Piscinele de înot sunt o modalitate genială de a te răcori în timpul unei veri fierbinți. Desigur, aceasta nu este o idee deosebit de originală, iar sute de oameni ar putea folosi o anumită piscină în fiecare zi. Chimia este la îndemână pentru a ne împiedica să înotăm în apă care adăpostește potențiale infecții transmise prin apă. De asemenea, ne poate ajuta cu păcatul capital de a face pipi în piscină, deși nu fără consecințe. Face acest lucru, după cum probabil știți deja, prin clorinarea apei din piscină – deși este mai puțin simplu decât ați putea crede!
În primul rând, cum este clorinată apa? S-ar putea să vă așteptați că se realizează cu ajutorul clorului, dar, de fapt, a devenit destul de rar ca clorinarea piscinelor să se facă cu ajutorul clorului propriu-zis. Acest lucru se datorează naturii toxice a clorului gazos, care îl face dificil de depozitat și potențial periculos pentru sănătate în cazul în care ar avea loc un accident. În schimb, se folosesc în schimb alte substanțe chimice care pot realiza și ele clorinarea apei.
Printre acestea se numără hipocloriții, iar unele dintre cele mai des folosite sunt hipocloritul de sodiu și hipocloritul de calciu. Acești compuși au un avantaj față de clor, prin faptul că sunt solizi la temperatura camerei și pot fi dizolvați în apă, ceea ce îi face mult mai ușor de depozitat și de utilizat. Hipocloritul de sodiu este un compus pe care probabil că l-ați întâlnit și în gospodăria dumneavoastră, deoarece este o componentă a înălbitorilor pe bază de clor. Este vândut în soluții cu o concentrație ceva mai mare pentru clorinarea piscinelor și poate fi obținut și sub formă de tablete. Bineînțeles, odată ajuns în apă, se află la o concentrație mult mai mică decât cea din înălbitor, așa că faptul că se găsește și acolo nu reprezintă o îngrijorare.
Atât clorul, cât și sărurile de hipoclorit reacționează cu apa pentru a produce un compus diferit numit acid hipocloros. Acesta este un acid relativ slab, dar și un agent oxidant puternic și, de fapt, este în mare parte responsabil pentru efectele bactericide ale clorării apei. Modul exact în care ajută la uciderea bacteriilor a fost dezbătut, crezându-se că afectează o serie de factori la nivelul membranei celulare a bacteriilor, inclusiv suprimarea funcției metabolice a celulei, împiedicând replicarea ADN-ului și împiedicând proteinele din celule să se grupeze.
Acidul hipocloros se disociază parțial (se desparte) în apă, formând ionul hipoclorit. Acesta este un oxidant de aproximativ 60 de ori mai slab decât acidul hipocloros, deci nu este la fel de bun pentru a ajuta la eliminarea bacteriilor din apă. Din fericire, disocierea acidului hipocloros este reversibilă, iar noi o putem modifica în favoarea noastră prin monitorizarea acidității piscinei. În timp ce dorim să o menținem la un pH în care să ne fie plăcut să înotăm, menținându-l între 7,2 și 7,8, favorizăm ca cea mai mare parte a acidului hipocloros să rămână pe loc, în loc să se dizolve pentru a forma ionul hipoclorit. Concentrațiile combinate ale celor doi sunt adesea denumite „clor liber disponibil” (FAC).
O altă problemă, în special în cazul piscinelor în aer liber, este cea a fotolizei UV. Aceasta este descompunerea compușilor chimici în prezența luminii UV. După cum bine știm, soarele emite lumină UV, de care încercăm să ne protejăm cu ajutorul protecției solare. Această lumină UV poate provoca, de asemenea, descompunerea ionilor de hipoclorit (și, într-o măsură mai mică, a acidului hipocloros). Acest lucru cauzează 90% din pierderile de FAC din piscinele exterioare și înseamnă că piscinele exterioare necesită o clorinare mai frecventă. Alte substanțe chimice pot fi, de asemenea, adăugate în apa piscinei pentru a ajuta la prevenirea acestui lucru, lucru pe care îl vom discuta în scurt timp.
Un efect secundar comun al unei zile de înot într-o piscină clorinată este înțepătura ochilor. Adesea, acest lucru este pus pe seama faptului că nivelul de clor din piscină este „prea ridicat”; de fapt, este adevărat contrariul, după cum vom descoperi. În primul rând, nu este de fapt acidul hipocloros sau ionii de hipoclorit care provoacă aceste dureri de ochi. De fapt, acesta este rezultatul compușilor produși prin reacția acestora cu compușii chimici conținuți în sudoarea dumneavoastră – sau în urină.
Atât sudoarea dumneavoastră, cât și urina conțin amoniac sau compuși derivați din amoniac. Ureea este un compus pe care îl asociem cu urina, dar de fapt se găsește la niveluri foarte scăzute și în sudoare. Acidul uric este un alt compus care se găsește în ambele. Atunci când acești compuși reacționează cu acidul hipocloros din apa clorurată, se produce o serie de compuși, inclusiv unii cunoscuți sub numele de cloramine.
Cloraminele sunt compușii responsabili de iritația ochilor pe care orice înotător frecvent care citește aceste rânduri a experimentat-o, fără îndoială, la un moment dat sau altul. Ele sunt, de asemenea, responsabile pentru mirosul pe care îl asociem cu piscinele. Deși deseori ne referim la acesta ca fiind mirosul de clor, de fapt, acești subproduse sunt cei care îl produc, așa că, dacă o piscină miroase puternic a „clor”, indică un nivel mai ridicat al acestor compuși în apă – ceea ce, evident, nu este un lucru bun!
Procentul de oameni dispuși să mărturisească faptul că au făcut pipi în piscină este de fapt mai mare decât v-ați putea aștepta: un procent uriaș de 19% dintre americanii întrebați într-un sondaj din 2012 au recunoscut că, la un moment dat, și-au făcut nevoile în apa piscinei. 79% dintre cei întrebați în cadrul aceluiași sondaj au suspectat că alte persoane urinează în apă. Aceasta nu este o veste bună, deoarece urina crește cantitatea de tricloroamină prezentă în apa din piscină. Tricloroamina a fost acuzată că provoacă simptome respiratorii la cei care înoată frecvent și la cei care lucrează în piscine, existând dezbateri cu privire la faptul că ar putea fi responsabilă pentru inducerea astmului la unii dintre ei.
O altă substanță chimică produsă ca urmare a urinei în piscină este clorura de cianogen, o substanță chimică care poate avea, de asemenea, efecte destul de neplăcute – deși, la concentrațiile produse în apa de înot, a fost pus la îndoială faptul că ar putea fi observate efecte nocive. Desigur, există o modalitate simplă de a ajuta la prevenirea producerii acestor compuși, și anume, evident, să nu faci pipi în piscină. Dacă sunteți un pișător dedicat piscinei, poate doriți să vă reconsiderați poziția! Michael Phelps, ia aminte.
Clorul conținut în acești produși secundari ai clorurării este denumit „clor combinat” (CC). Cantitatea totală de clor din piscină este suma dintre clorul liber disponibil (FAC) și clorul combinat și se recomandă ca nivelul FAC să rămână între 1-4 părți pe milion. O piscină olimpică conține 2.500.000 de litri de apă, deci aceasta este de fapt o cantitate incredibil de mică.
Se pot adăuga și alți compuși, precum și cei adăugați în scopul clorării. Un astfel de compus este clorura de calciu. Acesta este adăugat pentru a împiedica dizolvarea lentă a sulfatului de calciu ușor solubil, o componentă a chitului dintre dalele din piscine. Acesta previne acest lucru prin intermediul a ceva cunoscut sub numele de efectul ionilor comuni. În esență, ionii de calciu prezenți în clorura de calciu cresc concentrația de ioni de calciu din apă, împiedicând o mare parte din sulfatul de calciu să se dizolve.
Un alt compus care poate fi adăugat este acidul izocianuric. Acest compus este un erbicid și, prin urmare, nivelurile trebuie menținute sub 200 de părți pe milion; de obicei este prezent la un nivel mult mai scăzut. Motivul pentru care este adăugat este că poate ajuta la stabilizarea nivelului de clor, în special în piscinele în aer liber, unde acesta este epuizat de acțiunea razelor UV. Acidul izocianuric reacționează cu ionii de hipoclorit, producând acid dicloro(izo)cianuric. Totuși, aceasta este o altă reacție reversibilă și, pe măsură ce ionii de hipoclorit sunt epuizați de fotoliza UV, este favorizată descompunerea acestui compus înapoi în acid izocianuric și ioni de hipoclorit. Prin urmare, acesta acționează ca un fel de „rezervor” de clor, refăcând ionii de hipoclorit pierduți.
Probabil că a devenit clar pe parcursul acestui articol că există multă chimie în spatele menținerii unei piscine curate. Peisajul chimic dintr-o piscină este unul în continuă schimbare, iar o gestionare atentă a acestuia este necesară pentru a menține o piscină sigură și curată.
Ai apreciat această postare & grafică? Luați în considerare susținerea Compound Interest pe Patreon, și primiți previzualizări ale următoarelor postări & mai mult!”
Graficul din acest articol este licențiat sub o licență Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License. Doriți să o distribuiți în altă parte? Consultați instrucțiunile de utilizare a conținutului site-ului.
Referințe & Lecturi suplimentare
- Chimia piscinelor – D De Le Matter
- Cloramine – înțelegerea mirosului din piscină – American Chemistry Council
- Fișe de lucru pentru chimia piscinelor – Royal Society of Chemistry
- Dezinfecție volatilă de-products from chlorination of uric acid – L L Lian & alții
- UV photolysis of free chlorine – T L Brooks & alții
- Swimmer hygiene survey results – Water Quality & Health Council
- Exposure to trichloroamine and respiratory symptoms in pool workers – J H Jacobs & alții
Lasă un răspuns