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次氯酸水的特点及功效

什么是次氯酸水?

目錄

★ 為何要使用次氯酸水?
★ 次氯酸水如何作用?
★ 次氯酸水殺死病原體的能力
★ 次氯酸水之安全性
★ 使用注意事項
★ 保存期限及儲存方法
★ 製造設備

次氯酸水—為何現在備受關注?

CoVID-19的蔓延

CoVID-19病毒(SARS-CoV-2 )在 2020 年初開始肆虐全球時,以使用便利性而聞名的酒精消毒劑,在市面上造成搶購。 從一般市民,到醫療機構都難以取得抗菌液,造成不小騷動。

在此情況下,"次氯酸水(HAW)可代替酒精消毒劑" 的消息就傳開了。 但對於次氯酸水的效果,也產生了正反兩派的意見分歧,這場爭議涉及國家研究機構、大學、製造商甚至一般民眾。 而目前,爭端似乎已經平息。 根據日本國立技術與評價研究所(NITE)的最終報告指出,"次氯酸水在正確使用時,可有效抵抗CoVID-19"。

但是,如果在網路上搜尋,名為"次氯酸…"的產品,會有相當多的種類,產品說明卻都大相逕庭。 事實上,仔細觀察可以發現,即使是稱之為"次氯酸水" 的產品,其成分、功效、安全性和可用性也可能截然不同。 此外,產品描述上的模糊、錯誤,從科學的角度來看,往往令消費者感到憤怒、無所適從。

亞淨透(ACT)正在銷售的"亞淨透電解抗菌水",屬於次氯酸水的一種,因此我們認為,我們有責任向客戶解釋何謂次氯酸水。 下面,我們將結合大學、研究所和公司內部的研究成果,從科學的角度說明次氯酸水的作用、使用注意事項、製造方法等。

很多人可能會想說"我聽說過次氯酸水,但我不知道它是什麼"。 因此,請理解我們會從最基本的解釋開始。

次氯酸水如何作用?

次氯酸

我們將鹽的水溶液稱為"鹽水"。 同理,我們把含有少量次氯酸(分子式HClO)的水溶液稱為"次氯酸水"。 你可能在化學課上看過鹽酸和檸檬酸,但你看過次氯酸嗎? 鹽酸是通過將氯化氫 (HCl) 溶解在水中製成的。 如果在氯化氫分子的氫(H)和氯(Cl)之間插入一個氧原子(O),就會形成次氯酸分子(見下圖1)。

圖1:次氯酸的結構式和原子模型。 白色是氫,紅色是氧,綠色是氯原子。
pm(皮米)表示 1 x 10-12米。 來源:維基百科 "次氯酸"

Structural formula of hypochlorous acid space-filling model hypochlorous acid

你是否注意到,如果把上圖中的氯原子換成氫原子,它的順序和水分子(H2O)是一樣的。 一個水分子,是由一個吸引電子的氧原子,和兩個排斥電子的氫原子組成。 氯是一種在分子中吸引電子的原子,例如 HCl。但是,在次氯酸分子中,它扮演類似於水分子中氫原子的角色。 處於這樣的位置,對氯原子來說是不合理的。 出於這個原因,正如後面會解釋的,次氯酸分子非常不穩定,只能存在於水中。 然而,它的脆弱性正是次氯酸強大破壞能力的來源。 我們體內的中性粒細胞(一種白血球細胞)會產生次氯酸,並用它來攻擊細菌和病毒等病原體。 請參考此報告

依日本水道水基準法規定,"氯化時,游離餘氯應保持在 0.1 mg/L※1(在結合餘氯的情況下為 0.4 mg/L)以上"。 此種"游離餘氯"是指"剩餘有效氯",在這種情況下,有效氯※2是次氯酸(HClO)和次氯酸解離產生的次氯酸根離子(ClO-)的組合。

※1 mg/L 是濃度單位。當1公升體積含有 1 毫克物質時,濃度為1毫克/公升。
※2 氯化合物中的氯會引起殺菌和漂白等強烈反應,稱為"游離有效氯(FAC)"或"有效氯"。 在次氯酸水的情況下,它是氧化三種類型化合物的反應夥伴的總能力:次氯酸分子、次氯酸根離子和氯分子。 有效氯濃度定義為與總氯化合物具有相同氧化能力的氯分子的濃度。 次氯酸水中還有氯化氫、氯化鈉等其他含氯成分,但這些成分中的氯不被認為是有效氯。 因此,次氯酸水的"游離有效氯濃度"和"氯濃度"是不同的。
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次氯酸水殺死病原體的能力

次氯酸有效破壞微小病原體

因為次氯酸分子是電中性的(不帶電),它可以穿過細菌細胞膜並破壞細胞內的細胞核等重要元素(見下文)。 由於它能神奇地穿透胞壁,直接攻擊核心部位,細菌根本擋不住。

圖2:次氯酸可以穿過細胞膜並破壞細胞內部。中村等(2017)後修改
Hypochlorous acid can cross the cell membrane

另一方面,舉例來說,當次氯酸鈉 (NaClO) 溶解於水中時,活性成分次氯酸根離子(ClO-)帶負電荷,不能通過細胞膜。 因此,必須破壞細胞膜才能殺死微生物,此時會需要高濃度的ClO-離子才能達到效果。 一般認為次氯酸 (HClO) 的抗菌活性比次氯酸根離子(ClO-)強 80-100 倍(出處 J. Japakaset et al, 2006 )。 由於次氯酸可以滲透到細胞內部並直接攻擊關鍵核心處,其抗菌效率遠高於次氯酸根離子。

下表顯示,次氯酸水(有效氯濃度40mg/L)對各種病原體的作用高於次氯酸鈉溶液(有效氯濃度1,000mg/L)。

表 1:次氯酸水的除菌活性
  來源:日本功能水研究促進基金會

除菌作用: > > > ▲ > x (無效的)
微生物或病毒 次氯酸水(40mg/L)次氯酸鈉溶液 (1,000mg/L)
革蘭氏陽性菌 金黃色葡萄球菌 (Staphylococcus aureus)(10秒)(10秒)
MRSA (Methicillin-resistant Staphylococcus aureus)(10秒)(10秒)
蠟樣芽孢桿菌 (Bacillus cereus)(3〜5分鐘)(3〜5分鐘)
結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis)(2.5分鐘)(30分鐘)
其他抗酸桿菌(1〜2.5分鐘)(2.5〜30分鐘)
革蘭氏陰性菌 腸炎沙門氏菌(Salmonella Enteritidis)(10秒)(10秒)
副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)(10秒)(10秒)
大腸桿菌(Escherichia coli) O157:H7(10秒)(10秒)
空腸彎曲桿菌 (Campylobacter jejuni)(10秒)(10秒)
銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)(10秒)(10秒)
病毒 諾如病毒 (Feline calicivirus)
流感病毒(包括 H1N1pdm09)(10秒)(10秒)
腸道病毒(10秒)(10秒)
皰疹病毒(10秒)(10秒)
白色念珠菌 (Candida albicans)(10秒)(10秒)
黑曲霉 (Aspergillus niger)(5分鐘)x(120分鐘)
圓環青黴(Penicillium cyclopium)(5分鐘)x(120分鐘)

次氯酸氧化能力

次氯酸的效果是通過氧化攻擊目標來發揮的。 次氯酸與易吸氧的有機物接觸時,會發生如下分解:HClO → HCl + O,發生強行向該物質提供氧的反應。 結果,次氯酸消失,一部分有機物被氧化破壞。 病原體等生物體的一部分和酒精等有機分子相對容易被次氯酸氧化。 換句話說,次氯酸通過與酒精反應而被消耗。 另一方面,用於液體容器的塑膠在與次氯酸水接觸時不易氧化或分解。 因此,塑膠瓶中的次氯酸水不會立即失效。

次氯酸攻擊病毒的模擬

儘管具有強大的破壞力,但一個次氯酸分子僅釋放一個氧原子,因此只能破壞一小部分病原體。 使比分子大得多的病毒或細菌失活需要合理量的次氯酸,這意味著有效氯濃度低的次氯酸水無效。 事實上,根據 NITE 的報告,有效氯濃度低於35mg/L的次氯酸水對 SARS-CoV-2 的效果並不顯著。 現在,我們可以想像一下,利用有效氯濃度為50mg/L的次氯酸水與唾液中的 SARS-CoV-2 進行戰鬥,其中,唾液為傳播疾病的主要因素。

※ 根據假設對普通物品進行消毒的測試,他們確定35mg/L或更多濃度與酒精消毒劑一樣有效。 並不是說35mg/L以下就沒有效果,也不是35mg/L以上的次氯酸水就一定有效。 大量使用低濃度的次氯酸水,可以獲得與高濃度次氯酸水相同的除菌效果。

一般認為,具傳染性之CoVID-19患者的1mL 唾液中含有約 100 萬株病毒。當病毒均勻分佈在 1 mL 體積內時,平均間距為 0.1 mm(100,000 nm)。 此距離是病毒大小的1000倍(約100奈米),如果把病毒比喻成1.7米的人那麼大,那麼到最近鄰居的距離是1.7公里。 據說要避免"三密"來防止 CoVID-19 感染,但病毒本身似乎並不密集。 另一方面,根據我們的計算,1 mL次氯酸水中有4.25 x 1017 個次氯酸分子,有效氯濃度為50 mg/L。 假設可以攻擊病毒的次氯酸分子在距離病毒表面10奈米以內,那麼這個範圍內的分子數約為300個。 如果三分之一的分子潛入病毒內部,足以破壞100個單位,並使病毒失活。 當有效氯濃度為0.5mg/L(約為自來水的濃度)時,同一區域只有3個次氯酸分子,對抗病毒會有點困難,此時病毒單位為次氯酸的500倍。

500倍的體型差異,與人與蚊蚋的差異差不多。想像一下,如果你被蚊蟲攻擊。 被三隻蚱蜢攻擊你很尷尬,但他們不可能殺了你。 但是,雖然這在現實中從來沒有發生過,但如果數百隻蚊蟲進入你的身體,攻擊你的內臟,後果將是可怕的。 而這實際上發生在次氯酸攻擊病原體時。

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次氯酸水的安全性

是,很安全

很多論文都報導了次氯酸水的安全性 (e.g. L.Wang et al., 2007), 日本食品安全委員會在次氯酸水的評價報告(2007年1月)中的描述如下(原文為日文):

強酸性(pH 2.5,有效氯濃度50-60mg/kg)和微酸性(pH 5.5,有效氯濃度70 mg/kg)之次氯酸水安全性相關報導很多。 在這些報告中,急性口服毒性試驗、皮膚刺激試驗、急性眼刺激試驗、皮膚過敏試驗、口腔粘膜刺激試驗、回復突變試驗和染色體異常試驗均無異常。 此外,在細胞毒性研究中,觀察到高濃度次氯酸水略微抑制細胞增殖,但毒性仍低於其他市售消毒劑。

※ 能引起抗菌、漂白等強烈反應的化合物中的氯稱為"有效氯"。 在次氯酸水的情況下,有效氯濃度,是通過將作為三種化合物存在的所有氯的濃度相加而獲得的:次氯酸分子、次氯酸根離子和氯分子。 次氯酸水中可能還有其他含氯成分,如氯化氫和氯化鈉,但這些成分中的氯不被認為是有效氯。 因此,次氯酸水的"有效氯濃度"和"氯濃度"是不同的。

請注意,此評估報告是基於日本厚生勞動省 (MHLW) 所規定之食品添加劑標準—次氯酸水。

圖 3:被日本厚生勞動省定義為食品添加劑的次氯酸水和CLEAN·REFRE的成分範圍
chemical characteristics of HAWs

根據日本厚生勞動省的規定,次氯酸水身為食品添加劑,必須滿足上圖所示的有效氯濃度範圍和pH範圍,強酸性和弱酸性次氯酸水,要由氯化鈉水溶液電解生成:以及氯化氫的微酸性次氯酸水中有無額外添加氯化鈉。 法規中也規定了這些原料水溶液的濃度範圍。 即使是以"次氯酸水"的名義銷售的產品,如果沒有按照規定的方式生成,也不能作為食品添加劑使用,其安全性必須經證實。

要提的另一件事是,日本厚生勞動省的次氯酸水標準沒有關於次氯酸水中 NaCl濃度的資訊。 因此,市場上的一些次氯酸水可能含有約 0.2wt% 的NaCl,即使它們符合標準,但此類產品可能會加速金屬腐蝕。

次氯酸水噴霧

隨著 CoVID-19 感染的蔓延,將次氯酸水噴霧於空氣中的利弊,逐漸成為一個熱門話題,並引起了眾多討論。

而人們已經有了共識,透過噴霧來增加室內空氣濕度,是預防CoVID-19 和流感感染的有效措施。 對於安全性的討論也層出不窮,我們可藉由加水稀釋來降低的次氯酸水中的有效氯濃度。 假設向空氣中噴霧有效氯濃度為 60 mg/L 的次氯酸水是有害的,那麼有效氯濃度多低才無害? 噴灑無害的次氯酸水對病毒還能作用嗎?如果是這樣,那在空氣中噴灑次氯酸水就變得沒有意義了。

事實上,對於這樣一個問題,目前還沒有明確的答案。 一種合理的觀點是,在完全證明其安全性之前不進行次氯酸水噴灑更為安全。 但是,有些人則認為,如果您身邊有危險病毒,噴灑次氯酸水會更安全。 CoVID-19疫苗也是如此,即使只經過空前短時間的安全測試,也已經投入使用。

對於這些問題,我們現在需要做的是儘速收集可靠的數據,以便能準確比較利益和風險,從而確定是否使用。 如果能了解既對人體無害,同時能使空氣中病毒失活的次氯酸水濃度範圍、噴灑量、噴灑方式,噴灑將成為預防多種傳染病的有力工具。

世界衛生組織(WHO)警告說,在空氣中噴灑消毒劑是危險的,可能是因為已經報導了空氣噴霧劑的實質健康危害。 但是,它是一種除次氯酸水之外的常見消毒劑,WHO未能確認次氯酸水噴灑的危險性。至少在日本,次氯酸水不被視為消毒劑。

事實上,我們從未見過任何文獻表明,向空氣中噴灑次氯酸水(非次氯酸鈉水)對人體有危害。相反地,卻有許多文件足以證明次氯酸水的安全性和有效性,包括將其噴灑於空中。例如,日本次氯酸水促進委員會已經統整了相關資料(僅有日文版)。

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處理次氯酸水之一般注意事項

前面篇章已講解了次氯酸水的優點,但是在使用次氯酸水的時候,尚有需注意事項。

(1) 請不要將次氯酸水(HClO) 與次氯酸鈉 (NaClO) 混淆。兩者完全不同,後者在正常使用濃度下對人體有害。

(2) 即使以"次氯酸水"名義銷售的產品也可能有不同的成分,並可能含有額外的成分。 我們建議您使用可靠企業生產、以及依電解法生產的次氯酸水,並檢查是否有明確標明有效氯濃度等規格。

(3)次氯酸是一種極不安定的物質,遇高熱或強光可能會在短時間內完全分解失效。 使用已經失去作用的產品是非常危險的。請依照次氯酸水的保存期限來使用,如果長時間不使用,請放置於密閉容器,並存放在冷暗處。 (詳情請參閱下面的次氯酸水保存方法)

(4) 請注意,次氯酸水的效果取決於其用量和有效氯濃度。 次氯酸水的活性成分是次氯酸 (HClO),其功效可以通過有效氯濃度來衡量。 有效氯濃度越高,抗菌能力越高。但如果有效氯濃度太高,對皮膚的刺激性亦會更強。

(5)次氯酸在食物殘渣等有機物較多的地方消耗較快,所以用次氯酸水對這類地方進行消毒時,要先將有機物清洗乾淨。 當然,如果有機物可以很容易地用水洗掉,則可以一次性使用大量的次氯酸水進行清洗和抗菌。

(6)簡單來說,次氯酸水可根據其有效氯濃度,適當使用如下:

有效氯濃度使用範例
10-35mg/L洗菜
35-60mg/L手的清潔和消毒
60-80mg/L炊具的清洗和消毒

(7)市面上亦有用酸中和次氯酸鈉製成的次氯酸水,這當然不符合厚生勞動省制定的食品添加劑標準。 甚至其中有一些有效氯濃度遠遠超過 100 mg/L。 此類產品可用於需要強抗菌力的地方,例如消毒馬桶。 但是,有效氯濃度越高,對皮膚的刺激性越強,因此必須注意不要直接接觸。

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次氯酸水的保存期限和儲存方法

次氯酸的分解

我們解釋過,當次氯酸與容易氧化的有機物質接觸時, 會進行HClO → HCl + O的反應,並對該物質提供氧。 但事實上,即使這樣的物質不在附近,次氯酸水的分解也一直在發生。 當次氯酸水分解時,如果沒有對象可以提供,反應可能會以相反的方向進行,並立即返回次氯酸的狀態。 然而,在另一種情況下,同時產生的兩個氧原子可能結合形成一個氧分子, 2HClO → 2HCl + O2。 隨著該反應緩慢進行,次氯酸水的效果會降低。 隨著時間的推移,其有效氯濃度將會降低。這是不可避免的,但是次氯酸水的保存期限,會因儲存環境的不同而有很大差異,所以下面的篇幅,我們將解釋如何儲存、保管次氯酸水。
※ 請記住,HCl 中的氯並不是有效氯。

影響次氯酸水保存期限的因素,依Ishihara et al.(2017)的研究指出:

次氯酸對紫外線(UV)、陽光、與空氣接觸、以及高溫(≧25℃)不穩定。 此外,在HOCl溶液中,存在過量的含NH2-或CHO-的有機化合物,如蛋白質和碳水化合物,或無機離子,如 NO2-、SO3-、PO3-、 Fe2+、Cu2+以及CuS等

促進次氯酸分解的因素有強光、空氣接觸、高溫等物理刺激,以及次氯酸水中的有機物、各種離子等剩餘的化學成分。

高溫強光的影響

據說溫度每升高10℃,任何化學反應的速率都會加倍。 由於次氯酸水的有效氯濃度,會因化學反應而降低,因此在20℃環境下的保存期限,是30℃時的兩倍;儲存於10℃環境下的保存期限是四倍。 作為強光和高溫促進次氯酸分解反應的例子,某報導指出,若在夏季陽光直射下,有效氯濃度在一天之內降為零 (出處:山口製藥協會,2020年,這是日語)。

蓋子的重要性

次氯酸分子的揮發性弱,會緩慢逸散到空氣中。 據說,在空氣中,其中的一半會在短短幾個小時內分解。 此外,上面提到的化學反應式 2HClO → 2HCl + O2 表明次氯酸分解成氯化氫和氧氣,氧氣也逸出到空氣中。 在密閉容器中,隨著過程的進行,空氣中的次氯酸和氧氣會增加,使它們越來越難以從水中逸出。 但是,在敞開的容器中,空氣中次氯酸和氧氣的濃度並沒有增加,因此它們不斷地逃逸到空氣中,水中的次氯酸濃度不斷下降。 換句話說,打開容器蓋會縮短次氯酸水的壽命。

圖 4:顯示蓋子重要性的示意圖。
左圖:沒有蓋子,次氯酸和氧氣的氣體穩定逸出,水中次氯酸的濃度不斷降低。
右圖:蓋上蓋子,當容器內空氣中的次氯酸和氧氣達到一定濃度時,從水中蒸發的速度與溶解在水中的速度相等,次氯酸濃度因蒸發而降低的現象停止。

HAW in

關於蓋子的重要性,請參考北見工業大學的以下實驗結果:

帶廣畜產大學和亞淨透的共同發表的研究報告中,提到了一個關於不佳存放條件的例子。 根據報告指出,當容器(遮光瓶)在實驗室中保持瓶蓋打開的狀態時,100 mg/L 的有效氯濃度在放置 17 天後降至23mg/L,並在放置 31天後降至2mg/L。

如何儲存次氯酸水

根據我們的經驗,在製程控制嚴謹、品質良好(無添加成分)的情況下,將次氯酸水放入密閉容器,即使經過2個月,有效氯濃度僅從40mg/L下降到30mg/L左右。 因此,只要儲存條件良好,如將密閉容器置於低溫陰暗處保存,裝瓶時有效氯濃度為50mg/L的次氯酸水,被認為能保持其抗菌能力達到2或3個月。

並且,在溫度等環境條件相同的情況下,次氯酸濃度越高,分解反應越快。

綜上所述,次氯酸水長期貯存的重要條件可歸納為:

補充

根據我們的經驗,將次氯酸水放入噴霧瓶中,放置一段時間後,第一下噴霧的次氯酸水的有效氯濃度,之所以低於瓶內的有效氯濃度,很可能是因為, 噴頭的氣體遮蔽能力比一般瓶蓋來得低。因此,一般認為,從放置了一段時間的噴霧瓶中,第一次按壓噴出的次氯酸水抗菌效果較低。

即使非常小心,長期儲存的次氯酸水也可能會因為某種原因而使有效性下降。 如果沒有意識,並為你用次氯酸水對周圍環境進行了消毒而鬆了一口氣,可能會造成不好的後果。

因此,如果您想在長期儲存後將次氯酸水用於重要用途,例如用於清潔和消毒雙手、 作為對新型冠狀病毒的消毒, 我們建議您使用市售的測量儀器或試紙檢查有效氯濃度(注意其與鹽度為不同指標),約為10至80 mg/L。 此商品 是一個價格實惠的試紙範例。供個人使用,能粗略地測量次氯酸水之有效氯濃度。
※ 根據 NITE(日本國家技術與產品評價研究所) 的報告,有效氯濃度為 35 mg/L 或更高的次氯酸水對 CoVID-19 有效。

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次氯酸水的電解生成裝置有3種

厚生省指定的食品添加劑次氯酸水是通過電解鹽水溶液或稀鹽酸生產的。 由於次氯酸的不穩定性如上所述,次氯酸水基本上預計在設備製造後立即使用。 生成次氯酸水的電解裝置分為三種:無離子交換隔膜(一室型),含有一交換隔膜(二室型),含有兩交換隔膜(三室型)。

還記得學校課堂上的電解水實驗嗎? 實驗開始之前,會在水中加入少量氫氧化鈉(NaOH)以降低水的電阻。此時,如果以氯化鈉(NaCl)取代氫氧化鈉溶於水中,將此種溶液電解後會發生什麼事情呢?

電極周圍會發生什麼

在這種情況下,鈉離子(Na+)被吸引到陰極附近,過量的鈉離子剝奪水分子中的氫氧根離子(OH-),失去夥伴的氫離子(H+)從陰極獲得電子。 因此,陰極周圍會產生氫分子(H2)和氫氧化鈉 (NaOH)。由於氫分子幾乎不溶於水,會逸散到空氣中,溶液中只剩下氫氧化鈉。

2Na+ + 2H2O → 2NaOH + 2H+
2H+ + 2e- → H2 (e 是一個電子)

另一方面,在陽極,被吸引的氯離子(Cl-)被陽極奪去電子以產生氯分子(Cl2)。 由於氯分子具有高反應性,它們會立即與水分子發生反應,從而生成氯化氫 (HCl)和次氯酸(HClO)。

2Cl- → Cl2 + 2e-
H2O + Cl2 → HCl + HClO

同時也會發生反應形成氧分子。

4OH- → 2H2O + O2

但產生的氧氣量很少。這是因為氯離子比氫氧根離子更容易被陽極奪走電子。

那你知道是如何透過電解鹽溶液產生次氯酸的嗎?

一室電解裝置

綜觀製酸和製鹼反應同時進行的過程,反應可用下列化學式表示

2NaCl + 3H2O → 2NaOH + HCl + HClO + H2

此處產生的氫分子(H2)會迅速逸散到空氣中。 最後,當設備的電源關閉時,如果兩個電極之間沒有隔板,電解水將會混合。 隨之,陰極側產生的一分子氫氧化鈉(NaOH)與陽極側產生的一分子氯化氫(HCl)反應生成水和氯化鈉。

NaOH + HCl → NaCl + H2O

最終,產生的電解水變成鹼性,因為溶液中殘留的三種成分是次氯酸、氫氧化鈉和氯化鈉。換句話說,單室電解槽電解鹽水溶液時,整個物質的平衡如下(圖5)

NaCl + 2H2O → NaOH + HClO + H2

圖 5:一室型電解裝置中化學反應示意圖

one-chamber electrolyzer

現在我們來看看下圖和說明。 此圖顯示當pH 值越高,次氯酸解離成氫離子(H+)和次氯酸根離子(ClO-)的速率就越高。 如上所述,據說次氯酸分子的抗菌力大約是次氯酸根離子的80-100倍,所以在鹼性溶液中,抗菌力將大幅降低。

因此,為了生成符合日本厚生勞動省定義的"一室型電解裝置產生的微酸性次氯酸水",需要以稀鹽酸來代替(或添加於)氯化鈉溶液。 藉此可以將產生的次氯酸水的 pH 值調整至 5 到 6.5 之間。

圖 6:次氯酸水溶液之有效氯濃度與pH關係之變化,以及日本厚生勞動省認定為食品添加物之次氯酸水pH範圍。我們將各研究資料統整成此圖。 此圖表示,當氫離子濃度[H +]較低時(pH高),反應朝向 HClO → H+ + ClO- 進行,次氯酸根離子比例增加。 反之,當氫離子濃度增加時,反應朝向 H+ + 2HClO → Cl2 + 2H2O 進行,此時氯分子比例增加。
PH profile of the three FAC components

二室型電解裝置

在二室電解槽中,電極被一個只允許離子通過的隔膜隔開(圖6顯示了一個雙極離子交換膜,允許陽離子和陰離子都能通過)。 在此設備中,隨著電解的進行,在陽極周圍的氯離子被消耗,生成氯化氫和次氯酸集中,此時與消耗的氯離子等量的鈉離子,通過隔膜移動到陰極側。

圖 7:雙極離子交換膜 二室型電解裝置中化學反應示意圖。 雙極離子交換膜允許陰陽離子通過。由於電極之間的電位差,氯離子傾向於移動到陽極側,鈉離子到陰極側。

two-chamber electrolyzer

在陰極周圍,氫離子被消耗,生成氫氧化鈉集中,產生的大部分氫釋放到大氣中。 以結果來說,我們得到酸性和鹼性兩種電解水,酸性電解水則對應為次氯酸水。 然而,這反應不會持續到所有的氯化鈉都消耗完,並且氯化鈉將殘留於酸、鹼兩種電解水中。

三室型電解裝置

三室型電解裝置使用兩個隔膜將電極隔開。 該裝置由中央室中的氯化鈉溶液和左右兩個室中的純水進行反應。 在此裝置中,陰極側的隔膜只允許陽離子通過,另一個只允許陰離子通過。 換句話說,鈉離子只能移動到陰極側,而氯離子只能移動到陽極側。

圖 8:三室型電解裝置中發生的化學反應示意圖

three-chamber electrolyzer

使用該裝置,隨著電解的進行,在陽極側獲得酸性電解水,在陰極側獲得鹼性電解水。 這方面與二室式電解槽類似,只是陽極側(酸性電解水)沒有鈉離子,陰極側(鹼性電解水)沒有氯離子。 因此,可以獲得"無鹽次氯酸水"。

亞淨透提供的次氯酸水製造設備"CLEAN·FINE"為三室型電解裝置。

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如果您想了解更多關於亞淨透電解抗菌水的訊息,請點此閱讀"亞淨透電解抗菌水,一種不含氯化鈉的次氯酸水"

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