Dicloroisocianurato di sodio e acido tricloroisocianurico: proprietà e applicazioni
Il dicloroisocianurato di sodio (NaDCC) e l'acido tricloroisocianurico (TCCA) sono disinfettanti a base di cloro utilizzati nel trattamento delle acque. Il TCCA garantisce una disinfezione a lungo termine, mentre il NaDCC si dissolve rapidamente per una rapida igienizzazione. Entrambi contengono acido cianurico (CYA) come stabilizzante, prevenendo la perdita di cloro dovuta all'esposizione ai raggi UV. Una corretta gestione del CYA garantisce una disinfezione efficace ed equilibrata.
1. Introduzione
Il dicloroisocianurato di sodio (NaDCC) e l'acido tricloroisocianurico (TCCA) sono disinfettanti a base di cloro ampiamente utilizzati nel trattamento delle acque, nella sanificazione delle piscine, nella sterilizzazione industriale e in altre applicazioni igieniche. Entrambi i composti presentano un elevato contenuto di cloro disponibile e rilasciano acido ipocloroso (HOCl) nell'acqua, eliminando efficacemente batteri e virus. Inoltre, contengono strutture a base di acido cianurico (CYA), che contribuiscono a stabilizzare il cloro in condizioni esterne riducendo la degradazione ultravioletta (UV). Questo articolo ne esplora la sintesi, i meccanismi di decomposizione, il calcolo del contenuto di cloro, le funzioni stabilizzanti e le loro applicazioni nella disinfezione delle piscine.
2. Sintesi di TCCA e NaDCC
(1) Acido tricloroisocianurico (TCCA)
Il TCCA viene sintetizzato dall'acido cianurico (C₃H₃N₃O₃) attraverso una reazione di clorurazione:
Il TCCA contiene tre atomi di cloro che possono essere rilasciati in soluzioni acquose, il che gli conferisce un elevato contenuto di cloro disponibile, pari a circa 90%.
(2) Dicloroisocianurato di sodio (NaDCC)
Il NaDCC viene sintetizzato in modo simile, ma con un grado di clorurazione inferiore e l'introduzione di ioni sodio:
Poiché il NaDCC rilascia solo due atomi di cloro, il suo contenuto di cloro disponibile è relativamente più basso (circa 56-60%).
3. Decomposizione in acqua e meccanismo di rilascio del cloro
(1) Reazioni chimiche
Una volta disciolti in acqua, TCCA e NaDCC subiscono idrolisi, rilasciando acido ipocloroso (HOCl), il disinfettante principale:
Il TCCA rilascia tre molecole di HOCl, mentre il NaDCC ne rilascia solo due. Il TCCA ha capacità di disinfezione più forti, mentre il NaDCC si dissolve più velocemente, rendendolo adatto ad applicazioni di sanificazione rapida.
(2) Reversibilità e controllo dell'equilibrio
Questo processo di idrolisi è reversibile. Quando i livelli di cloro diminuiscono (ad esempio, a causa del consumo di HOCl), la reazione si sposta verso destra, rilasciando più cloro. Al contrario, quando è presente un eccesso di HOCl, la reazione si inverte, rallentando il rilascio di cloro. In condizioni appropriate, sia TCCA che NaDCC forniscono un rilascio prolungato di cloro, mantenendo una disinfezione efficace nel tempo.
4. Calcolo del contenuto di cloro disponibile
Il cloro disponibile si riferisce alla percentuale di cloro in un composto che può essere rilasciato come disinfettante attivo. Si calcola come segue:
Per TCCA:
- Peso molecolare: 232,41 g/mol
- Contributo di massa di 3 atomi di cloro: 106,35 g
- Calcolo:
- Poiché una molecola di TCCA rilascia tre atomi di cloro attivo, il suo contenuto di cloro disponibile è di circa 90%.
NaDCC segue un calcolo simile, con un contenuto di cloro disponibile di 56-60%.
5. Acido cianurico come stabilizzante
(1) Il ruolo dell'acido cianurico nella stabilizzazione del cloro
Nella sanificazione delle piscine, il cloro si degrada rapidamente sotto l'esposizione ai raggi UV. L'acido cianurico (CYA) agisce come stabilizzante formando un Complesso HOCl-CYA, che riduce il tasso di degradazione del cloro:
Questo complesso rallenta la perdita di cloro, garantendo un effetto disinfettante più duraturo.
(2) Le compresse di cloro disponibili sul mercato contengono acido cianurico?
Da TCCA e NaDCC contengono naturalmente gruppi di acido cianuricoLe compresse di cloro disponibili in commercio in genere non richiedono aggiunta di CYA. Tuttavia, per altri disinfettanti a base di cloro, come l'ipoclorito di sodio (NaClO), l'acido cianurico viene spesso aggiunto separatamente per migliorarne la stabilità.
(3) Controllo dei livelli di acido cianurico
- Concentrazione ottimale: 30-50 ppm (livelli più elevati riducono l'efficacia della disinfezione).
- L'eccesso di CYA può ridurre l'attività del cloro, poiché un legame eccessivo riduce il cloro libero disponibile.
- Se il CYA supera i 100 ppm, è necessaria la diluizione con acqua fresca per ripristinare l'efficacia.
6. Confronto e selezione di TCCA e NaDCC
| Caratteristica | Acido tricloroisocianurico (TCCA) | Dicloroisocianurato di sodio (NaDCC) |
|---|---|---|
| Contenuto di cloro disponibile | 90% | 56-60% |
| Tasso di dissoluzione | Lento | Veloce |
| Effetto pH | Abbassa leggermente il pH | Aumenta leggermente il pH |
| Migliori applicazioni | Disinfezione a lungo termine, dosaggio continuo | Sanificazione rapida, disinfezione d'emergenza |
| Contenuto stabilizzante | Contiene acido cianurico per la stabilità | Contiene acido cianurico ma si degrada più velocemente |
(1) Il TCCA è ideale per:
- Piscine, trattamento delle acque industriali e torri di raffreddamento dove è richiesto il rilascio di cloro a lungo termine.
- Applicazioni a rilascio lento, mantenendo i livelli di cloro nel tempo.
(2) Il NaDCC è ideale per:
- Disinfezione di emergenza (ad esempio trattamento dell'acqua potabile, igienizzazione ospedaliera).
- Situazioni che richiedono una rapida dissoluzione e un'azione immediata del cloro.
7. Conclusion
Il dicloroisocianurato di sodio (NaDCC) e l'acido tricloroisocianurico (TCCA) sono due disinfettanti a base di cloro altamente efficaci che rilasciano acido ipocloroso (HOCl) nell'acqua. Entrambi i composti contengono strutture di acido cianurico, che contribuiscono a stabilizzare il cloro e a prolungarne l'azione disinfettante. Il TCCA ha un contenuto di cloro più elevato ed è adatto al trattamento dell'acqua a lungo termine, mentre il NaDCC si dissolve rapidamente ed è ideale per una disinfezione rapida. L'uso corretto dell'acido cianurico, mantenendone la concentrazione entro un intervallo ottimale, può massimizzare l'efficienza del cloro e garantire acqua sicura e pulita. La scelta del disinfettante a base di cloro più adatto alle esigenze applicative può portare a: gestione dei servizi igienico-sanitari più efficiente ed economica.
