء جافيل المخفف بالتحليل الكهربائي لماء البحر، ففي محطات تحلية مياه البحر بدولة الكويت يتم إنتاج حوالي 60 طن من ماء جافيل المخفف في اليوم وما يقارب 48 طن/يوم في العربية السعودية.

ماء جافيل و pH

استقرار محلول الهيبوكلوريت مرتبط بقيمة pH المحلول، لأن شاردة الهيبوكلوريت هي أساس مرافق لحمض الهيبوكلور مثلما تعبر عنه الثنائية -HClO/ClO، لأجل pH < 5 تتفاعل شاردة الهيبوكلوريت مع شوارد الكلور لتشكل غاز الكلور، ومن المعلوم أن سكب حمض قوي مثل حمض الكبريت أو حمض كلور الهيدروجين على ماء جافيل يؤدي إلى انطلاق غاز الكلور، وفق المعادلة:

ClO^- (aq) + Cl^- (aq) + H₃O⁺ (aq) ® Cl₂ (g) + 2H₂O

حيث تستخدم هذه الطريقة لتحضير كميات قليلة من غاز الكلور في المخبر.

من أجل ضمان استقرار شوارد الهيبوكلوريت، تضاف لماء جافيل زيادة من هيدروكسيد الصوديوم NaOH  بمعدل 5 إلى 12 غرام في اللتر، ونتيجة لذلك فإن pH محلول ماء جافيل يكون من 11.5 إلى 12.5 .

الخواص المؤكسدة

شاردة الهيبوكلوريت مؤكسد قوي في الوسط المائي، بإمكانها أكسدة الماء في حد ذاته وفق تحول كيميائي بطيء مما يجعل مدة صلاحية ماء جافيل لا تتجاوز السنة بالنسبة للمحاليل الممددة وثلاث أشهر بالنسبة للمحاليل المركزة، وهذا التفكك يمكن أن تُسَرِّعَه بعض العوامل المساعدة مثل الشوارد المعدنية والأشعة فوق البنفسجية للضوء، ما يستلزم تعبئة ماء جافيل في قوارير عاتمة وغير معدنية.

القدرة التأكسدية لماء جافيل تزيد كلما تناقص pH، إلا أنه حتى في وسط أساسي يمكن لماء جافيل أكسدة عدد معتبر من الأجسام السامة مثل SO₂, H₂S, CN^-, NH₃ .. وتحويلها إلى أجسام غير ضارة، كما أن الخواص المطهرة والمزيلة للأصباغ التي يتميز بها ماء جافيل سببها عائد جزئيا إلى قدرته على أكسدة مجموعة كبيرة من المركبات العضوية.

الخواص المطهرة

حمض الهيبوكلور HClO مؤكسد قوي يؤثر على مجموعة كبيرة من الأحماض الأمينية، البروتينات والدهون .. ويمكن لحمض الهيبوكلوريت النفاذ من جدار البكتريا مما يجعله 100 مرة أقوى من شاردة الهيبوكلوريت كمضاد للبكتريا، في حالة الفيروسات يمكن لحمض الهيبوكلوريت تدمير البروتينات القفصية، بما فيها فيروس السيدا.

الاستعمالات

يقدر الإنتاج العالمي من ماء جافيل حوالي 600 ألف طن سنويا، ذلك أن ماء جافيل واسع الاستعمال فهو مطهر يقضي على الجراثيم والفطريات، ويبيد الفيروسات والأبواغ، لذلك يستخدم لتعقيم الأدوات الطبية والجراحية وصيانة المحلات (العيادات والمستشفيات)، كما أنه مطهر قوي ضد الفيروس المسبب لالتهاب الكبد Hépatite، فيروس السيدا، فيروس إيبولا، فيروس انفلونزا الطيور، وفيروس الالتهاب الرئوي الحاد (سارس) وغيرها ... كما أنه يستعمل كمبيض Blanchissant للثياب في المنزل، وكمبيض لعجينة الورق في الصناعة .. (خذ قطعة من الكرتون واسكب عليها قطرات من ماء جافيل ثم ضعها تجف تحت أشعة الشمس، ستلاحظ تحول لون البقع المبللة بماء جافيل إلى اللون الأبيض)
لا يخفى على أحد أن ماء جافيل يستخدم لمعالجة مياه الشرب، لكنه يستخدم أيضا لمنع ترسب الطحالب في قنوات مياه البحر المستعملة في محطات تحلية مياه البحر، أو لتبريد المفاعلات النووية.

مخاطر ومساوئ ماء جافيل

• يجب التأكيد على أن ماء جافيل مطهر وليس منظف، وأن قدرته على التطهير ليست آنية، بل يجب انتظار مدة 5 إلى 15 دقيقة لإكتمال عملية التعقيم.
• الكلور المتبقي في مياه الصرف الصحي بعد استعمال ماء جافيل تشكل خطرا بيئيا معتبرا، حيث يمكن أن تتحد مع مكونات أخرى لتشكيل مركبات عالية السمية.
• تراكم كميات ماء جافيل في أحواض الصرف الصحي له عواقب بيئية مدمرة على الكثير من أشكال الحياة في الوسط المائي.
• تخزين واستعمال ماء جافيل في البيت لا يخلو من بعض الأخطار والحوادث المنزلية.

تسويق ماء جافيل 

التسمية العلمية لماء جافيل هي محلول هيبوكلوريت الصوديوم، ويملك خواص مؤكسدة، مبيضة، مطهرة ومزيلة للروائح. يسوق ماء جافيل تجاريا في شكل سائل، لكنه يوجد أيضا في شكل أقراص صلبة، وفق تراكيز مختلفة حسب المجال الذي يستخدم فيه.

الوحدات

الدرجة الكلورومترية chl°: هي وحدة فرنسية، تعبر عن حجم غاز الكلور الذي يحرره لتر واحد من ماء جافيل تحت تاثير حمض قوي. حجم الغاز مقاس في شروط معلومة من الضغط ودرجة الحرارة. مثال: ماء جافيل 12° تعني أن لتر واحد من هذا المحلول يحرر 12 لترا من غاز الكلور.

النسبة المئوية للكلور الفعال: وهي الوحدة الدولية، وتمثل كتلة غاز الكلور التي تحررها 100 غرام من ماء جافيل. مثال: ماء جافيل 9.6 % تعني أن 100 غرام من هذا المحلول تحرر 9.6 غرام من غاز الكلور.

لا توجد علاقة تناسب بين الدرجة الكلورومترية والنسبة المئوية الكتلية لأن الكتلة الحجمية لماء جافيل متعلقة بطريقة تحضيره والمواد الأولية المستعملة في ذلك.

الأنواع التجارية

كيس ماء جافيل المركز 36°

• ماء جافيل 24 % من الكلور الفعال حوالي 100 درجة كلورومترية موجه للاستعمال الصناعي، حيث نتحصل على مثل هذا التركيز العالي جدا بإزالة كلور الصوديوم مما يسمح بانخفاض الكتلة الحجمية للمحلول.

• ماء جافيل 13 % من الكلور الفعال حوالي 50 درجة كلورومترية.

• كيس ماء جافيل 9.6 % من الكلور الفعال حوالي 36 درجة كلورومترية.

• قارورة ماء جافيل 3.6 % من الكلور الفعال حوالي 12 درجات كلورومترية.

التوظيف البيداغوجي .. اتبع الرابط من هنا