過氧化氫碳酸鈉複合物如何去除汙垢?
王渝溥 麻省理工學院化學博士,現為化工材料研發員、馬拉松跑者、部落客。 Take Home Message • 過氧化氫碳酸鈉複合物是由過氧化氫和碳酸鈉形成的結晶,屬於「氧系」漂白劑。 • 過氧化氫碳酸鈉複合物能透過酸鹼中和去除酸性汙垢,如茶垢、咖啡垢等,或藉由皂化反應去除油汙。 • 由於過氧化氫碳酸鈉複合物在水中會分離成過氧化氫和碳酸鈉,因此在使用時要特別小心,也要記得戴上手套!註|過氧化氫碳酸鈉複合物在市面上常見的名稱為「過碳酸鈉」(sodium percarbonate)。
認識各種漂白劑
在開始介紹過氧化氫碳酸鈉複合物之前,先讓我們認識一下漂白劑總共可以分為哪些類別。首先過氧化氫碳酸鈉複合物和過氧化氫被稱為「氧系」漂白劑,其中的有效成分都有氧化性及容易產生氧自由基的性質。除此之外,有些漂白粉或洗衣劑也會使用過硼酸鈉(sodium perborate)為有效成分,而其他如過氧乙酸(peracetic acid,用於工業與農業殺菌)、過氧化二苯甲醯(benzoyl peroxide,用於麵粉漂白)、臭氧(ozone,用於紙張漂白)、過硫酸鉀(potassium persulfate,用於頭髮漂白)等同樣屬於氧系漂白劑,礙於篇幅就不在本文多做介紹。
另一種「還原性」漂白劑則是透過還原劑的性質⸺奪取氧、提供氫或電子給反應物來達到漂白的效果。例如常用於漂白乾貨食材的二氧化硫(sulfur dioxide)、連二亞硫酸鈉(sodiumdithionite)等就屬於還原性漂白劑。
過氧化氫碳酸鈉複合物的去汙原理
那麼過氧化氫碳酸鈉複合物究竟如何去汙?其實過氧化氫碳酸鈉複合物是由俗稱雙氧水的過氧化氫(hydrogen peroxide, H2O2)和碳酸鈉(sodium carbonate, Na2CO3)以3:2 的莫耳比例共同形成的結晶,因此化學式可以寫成2Na2CO3.3H2O2或簡式Na2H3CO6,外觀為白色粉末狀的物質。因此當過氧化氫碳酸鈉複合物溶於水時,就會分別釋放出過氧化氫和碳酸鈉:
2Na2CO3.3H2O2 → 3H2O2 + 2Na2CO3
由於碳酸鈉溶於水後呈鹼性,不僅能藉酸鹼中和反應去除酸性汙垢,如茶垢、咖啡垢等,也能如同肥皂透過與油脂產生皂化反應(saponification)達到去除油汙的效果,因此在廚房清潔上也相當有用:
Na2CO3 → 2Na+ + CO32-CO32- + H2O → HCO3- + OH-(鹼性)
至於另一個關鍵成分⸺過氧化氫具有氧化力,它在H-O-O-H 化學結構中的O-O 單鍵很容易斷裂(圖一)。因此不僅能以強氧化的方式殺菌,也能與汙漬中的有色成分進行反應,使汙漬轉換成無色物質。而自身則轉換為無毒無害的水和氧氣,所以可清除衣物上沾染的汗漬、黃斑,使衣服恢復原始顏色,也能達到除霉效果。
漂白水
不論是傳統漂白水,還是固態的氯系漂白粉次氯酸鈣(calcium hypochlorite),都是透過次氯酸極強的氧化能力達到殺菌和去汙的效果。相較於屬於氧系漂白劑的過氧化氫碳酸鈉複合物,氯系漂白劑雖然能夠強力漂白,也是居家殺菌消毒和對抗頑垢的好幫手,但卻相對地較容易破壞布料和色素,無法如過氧化氫碳酸鈉複合物一般使用在深色、花色衣物上。此外在使用時也容易產生刺鼻味,必須更加注意通風並避免與酸性物質混合,以免產生大量有毒的氯氣。
小蘇打
小蘇打的學名為碳酸氫鈉(sodium bicarbonate),與過氧化氫碳酸鈉複合物的共通點是鹼性,然而它的鹼性比過氧化氫碳酸鈉複合物弱,且沒有氧化和漂白的效果。因此儘管同樣能清除油汙與酸性汙垢,但效果比較溫和,浸泡時間拉長後才能發揮功效,對於陳年汙垢的去除效果也比較不明顯。
檸檬酸
檸檬酸顧名思義是造成檸檬、柑橘類酸味的主要來源。檸檬酸為酸性,因此它的強項自然是對抗鹼性汙垢,如浴室的皂垢;至於茶壺、鍋具、水龍頭等殘留的水垢,是由自來水或硬水形成的碳酸鈣(calcium carbonate)與碳酸鎂(magnesium carbonate)沉澱,因此可被檸檬酸溶解而清除。
除此之外檸檬酸也能清除金屬上的鏽斑和氧化層,但要注意的是如果讓酸殘留在金屬物品上,反而會加速金屬的生鏽,因此清潔完畢後務必將檸檬酸清洗乾淨。此外,檸檬酸也會造成含碳酸鈣的石材,如大理石腐蝕,所以應該避免使用。其他酸性物質如鹽酸(hydrochloric acid,此為強酸,使用上需特別小心)、白醋,也能達到清除鹼性汙垢的效果,但檸檬酸的優勢是無刺鼻氣味,也不像鹽酸一般具有腐蝕性,因此在酸性清潔劑中特別受歡迎。
在環境清潔上,小蘇打加檸檬酸也是個熱門組合,但這兩種化合物同時使用其實會讓酸鹼中和,進而降低小蘇打和檸檬酸各自的去汙效果!
市面上各種琳瑯滿目的清潔用品,其實功能大不相同,也都有它們各自適合去除的汙垢。讀完本篇文章之後是否有對這些清潔用品更了解了呢?希望讀者們在使用一些腐蝕性較強、氣味較重的清潔用品時,別忘了做好基本防護並保持通風。
此外,也因為過氧化氫碳酸鈉複合物的成分具有一定的危險性,使用時切記要戴上手套以保障自身安全!
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