Mille tahroille happamat puhdistusaineet tepsivät ja miksi? (Siivouksen tiede)
Moi, olen tiedevalmentaja Ken Kuwako. Meillä jokainen päivä on koe.
Siivouksen tiedettä käsittelevän yhteenvetoartikkelin löydät täältä.
Olet varmasti kuullut sanat happo ja emäs. Alkali tarkoittaa emästä silloin, kun puhutaan nimenomaan vesiliuoksista. Siivouksessa käytettävistä emäksisistä (alkalisista) aineista vahvin on natriumhydroksidi, ja turvallisempia vaihtoehtoja ovat esimerkiksi natriumvetykarbonaatti eli ruokasooda (pH 8,2–8,4), natriumkarbonaatti eli sooda (pH 11–12) ja natriumseskvikarbonaatti (pH noin 9,8; sen voi ajatella olevan ruokasoodan ja soodan yhdistelmä).
Happamat puhdistusaineet (kalkkisaostumat)
Jauhemainen sitruunahappo on edullisempaa. Liuota se veteen ennen käyttöä.
Monet sitkeät tahrat ovat luonteeltaan huonosti veteen liukenevia. Tyypillinen esimerkki on kylpyhuoneen peilin valkoinen kalkkikerrostuma. Sitä kutsutaan metallitahraksi, millä tarkoitetaan huonosti veteen liukenevia kalsium- ja magnesiumsuoloja sekä rautaoksideja. Ammattilaiset puhuvat kalkkikerrostumasta englanniksi nimellä ”scale”, eli suomeksi karkeasti ”kattilakivestä”.
Hanavesi sisältää pieniä määriä liuenneita mineraaleja, kuten kalsium- ja magnesiumioneja. Kun vesipisara haihtuu, vain vesi lähtee ilmaan höyrynä ja jäljelle jää kalsiumkarbonaattia ja magnesiumkarbonaattia. Juuri ne muodostavat valkoiset, suomumaiset kalkkijäämät. Kotona niitä kertyy helposti vedenkeittimeen, kylpyhuoneen peileihin ja vessanpöntön vesivirtauksen kohtaan.
Tässä on kalkkia peilissä. Se ei lähde pois edes tavallisella neutraalilla puhdistusaineella pyyhkimällä.
Kalkkia vessassa. Se on kovaa kuin kivi eikä irtoa millään.
Rautaioni puolestaan on liuenneena väritönä rauta(II)ionina Fe2+, mutta hapettuessaan siitä tulee rauta(III)ioni Fe3+. Se on ruskea ja liukenee huonommin. Kun siitä lopulta muodostuu ruosteeksi kutsuttua rauta(III)oksidia Fe2O3, se ei liukene veteen lainkaan.
Hapoillakin on vahvuutensa ja heikkoutensa! Kannattaa tuntea eri happotyypit
Likaa poistettaessa käytetään usein happoja. Kemiallisen reaktion ydin on tässä hapon ja emäksisen karbonaatin välinen neutraloituminen ja hajoaminen. Kalkin pääainesosa kalsiumkarbonaatti on kemiallisesti heikosti emäksinen suola. Kun siihen lisätään happamaa ainetta, kuten sitruunahappoa tai etikkahappoa, se hajoaa seuraavan reaktion mukaisesti:
Kun kalsiumkarbonaatti reagoi hapon kanssa, se hajoaa veteen helposti liukenevaksi kalsiumioniksi, vedeksi ja hiilidioksidikupliksi. Kiinteä kalkki muuttuu veteen liukenevaan muotoon, joten sen voi huuhdella pois.
Tunnetuin esimerkki tästä on kokeilu, jossa raaka kananmuna upotetaan etikkaan. Kuori (kalsiumkarbonaattia) liukenee pois, ja jäljelle jää pehmeä, kimmoisa ja läpikuultava ”luurankomuna” (etikkamuna).
-
- Laita raaka muna astiaan ja kaada päälle runsaasti etikkaa.
- Aseta kansi löyhästi päälle tai peitä astia kelmulla ja jätä jääkaappiin tai viileään ja pimeään paikkaan 2–3 päiväksi.
- Kun kuori on liuennut, nosta muna pois ja huuhtele pinnalle jäänyt ohut kalvo varovasti pois hanan heikolla vesisuihkulla.
Munankuoren pääainesosa kalsiumkarbonaatti reagoi etikan sisältämän etikkahapon kanssa, jolloin muodostuu hiilidioksidikuplia ja kuori liukenee vähitellen pois.
Kaikki hapot eivät kuitenkaan liuota likaa yhtä hyvin. Hapon tyypistä riippuu, mitä likaa se liuottaa ja mitä ei, joten niiden ominaisuudet kannattaa tuntea.
Suolahappo on kaikkien alojen taituri, etikkahappo ja sitruunahappo ovat joissakin asioissa heikompia
Suolahappo esimerkiksi liuottaa hyvin sekä rauta(III)hydroksidia että märkätilojen valkoisen lian varsinaista aiheuttajaa, kalsiumkarbonaattia.
Sitruunahappo on turvallinen orgaaninen happo. Se on erinomainen kalsiumkarbonaatin liuottaja, mutta rauta(III)hydroksidiin sen teho ei ole kovin hyvä. Lisäksi se pitää huuhdella pois heti käsittelyn jälkeen, sillä muuten lika voi saostua takaisin. Jos sitruunahapolla siivoamisen jälkeen jättää pinnan pitkäksi aikaa huuhtelematta, voi syntyä kalsiumsitraattia, joka on veteen liukenematon suola. Silloin lika muuttuu vielä vaikeammin poistettavaksi kuin se oli alun perin. Sitruunahapolla siivotessa tärkeintä on olla jättämättä sitä liian pitkäksi aikaa vaikuttamaan ja huuhdella pinta huolellisesti.
Lähde: ”Pesun ja pesuaineiden perusteet ja toimintaperiaatteet” (Shuwa System)
Etikkahappokin on turvallinen orgaaninen happo. Se tehoaa hyvin kalsiumkalkkiin mutta huonosti rautatahroihin, eli se muistuttaa sitruunahappoa. Etikkaa käytetäänkin usein luonnonmukaisessa siivouksessa.
Kun rikkihappo ja kalsium yhdistyvät, syntyy kalsiumsulfaattia, joka liukenee huonosti veteen. Siksi rikkihappo ei sovi kalsium- ja magnesiumtahrojen poistoon. Se ei vain liuota likaa, vaan voi pahimmillaan synnyttää uutta, entistäkin huonommin liukenevaa ainetta.
Miten kalsiumkarbonaatti irtoaa? Katsotaan reaktioyhtälöä!
Kalkin pääainesosa kalsiumkarbonaatti on luonteeltaan lähellä emästä. Kun sen päälle levitetään hapanta puhdistusainetta (sitruunahappoa), tapahtuu seuraavanlainen neutraloitumisreaktio:
Kiinnitä huomiota oikeaan puoleen eli siihen, mitä reaktiosta jää jäljelle.
-
Kalsiumioni: Tämä liukenee veteen.
-
Vesi: Tämä on tietysti nestettä.
-
Hiilidioksidi: Tämä karkaa poreilevina kuplina (kaasuna).
Toisin sanoen veteen liukenematon kiinteä aine muuttuu reaktion hetkellä veteen liukenevaksi aineeksi ja kaasuksi. Reaktioyhtälö näyttää tältä (esimerkkinä etikkahapon käyttö):
Reaktion tuloksena kivikova kalsiumkarbonaatti muuttuu kalsiumasetaatiksi, joka on veteen hyvin liukeneva suola. Koska sitkeästi kiinni pinnassa ollut aine hajoaa veteen liukeneviksi ioneiksi, sen saa pois pelkällä suihkuttamisella.
Kalsiumkarbonaatti irtoaa hapon avulla, koska happo katkaisee kemiallisesti kiven sidokset ja muuttaa sen toiseksi aineeksi, jonka voi huuhdella pois veden mukana. Vaikka aine liukenee huonosti veteen, hapon avulla sitä voi siis hiljalleen syödä pois pinnasta.
Tässä on kotini vessan käsienpesupaikkaan kertynyttä kalsiumkarbonaattia kiven muodossa.
Tee hyvin vahvaa sitruunahappoliuosta. Kastele siihen talouspaperia ja kääri se kalkin ympärille. Annoin sen vaikuttaa tunnin.
Tältä näytti tunnin kuluttua.
Suuri osa kalsiumkarbonaatista (kivestä) on irronnut. Hankaan loput pois kevyesti kalkkitahroihin tarkoitetulla sienellä.
Puhdistui kauniisti!
Kylpyhuoneen peilin kalkkisuomuihin suosittelen japanilaisten eurokaupan vastineiden eli 100 jenin kauppojen timanttihiomatyynyjä. Poista ensin suurimmat suomut mekaanisesti hankaamalla,
ja kostuta sen jälkeen talouspaperi vahvahkolla sitruunahappoliuoksella, aseta se peilin pinnalle ja huuhtele lopuksi vedellä. Tulos on kirkas ja puhdas peili.
Ennen
Jälkeen
Vahvojen happojen vaarallisuus: proteiinien ”denaturoituminen”
Vahvat emäkset, kuten natriumhydroksidi, ovat pelottavia, koska ne saippuoivat rasvoja sekä hydrolysoivat eli pilkkovat ja liuottavat proteiineja. Mutta mikä on vahvojen happojen, kuten suolahapon, vaarallisuus?
Vahva happo vapauttaa suuria määriä vetyioneja (H⁺), jotka rikkovat proteiinimolekyylien kolmiulotteista rakennetta ylläpitävät vetysidokset ja järkyttävät varaustasapainon. Seurauksena proteiinit menettävät alkuperäisen rakenteensa eli denaturoituvat.
Ilmiö on samanlainen kuin uppomunasta tuttu ilmiö: kun muna upotetaan etikkaan, valkuainen alkaa hyytyä. Sama tapahtuu ihon proteiineille. Denaturoitunut proteiini menettää toimintakykynsä ja kovettuu. Juuri tämä on suolahapon aiheuttaman kemiallisen palovamman todellinen luonne.
Lisätieto: Happojen aiheuttama palovamma on ns. ”koagulaationekroosi”. Denaturoituneet proteiinit kovettuvat ja muodostavat kalvon, joka jossain määrin hidastaa hapon tunkeutumista syvemmälle. Siksi vaikka kemikaali olisi yhtä vahva, happopalovamma pysyy yleensä suhteellisen pinnallisena verrattuna emäksisten aineiden (kuten natriumhydroksidin) aiheuttamiin palovammoihin. (Emäkset liuottavat rasvaa ja proteiineja tunkeutuessaan yhä syvemmälle, jolloin syntyy ”likvefaktionekroosi”, joka etenee helpommin syvälle.)
Jos ainetta joutuu iholle, tärkeintä on huuhdella runsaalla juoksevalla vedellä. Älä yritä neutraloida ainetta muilla kemikaaleilla (esimerkiksi ruokasoodaliuoksella), sillä neutraloitumisreaktio itsessään tuottaa lämpöä ja voi pahentaa palovammaa. Siksi sitä ei suositella. Laimenna kemikaali ja huuhtele se pois juoksevalla vedellä ja hakeudu mahdollisimman pian lääkäriin.
Yhteydenotot ja toimeksiannot
Tuomme tieteen ihmeet ja ilon lähemmäs arkea! Kokoamme tänne hauskoja kotona tehtäviä tiedekokeita ja niiden onnistumisvinkkejä helposti ymmärrettävässä muodossa. Selaile ja etsi vapaasti!
・Tiedeaiheiden ideapankin sisällöstä on tehty kirja. Lisätietoja täältä
・Lisää ylläpitäjästä Ken Kuwakosta täällä
・Toimeksiannot (kirjoittaminen, luennot, kokeilupajat, TV-ohjelmien asiantuntijatyö ja esiintymiset ym.) täällä
・Artikkelien päivitykset tulevat X:ssä!
Tieteen ideakanavalla julkaistaan koevideoita!
１０月のイチオシ実験！
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- 10月27日（火） テレビ監修番組放送予定
- 11月27日（金） テレビ監修番組放送予定
- 12月26日（土） ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催
書籍のお知らせ
- 『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook 【英語】BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
