¡Los limpiadores a base de cloro y oxígeno blanquean y desinfectan de verdad! (La ciencia de la limpieza)
Soy Ken Kuwako, entrenador científico. Para mí, cada día es un experimento.
Aquí tienes el artículo resumen sobre la ciencia de la limpieza.
Los limpiadores con cloro (Haiter, Kabikiller, Kitchen Haiter, etc.) funcionan gracias al fuerte poder oxidante del hipoclorito de sodio, que descompone los pigmentos de la suciedad y elimina las bacterias. Estos son los tipos de suciedad contra los que son eficaces:
Moho: las juntas de goma de la bañera, las juntas entre azulejos y el moho negro de las paredes
Desinfección y desodorización: tablas de cortar, paños de cocina, la baba viscosa del desagüe y el olor a ropa mal secada
Manchas de té y café: el interior de tazas y termos, y la vajilla manchada
Amarilleo y manchas oscuras en la ropa blanca: suciedad en cuellos y puños, manchas de comida
Manchas de pigmentos vegetales: recipientes de plástico (blancos) manchados de curry o salsa de tomate
Eso sí, tiene sus desventajas: el cloro blanquea y desinfecta con mucha potencia, pero destiñe las prendas de color y puede oxidar los metales.
Por otro lado, los limpiadores con oxígeno (OxiClean, lejía de oxígeno, percarbonato de sodio, etc.) actúan gracias al oxígeno que se libera cuando el percarbonato de sodio y compañía se disuelven en agua (agua oxigenada). Son más suaves que los de cloro (su poder oxidante es algo menor) y su gran ventaja es que se pueden usar también en prendas de color. A cambio, a veces se quedan cortos con el moho rebelde. Los de oxígeno rinden más si se usan con agua caliente, a unos 40–50 ℃.
Además de lo anterior, también sirven para:
Baba viscosa y moho leve: la parte trasera del tambor de la lavadora, los desagües y la grasa corporal acumulada en la bañera
Suciedad grasa: campanas extractoras y alrededores de la cocina (se disuelven en agua caliente y se deja en remojo)
Sobre la oxidación
Tanto los limpiadores con cloro como los de oxígeno tienen efecto blanqueador. Los blanqueadores se dividen en blanqueadores oxidantes y blanqueadores reductores, y en casa se usan sobre todo los oxidantes. Por eso la oxidación es el concepto clave. Oxidar significa tres cosas: «dar oxígeno», «quitar hidrógeno» o «hacer que se liberen electrones». Por ejemplo:
2Cu + O2 → 2CuO
Al cobre se le ha dado oxígeno, así que es una reacción de oxidación.
2CH3OH + O2 → 2HCHO + 2H2O
Al metanol se le han quitado átomos de hidrógeno, así que también es una oxidación.
2Na + Cl2 → 2NaCl
El sodio ha liberado electrones, así que esto también es una oxidación.
Un agente oxidante es una sustancia que oxida a otra quitándole (robándole) electrones. El cloro, por ejemplo:
Cl2 + 2e⁻ → 2Cl⁻
puede captar electrones, así que es un agente oxidante.
Los blanqueadores oxidantes se dividen en blanqueadores con cloro (el más común en casa es el hipoclorito de sodio, NaClO) y blanqueadores con oxígeno (los más comunes en casa son el percarbonato de sodio, 2Na2CO3・3H2O2, y el agua oxigenada, H2O2).
Los blanqueadores con cloro tienen un poder oxidante enorme, y si los usas en prendas de color, se llevan el color por delante, así que solo sirven para la ropa blanca. En cambio, los blanqueadores con oxígeno sí se pueden usar en prendas de color.
Limpiadores con cloro (blanqueadores con cloro)
Los limpiadores con cloro no son muy buenos contra la grasa. Lo suyo es blanquear, desinfectar y eliminar el moho: descomponen pigmentos y bacterias con el poder de la oxidación.
Los componentes principales de un blanqueador con cloro son el hipoclorito de sodio (NaClO) (ver Wikipedia) y el hidróxido de sodio (al hipoclorito de sodio también se le llama «hipoclorito sódico»).
Un ejemplo muy famoso es Kitchen Haiter.
Si miramos la lista de ingredientes de Kitchen Haiter, vemos:
- Agua
- Hipoclorito de sodio
- Hidróxido de sodio
- Tensioactivo
Como ves, también lleva hidróxido de sodio, que inclina la mezcla hacia el lado alcalino. Los blanqueadores con cloro se mantienen alcalinos para que el hipoclorito de sodio no se descomponga. La alcalinidad también ayuda a eliminar la suciedad, pero lo verdaderamente importante es la acción oxidante del ácido hipocloroso (HClO).
Es el poder oxidante del ácido hipocloroso (HClO), generado a partir del hipoclorito de sodio (NaClO), el que produce el efecto blanqueador. Cuando el hipoclorito de sodio se disuelve en agua, una parte reacciona con ella y se descompone en ácido hipocloroso e hidróxido de sodio.
Esta reacción es reversible (llega a un equilibrio). Como el hidróxido de sodio que se produce vuelve la disolución fuertemente alcalina, en un líquido de hipoclorito de sodio normal la proporción de ácido hipocloroso (HOCl) es baja, y la mayor parte existe en forma de ion hipoclorito (ClO-). Si bajas el pH y vuelves la disolución ácida, se genera ácido hipocloroso en gran cantidad.
Si añades demasiado ácido y la disolución se vuelve ácida (pH 5 o menos), el ácido hipocloroso se descompone aún más y se libera cloro gaseoso, que es tóxico (es la famosa reacción del «¡no mezclar, peligro!»).
Imagen citada de: iwaki, «Pump Naruhodo», sección de términos [Cloro libre residual y cloro combinado residual]
https://www.iwakipumps.jp/blog/naruhodo/33/
Además, el ácido hipocloroso reacciona con el peróxido de hidrógeno de los blanqueadores con oxígeno y pierde su eficacia, así que no tiene ningún sentido usar un limpiador (blanqueador) con cloro junto con uno con oxígeno.
¿Por qué funcionan tan bien los blanqueadores con cloro? Vamos a resumir los puntos clave.
1 Destruyen las moléculas del color (blanqueo)
La oxidación destruye la estructura de las moléculas que dan «color» a las manchas oscuras del moho o a los restos del té. Cuando la estructura se rompe, la molécula ya no puede reflejar la luz y el color desaparece. Muchos pigmentos tienen una estructura con largas cadenas de dobles enlaces carbono-carbono (C=C). Esa estructura absorbe ciertas longitudes de onda de la luz y refleja el resto, y por eso nuestros ojos la ven coloreada.
Cuando el ácido hipocloroso reacciona, rompe los dobles enlaces y los convierte en enlaces simples (-C-C-). Cuando solo quedan enlaces simples, la molécula ya no absorbe luz: deja pasar o refleja toda la luz (se vuelve blanca o incolora). En resumen, blanquear no es «llevarse la suciedad a otra parte», sino «remodelar la forma de la molécula que da el color para que ya no pueda mostrarlo».
Por ejemplo, ¿desaparecerá el moho negro de las juntas de goma de la bañera? Era una suciedad que no salía por mucho que la frotara con detergente neutro. Así que probé con este Kabikiller PRO.
Amazon Kabikiller PRO
Como es un gel, se queda pegado durante mucho tiempo después de aplicarlo. Funciona mejor si la superficie está lo más seca posible, así que, si está mojada, sécala antes con una toalla. Lo apliqué.
Esperé 30 minutos y lo aclaré con agua. Y el resultado fue…
No desapareció del todo, pero quedó mucho más claro. Si no se va a la primera, repitiendo el proceso se puede ir disimulando poco a poco.
2 Hacen trizas las proteínas (descomposición)
La baba viscosa del desagüe y los pelos están hechos de proteínas. El enlace peptídico (CONH), que forma el esqueleto de las proteínas, se corta en CO y NH cuando reacciona con el hipoclorito de sodio (NaClO).
Imagen creada con ChatGPT
En condiciones normales, el enlace peptídico no se rompe fácilmente solo con agua, pero la fuerte alcalinidad y el poder oxidante actúan casi como un catalizador y «fragmentan» las enormes cadenas en aminoácidos y péptidos pequeños. Así, los pelos, que eran sólidos, se transforman en un líquido que se disuelve en el agua.
Además, las bases fuertes (los álcalis potentes) tienen la capacidad de descomponer las proteínas hasta convertirlas en aminoácidos. Incluso si no llegan a descomponerlas del todo, pueden cortar los llamados «enlaces amida» que hay a mitad de la cadena de la proteína haciéndolos reaccionar con agua (reacción de hidrólisis). Así, las proteínas se transforman en formas que se disuelven con facilidad en el agua.
El moho es un microorganismo conocido como hongo filamentoso. El moho negro y las manchas rosadas que vemos a simple vista pertenecen a este grupo. Y el cuarto de baño reúne justo las condiciones que le encantan.
Agua: la alta humedad tras el baño y las gotas que quedan en paredes y suelo
Temperatura: la temperatura del baño encaja de lleno en el rango que el moho adora, entre 20 y 30 ℃
Nutrientes: abundante materia orgánica de origen humano, como grasa de la piel, células muertas, restos de jabón y pelos
Oxígeno: el aire que entra y sale por el extractor y las rendijas
Cuando se cumplen las cuatro condiciones a la vez, las esporas del moho extienden sus hifas y proliferan. Para el moho, el baño se convierte en un auténtico paraíso. Además, el moho no se queda solo en la superficie: hunde sus hifas en las diminutas irregularidades, como las rendijas de las juntas de goma o las uniones entre azulejos, y echa raíces. Por eso, una vez que aparece, no basta con pasar un trapo por encima para quitarlo. Los limpiadores con cloro atacan por oxidación la membrana de proteínas de la superficie de bacterias y virus, así como sus genes internos (ADN/ARN), y los destruyen.
3 Oxidación del grupo amino
Imagen creada con ChatGPT
El ataque de los limpiadores con cloro (hipoclorito de sodio, NaClO) no se limita a cortar cadenas. También reacciona con el grupo amino (-NH_2) que forma parte de las proteínas.
La cloramina que se genera aquí, R-NHCl (cloramina), es una sustancia muy inestable. Si la oxidación continúa, puede acabar descomponiéndose en nitrógeno gaseoso, agua y dióxido de carbono.
4 Destrucción de los puentes entre cadenas
¿Sabes por qué el pelo es tan resistente? Porque las cadenas de proteínas se agarran con fuerza unas a otras mediante «azufre (S)», formando una estructura de puentes entre cadenas.
Los limpiadores con cloro logran separar incluso ese «apretón de manos» con la fuerza de la oxidación. Cuando se destruye esta robusta estructura de puentes, el pelo ya no puede mantener su forma y se deshace hasta quedar como una papilla.
¡El secreto para desinfectar el fregadero es no dejar agua!
El efecto desinfectante de los blanqueadores con cloro solo «reduce las bacterias en ese momento»: al día siguiente, nuevas bacterias vuelven a empezar a multiplicarse. Además, pueden dañar los metales, así que también es importante aclarar bien con agua después de usarlos.
Y, aunque se suele pasar por alto, el método más eficaz y barato contra la proliferación de bacterias es no dejar agua. La mayoría de las bacterias no pueden multiplicarse con ganas si el ambiente no está húmedo. Con solo secar bien el fregadero con un paño seco o un rasqueta de goma después de usarlo, puedes frenar muchísimo la velocidad a la que crecen las bacterias. Se puede decir que la sequedad es el mejor desinfectante.
¿Por qué dicen «no mezclar, peligro» con los limpiadores con cloro?
Hay algo que tengo que contarte sí o sí: el motivo del «¡no mezclar, peligro!». El componente principal de los «blanqueadores con cloro» de uso doméstico es, por lo general, el hipoclorito de sodio (NaClO). En el producto, se mantiene alcalino para que el hipoclorito de sodio no se descomponga con facilidad.
Si aquí se mezcla un limpiador ácido (como el ácido cítrico), se produce una reacción química aterradora que libera cloro gaseoso.
Imagen citada de: iwaki, «Pump Naruhodo», sección de términos [Cloro libre residual y cloro combinado residual]
https://www.iwakipumps.jp/blog/naruhodo/33/
El cloro gaseoso que aparece al final de la reacción es un veneno mortal. Es un gas tan peligroso que se llegó a usar como arma química en la Primera Guerra Mundial: al inhalarlo, reacciona con el agua de los pulmones y se convierte en ácido clorhídrico, causando daños fatales en las vías respiratorias.
Aquí surge una duda. A primera vista, parece raro que el cloro y el agua, al mezclarse, den lugar a un ácido tan fuerte como el «ácido clorhídrico». En realidad, también aquí actúa esa tremenda propiedad del cloro de «quitar hidrógeno» (oxidar a otras sustancias: ser un agente oxidante). Cuando el cloro gaseoso entra en contacto con el agua de las mucosas de los pulmones, enseguida ocurre esta reacción:
¿Cómo es posible que el simple agua dé ácido clorhídrico? Sucede porque el enlace de la molécula de cloro se rompe: uno de los átomos le arrebata un hidrógeno al agua y se convierte en HCl, mientras que el otro se une al OH que queda y forma HClO. Esta reacción es rapidísima. Es decir, con solo disolverse en agua, el cloro gaseoso crea al mismo tiempo «un ácido potente (ácido clorhídrico)» y «un oxidante potente (ácido hipocloroso)». Y así es como se ataca a las células de los pulmones (lo que explicamos en el punto 2 sobre la descomposición de las proteínas ocurre en el propio cuerpo).
Los «limpiadores con cloro» y los «ácidos» son una combinación prohibida que jamás debe juntarse.
Limpiadores con oxígeno (blanqueadores con oxígeno)
Los blanqueadores con oxígeno se dividen, a grandes rasgos, en agua oxigenada (peróxido de hidrógeno) y percarbonato de sodio. El peróxido de hidrógeno se escribe H2O2 en fórmula química y HO-OH en fórmula estructural. Es como el agua (H2O) con un átomo de oxígeno de más, y ese «oxígeno extra» es la clave del blanqueo.
El peróxido de hidrógeno tiene una fuerte tendencia (acción oxidante) a robarle electrones a otras sustancias y convertirse él mismo en agua (H2O), que es mucho más estable.
El «color» de las manchas en la ropa, el amarilleo, los restos del té y demás nace de una estructura química llamada «dobles enlaces conjugados», presente en ciertos compuestos orgánicos (pigmentos). Esta estructura absorbe la luz, y por eso nuestros ojos la perciben como «color».
El fuerte poder oxidante del peróxido de hidrógeno golpea de lleno la estructura química de estos pigmentos.
• El peróxido de hidrógeno le roba electrones al pigmento (lo oxida).
• Los enlaces de la molécula responsable del color se van cortando a trozos o cambian de forma.
• Como consecuencia de la estructura rota, ya no puede absorber luz y se vuelve incolora (blanca).
Es decir, el blanqueo no consiste en «lavar» la suciedad para llevársela, sino en «destruir con una reacción química el color de la mancha hasta volverla transparente».
Los blanqueadores líquidos para ropa que se venden en las tiendas son, en su mayoría, de este tipo.
Referencia: Wide Haiter EX
Ingredientes: peróxido de hidrógeno (oxígeno), tensioactivo (polioxietilen alquil éter)
Los ingredientes de Wide Haiter EX, por ejemplo, son peróxido de hidrógeno (de tipo oxígeno) y un tensioactivo (polioxietilen alquil éter). El tensioactivo hace que el agua y el aceite se mezclen bien, lo que facilita eliminar la suciedad.
¿Sirven para la seda y la lana?
El peróxido de hidrógeno líquido actúa con suavidad, así que se puede usar también en fibras hechas de proteínas (como la seda o la lana). En cambio, el percarbonato de sodio, que se vende en polvo, genera peróxido de hidrógeno al disolverse en agua y por eso también blanquea. Sin embargo, es más potente que el peróxido de hidrógeno y no se puede usar en fibras proteicas. Aunque ambos sean «de oxígeno», no se pueden usar para lo mismo, así que conviene revisar bien la etiqueta de cuidado de la prenda y las instrucciones del producto.
Precisamente por ser más suaves que los de cloro, se pueden usar en ropa de color
Los blanqueadores con oxígeno son más débiles que los de cloro. Por eso no tienen fuerza suficiente para descomponer los tintes de la ropa y se pueden usar también para blanquear prendas de color. Aquí, «ser débil» se convierte en una virtud. Eso sí, según el tejido y el tinte, puede haber desteñido, así que es más seguro probar antes en un lugar poco visible.
¡Con un medio alcalino, el poder blanqueador aumenta!
Lo que está detrás del efecto blanqueador del peróxido de hidrógeno es un ion llamado HOO- (ion perhidroxilo). El peróxido de hidrógeno (HO-OH), tal cual, apenas se convierte en HOO-. Sin embargo, si inclinas el líquido hacia el lado alcalino, la acción blanqueadora se vuelve más fuerte.
Esto se debe a que el OH- presente en los líquidos alcalinos le arranca un H+ al peróxido de hidrógeno. Al perder ese H+, el peróxido de hidrógeno se convierte en HOO- y el blanqueo se activa.
Además, se cree que el efecto blanqueador del peróxido de hidrógeno se debe en gran medida a la fuerte acción del ・OH (radical hidroxilo), generado a partir del HOO-. El radical hidroxilo es una partícula extremadamente reactiva que descompone las sustancias responsables del color. (ver Wikipedia)
¿Por qué el percarbonato de sodio es tan potente?
El percarbonato de sodio se obtiene haciendo reaccionar peróxido de hidrógeno con carbonato de sodio. Al disolverlo en agua, además del peróxido de hidrógeno, se libera carbonato de sodio, que es alcalino. Es decir, con solo disolverlo en agua, obtienes el «peróxido de hidrógeno» y el «líquido alcalino» juntos, en un pack. Como vimos antes, el peróxido de hidrógeno inclinado hacia el lado alcalino blanquea con más fuerza, y esa es la razón de que el percarbonato de sodio tenga una acción blanqueadora tan intensa.
Esta es una prueba con una mancha de sangre de la nariz, blanqueada con percarbonato de sodio. Aunque es una prenda de color, se ve que solo ha desaparecido el color de la sangre.
＜Sitios de referencia＞
Enciclopedia del jabón (Sekken Hyakka)
・¿Qué es el percarbonato de sodio (blanqueador con oxígeno)?
・El pH y el efecto blanqueador del percarbonato de sodio (blanqueador con oxígeno)
・Wikipedia: percarbonato de sodio (peróxido de hidrógeno–carbonato de sodio)
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