Un înălbitor mai ecologic

Înlăturarea hainelor de o pată poate fi o sarcină foarte dificilă. Pentru a scăpa de pată nu este vorba de îndepărtarea moleculelor, precum detergenții. Moleculele pătate sunt modificate din punct de vedere chimic, astfel încât nu mai reflectă lumina exact în același mod ca înainte. Acest proces se numește decolorare sau albire. Petele naturale, precum și unii coloranți produși din iarbă provin din compuși chimici numiți cromofori. Cromoforii pot absorbi lumina la anumite lungimi de undă și, prin urmare, provoacă culori.1

Albitorul de uz casnic, hipocloritul de sodiu (NaClO), acționează asupra unei pete prin procesul chimic numit oxidare-reducere sau reacție redox. Oxidarea este definită în general ca fiind pierderea de electroni, iar reducerea ca fiind câștigarea de elecroni. Cele două procese de oxidare și reducere au loc împreună; astfel, un compus este redus în procesul de oxidare a altuia. Înălbitorii cu clor sunt agenți oxidanți; atunci când clorul reacționează cu apa, produce acid clorhidric și oxigen atomic. Oxigenul reacționează ușor cu cromoforii pentru a îndepărta electronii din moleculă, modificând chimic structura moleculei, iar proprietățile fizice care determină culoarea sunt modificate.1

Albitorii cu clor acționează eficient și ieftin. Cu toate acestea, uneori, oxidarea cu înălbitori cu clor implică adăugarea de atomi de clor la moleculele petelor colorate, mai degrabă decât simpla eliminare de electroni. Adăugarea de clor în fluxul de deșeuri poate duce la formarea de subproduse periculoase, cum ar fi dioxinele. Dioxinele sunt un grup de sute de compuși cu structură similară care au capacitatea de a se bioacumula. Principalele surse de dioxine provin din arderea deșeurilor și din incendiile de pădure, dar dioxinele pot fi, de asemenea, adăugate în mediul înconjurător prin procese industriale care utilizează clor, cum ar fi fabricarea textilelor și a hârtiei. Expunerea la cantități mari de dioxine poate provoca o afecțiune cunoscută sub numele de cloracnee. Cloracneea este o boală de piele severă care provoacă apariția de leziuni pe față și pe partea superioară a corpului. Expunerile mari la dioxine au fost, de asemenea, legate de creșterea riscului de cancer. Tendința lor de a persista în mediul înconjurător a determinat Agenția de Protecție a Mediului din SUA să colaboreze cu industria pentru a găsi modalități de limitare a utilizării lor.2

Clorul la scară largă este mortal pentru un mediu. Sunt disponibile alte alternative sau înălbitori neclorurați. Înălbitorii neclorurați conțin peroxid de hidrogen sau solide precum perboratul sau percarbonatul care reacționează cu apa pentru a elibera peroxid de hidrogen. Peroxidul de hidrogen se descompune în oxigen gazos și apă, prezentat în ecuația 1.1

În procesul de descompunere, H2O2 eliberează radicali liberi, intermediari foarte reactivi care oxidează alte molecule prin îndepărtarea electronilor de la acestea. Dacă aceste alte molecule sunt pete sau pigmenți colorați, modificările chimice care au loc în urma oxidării lor le pot schimba proprietățile fizice, făcându-le incolore.1

Peroxidul de hidrogen este o alternativă mai ecologică și mai prietenoasă cu mediul la reactivii de albire cu clor. Cu toate acestea, provocarea de a înlocui înălbitorii cu clor cu peroxid de hidrogen vine cu două probleme. Procesul de oxidare a peroxidului poate fi nediscriminatoriu; orice moleculă poate reacționa cu radicalii liberi. A doua problemă legată de utilizarea peroxidului de hidrogen este cerința unor temperaturi și presiuni mai ridicate, cu timpi de reacție mai lungi, pentru a obține aceleași rezultate ca în cazul înălbitorilor cu clor. În producție, acest lucru duce la costuri mai mari pentru energie, echipamente și forță de muncă.1

Aceste probleme i-au determinat pe cercetătorii de la Universitatea Carnegie Mellon să dezvolte molecule numite liganzi macrociclici tetraamido (TAML) pentru a funcționa ca și catalizatori în reacția de albire cu peroxid de hidrogen. Adăugarea lor permite ca reacția să se desfășoare la temperaturi și presiuni mult mai scăzute și să se obțină o selectivitate mai mare a reacției.3 H2O2 activat cu TAML este un exemplu ideal de chimie ecologică la lucru. Este fabricat din substanțe biochimice naturale, reduce costurile energetice și diminuează poluarea cu clor.

De la ChemPRIME: 11.17: Agenți oxidanți comuni

.