XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Хлор и дезинфектанты на его основе

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Крайнова П.А. 1

---

1МОУ СОШ 8

Подшивалова И.А. 1

---

1МОУ СОШ 8

Работа в формате PDF

127 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

                                                 Проблема

  Во время пандемии люди всё больше стали обращать внимание на дезинфекцию. Мы чаще стали пользоваться различными антисептическими средствами. Во многие из них в состав входит хлор. Что это и зачем он нужен?

                                                    Цель

      Изучить антисептические свойства хлора и понять, какую роль он играет в составе дезинфицирующих средств.

                                                   Задачи 

Определить, что такое дезинфекция, и зачем она нужна.

Узнать какие бывают виды антисептиков, и каков их состав.

Описать хлор как простое вещество и химический элемент.

Изучить значение хлора в составе дезинфицирующих средств.

Сделать вывод о использовании антисептических свойств хлора.

                                                        Актуальность

          Как уже было сказано ранее в период пандемии люди всё чаще стали обращать внимание на дезинфекцию рук и поверхностей вокруг себя. Мы до сих пор носим с собой антисептики и стараемся обрабатывать предметы. Зачем мы это делаем? Попросту говоря, люди стремятся "убить" вирус этими действиями. Но как это работает? Как дезинфицирующее средство предотвращает передачу болезнетворных микроорганизмов? Способов, как и видов таких средств множество, про всё выяснить сразу не получится, поэтому я решила выбрать только один вид антисептиков. Чаще всего, при употреблении слова "дезинфекция" нам вспоминается такое вещество, как хлор. Конечно, в состав кожных антисептиков редко встретишь этот элемент, но для обработки поверхностей, он подходит очень хорошо. Чем же обуславливаются его дезинфицирующие свойства. Об этом я и хочу рассказать в своем проекте.

             Основная часть

                                                 Дезинфекция и дезинфектанты

   В период пандемии вопрос о дезинфекции поднимался очень часто. Из разных источников мы слышим о том, что нужно как можно чаще мыть руки и обрабатывать их антисептическими средствами для борьбы с микроорганизмами. Что же такое-дезинфекция?

   Дезинфекция-один из методов обеззараживания, направленный на предотвращение инфицирования здорового организма микробами или их токсинами.

Существует несколько методов дезинфекции:

Механический метод-мытьё полов, проветривание помещений и т.д.

Физический метод-воздействие на предметы высокой температурой или различными видами облучения.

Биологический метод-основан на воздействии микроорганизмами.

Химический метод- применение различных химикатов.

   Дезинфицирующие средства(дезинфектанты)-химические соединения, способные обеззаразить обрабатываемый объект,предотвратив тем самым распространение в окружающей среде инфекционных микроорганизмов.

   Понятие антисептическое средство в чём-то схоже с понятием дезинфектантов, так как и то и другое применяется для предупреждения распространения инфекционных заболеваний. Некоторые из них похожи по химическому составу, а некоторые можно отнести и в ту, и в другую группу обеззараживающих средств. Но не стоит их путать. Какие же отличия есть между ними?

  Однако, несмотря на разницу этих понятий, антисептики часто относят к дезинфицирующим средствам, это допустимо потому, что в широком смысле обработка рук антисептическими средствами является профилактической дезинфекцией. Поэтому, для упрощения терминальными, сейчас часто говорят об обработке рук дезинфицирующими средствами, имея ввиду именно антисептическое воздействие.

Антисептики

   Как уже было сказано, антисептик-средство, которое используют для очищения и дезинфицирования кожных покровов. Используются они для борьбы с патогенными бактериями, создавая неблагоприятные условия или уничтожая их.

Существуют различные формы антисептиков такие как:

Спреи

Гели

Пенка

Форма антисептиков может быть различна и при выборе стоит ориентироваться на личные предпочтения и удобства в использовании. Гораздо более важной характеристикой антисептического средства является его состав.

Виды антисептиков по составу:

Средства на основе спирта (этиловый спирт, изопропиловый спирт и др.)

Средства на основе четвертичных аммониевых соединений

Средства на основе производных гуанидинов

Средства на основе активного кислорода (перекись водорода)

Средства, высвобождающие хлор (хлоргексидин)

   Обычно в состав антисептиков входят также дополнительные компоненты, которые обеспечивают увлажнение и уход за кожей (глицерин, парфюмерные ароматизаторы, масла, комплексы добавок).

      По всему, сказанному выше, можно понять, что видов антисептиков огромное множество, обо всём сразу рассказать не получится, поэтому я решила остановиться на одном типе таких средств- антисептиков, в состав которых входит хлор.

   Также я решила выбрать этот элемент потому, что бороться за чистоту в больницах впервые начал венский врач Игнатий Земмельвейс (1818-1865 г.), моя руки в хлорной воде. Он пытался ввести антисептику в клинику, на что его коллеги отредактировали очень неудовлетворительно, осудив, высмеяв и выгнав его из клиники.

   Какую же роль играет хлор в виде дезинфицирующего средства? Думаю, начать следует с самого вещества.

                                                                       Хлор

   Хлор(CI) относят к группе элементов с наиболее ярко выраженными неметаллическими свойствами-галогенам. Эти элементы находятся в VII-А группе и к ним относят: фтор (F), бром (Br), йод (I), астат (At) и уже ранее упомянутый хлор(CI), который является самым распространённым в природе среди них.

                                                    Характеристика хлора:

Обозначение - CI (Chlorum);

Период - III;

Группа - VIIa;

Атомная масса - 35,4527;

Атомный номер - 17;

Радиус атома = 99 им;

Распределение электронов - 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵;

t плавления = 100,95°С;

t кипения = -34,55°С;

Степень окисления: +7, +6, +5, +4, +3, +1, 0, -1;

Плотность (н.у.) = 3,21 г/см³;

Молярный объём = 18,7 см³/моль.

                                                           Хлор в природе

      Как и другие галогены из-за высокой окислительной активности хлор не встречается в природе в свободном состоянии, но его массовая доля в земной коре составляет - 0,2%; 11 место по распространённости среди других элементов. Существует он, например, в виде хлоридов - NaCI(поваренная соль), KCI(сильвин), KCI*NaCI(сильвинит), KCI*MgCI2*H2O(карналлит), KCI*MgSO4*3H2O(каинит) и другие. Всё это широко распространённые горные и минеральные породы. Основная же масса хлора содержится в солёной воде Мирового океана.

                                                                                              Хлор как химический элемент

   Как уже было сказано в Периодической Таблице Химических Элементов хлор находится в 3 периоде, VII группе, порядковый номер-17, относительная молекулярная масса-35. Заряд ядра равен +17, следовательно ядро содержит 17 протонов и 18 нейтронов.      

   Электронов всего-17 их распределение по энергетическим слоям таково:

      значит, электронная конфигурация имеет такой вид:

                                                                    1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

   На внешнем электронном слое хлор содержит 7 электронов, что относит его к неметаллам. Максимальная степень окисления +7, а высший оксид - CI2O7. Гидроксид, соответствующий ему, представляет собой кислоту HCIO4. Летучее водородное соединение - HCI.

                                                Хлор как простое вещество

   Хлор является веществом молекулярного строения. Молекула хлора состоит из 2х атомов - CI2.

Модель молекулы хлора:

                                                            Получение хлора

Промышленные способы

Электролиз водного раствора (хлор выделяется на аноде, водород-на катоде):

      2NaCI+2H2O=CI2+H2+2NaOH

Расплав хлорида натрия(хлор-на аноде, натрий-на катоде)

      2NaCI=CI2+2Na

Лабораторные способы-действие концентрированной соляной кислоты HCI на различные окислители при нагревании:

4HCl-1+Mn+4O2 = Mn+2Cl2+Cl20↑+2H2O

2KMn+7O4+16HCl-1 = 2KCl+2Mn+2Cl2+5Cl2 0↑+8H2O

KCl+5O3+6HCl-1 = KCl+3Cl2 0↑+3H2O

                                                     Физические свойства хлора

   При нормальных условиях хлор является ядовитым газом желто-зеленого цвета с резким, удушливым запахом. Он в 2,5 раза тяжелее воздуха. При комнатной температуре одном объёме воды растворяется 2,5 объема хлора с образованием так называемой хлорной воды. Под давлением около 0,6 Мпа хлор при комнатной температуре превращается в жидкость.

                                                     Химические свойства хлора

Взаимодействие хлора с простыми веществами

Хлор реагирует практически со всеми металлами с образованием солей(реакция ОВР)

2Na+CI2=2NaCI

При нагревании и освещении хлор будет реагировать с водородом с образованием соляной кислоты

            H2+CI2=2HCI

Хлор будет реагировать с неметаллами, у которых электроотрицательность меньше, чем у него

            2P+5CI2=2PCI5

2. Взаимодействие хлора со сложными веществами

Реакция хлора с водой и образованием соляной и хлорноватистой кислоты

            CI2+H2O=HCI+HCIO

Хлор способен вытеснять бром и йод из их соединений с водородом и металлами

CI2+2HBr=Br2+2HCI

CI2+2NaI=I2+2NaCI

Хлор растворяется в щелочах, причем продукты реакции зависят от условий её протекания

            CI2+2KOH=KCI+KCIO+H2O(использование холодного раствора щелочи)

            3CI2+6KOH=5KCI+KCIO3+3H2O(использование горячего раствора щелочи)

                                                          Применение хлора

Отбеливание ткани и бумаги

Обеззараживание воды

Производство пластмасс

Производство каучука, хлорной извести, ядохимикатов и т.д.

Синтез хлороводорода в производстве соляной кислоты

В составе дезинфецирующих средств

   На последнем пункте я остановлюсь и затрону эту тему поподробнее, какое же значение имеет хлор в составе дезинфецирующих средств?

                                          Хлор в составе дезинфецирующих средств

   Из всех типов и видов дезинфецирующих и антисептических средств можно выделить 2: на основе спирта, и на основе гипохлорита натрия и других соединений хлора. И те и другие отлично справляются с задачей уничтожения вирусов и бактерий. Против новой кронавирусной инфекции эффективными считаются оба вида. Про спиртовые антисептики мы слышим отовсюду, их действие против инфекции не подвергаются сомнениям, про дезинфектанты на основе хлора же мы слышим гораздо реже, однако существуют исследования, проведённые K. Kaly-Kullai и M. Wittmann, которые доказывают эффективность и этих средств.

Далее я приведу плюсы и минусы дезинфектантов на основе хлора:

 Из содержания таблицы становится понятно, что дезинфектанты на основе хлора лучше применять для обработки поверхностей. В составе антисептиков они могут быть, но в небольшой концентрации, иначе обработка рук ими может привести к раздражению или даже ожогу кожи. Однако в состав дезинфецирующих средств, не применяющихся для обработки поверхностей кожи хлорсодержащие соединения входят довольно часто. Что же объясняет их противомикробный эффект?

   Как мы уже выяснили ранее, хлор относят к сильным окислителям, в этом то и заключается ответ на вопрос. Когда хлорное дезинфецирующее вещество в любом виде смешивают с водой, окисляющие действие активного хлора позволят разрушать естественные защитные барьеры бактерий, вирусов, грибков и спор. Хлорсодержащие дезинфектанты при взщс водой образуют хлорноватую кислоту с отщепляющимся атомарным кислородом. Именно он обеспечивает токсическое воздействие на микроорганизмы.

Вывод: Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод, что хлор имеет большое значение в дезинфекции. Обычно в состав антисептиков он входит в небольшой концентрации, именно поэтому, он одновременно выполняет свои антисептические свойства и не вредит нашему организму. Для дезинфекции же поверхностей он подходит идеально. Из-за сильных окислительных свойств он отлично удаляет вредные микроорганизмы. В следствии этого хлорсодержащие соединения и считают хорошими признаками эффективных дезинфектантов.

                  Сравнительный анализ содержания хлора в разных антисептиках

   Я решила узнать и сравнить содержание хлора в разных антисептиках и других дезинфицирующих средствах. Для этого я провела наблюдение, сопоставив составы этих средств.

Для сравнения я взяла 5 средств, в каждом из которых в составе есть хлор:

Салфетки антисептические

Дезинфектант белизна

Гель

Гель универсальный

В итоге у меня получились такие результаты:

Вывод: Исходя из данных таблицы можно сделать вывод, что хлор обычно не входит в состав дезинфектантов в чистом виде, процентное соотношение активного хлора в общем растворе очень мало. В составе антисептиков он обычно представлен в меньшем количестве, чем в дезинфектантах. Из-за сильных окислительных свойств процентная доля хлора не так уж и велика.

Заключение

    В ходе своего проекта я узнала, что такое дезинфицирующие средства и антисептики, а также чем они отличаются. Я обобщила свои знания о хлоре как о простом веществе и химическом элементе и нашла новые сведения о нем по поводу его дезинфицирующих свойств. Также я узнала какую роль он играет в составе антисептиков и, сравнив несколько средств, сделала вывод о том, что во многих из них он имеет большое значение.

      Можно сделать вывод, что хлор идеально подходит для дезинфекции поверхностей. Он обладает сильными окислительными свойствами, вследствие чего отлично удаляет вредные микроорганизмы. В состав таких веществ он входит довольно часто, и имеет там большую процентную долю. В состав антисептиков же он входит реже и с более маленькими концентрациями. Это делается для того, чтобы не навредить коже, но все же выполнить свою роль.

   В заключение хочется сказать, что обработка рук и поверхностей- важное дело в личной гигиене каждого человека. К выбору средств для этого нужно подходить серьезно и обращать внимание только на качественные дезинфектанты. Из моего проекта становится понятно, что средства на основе хлора отлично выполняют свою роль, но с ними следует обращаться осторожно, так как хлор является очень едким и в больших концентрациях может навредить организму. Поэтому важно обращать внимание не только на состав, но и на процентные соотношения тех или иных веществ в этих средствах.

                               Список использованных источников и литературы

Дезинфекция: виды и типы дезинфицирующих средств (xn7sbfkcc2c3a.xn--p1ai)

Антибактериальные средства: дезинфицирующие средства и антисептики (tvgmu.ru)

Антисептики: для чего нужны, виды антисептиков, как применять | Paramedic

3.11.1. Антисептики и дезинфицирующие средства (rlsnet.ru)

Антисептики и дезинфицирующие средства: описание фармакологической группы в Энциклопедии РЛС. (rlsnet.ru)

Какой антисептик лучше выбрать |Виды антисептиков для рук (499) 704-24-02 (shnurok.ru)

Хлор (Cl) и его соединения, получение и применение хлора (prosto-o-slognom.ru)

Хлор в химии - классификация, получение, свойства, формулы и определения с примерами (evkova.org)

Дезинфицирующие средства на основе хлора (siladez.ru)

Средства дезинфекции (дезинфектанты) (chistotaiblesk.ru)

Дезр.ру: справочник дезсредств - реестр дезинфицирующих средств (dezr.ru)

Лучшие средства для  дезинфекции 2023 (kp.ru)  

Химия 9 класс: учеб. Для общеобразоват. Организаций / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г.Фельдман. – 6-е изд. – М.: Просвещение, 2019. –208 с.:-ISBN 978-5-09-071609-3