25 มี.ค. 2020 เวลา 13:16 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
DIY - ทำน้ำยาฆ่าเชื้อโรคใช้เอง
ด้วยความด้อยสมรรถภาพของรัฐล้มเหลวในยุคนี้ ประชาชนต้องรับผิดชอบชีวิตตัวเองในทุกวาระโอกาส แถมยังต้องมาแบกรับภาระอันเกิดจากความห่วยในการบริหารอยู่ไม่เว้น น้ำยาฆ่าเชื้อโรคก็ขาดแคลนไม่แพ้หน้ากากอนามัย
เมื่อต้องพึ่งตัวเอง อะไรที่พอจะทำเพื่อแบ่งเบาภาระและเวรกรรมในรูปแบบของผู้นำประเทศได้ก็น่าจะเป็นเรื่องที่สมควรกระทำ เข้าเรื่องเลยละกัน ต่อจากนี้คือการทำน้ำยาฆ่าเชื้อโรคที่ท่านสามารถทำได้เองง่าย ๆ ในนิวาสสถานของท่าน โดยใช้อุปกรณ์คือน้ำสะอาด เกลือบริสุทธิ์ น้ำส้มสายชู ขั้วแกรไฟต์(ไส้ดินสอ) และแบตเตอรี่หรือถ่านไฟฉาย
ก่อนจะไปต่อ ออกตัว disclaimer ไว้ก่อนว่าไม่แนะนำให้ใช้กับร่างกาย ผิวหนัง ลูกกะตาหรือดื่มแทนเบียร์ คือหยิบจับสัมผัสได้ แต่จะเอามาล้างมือฉีดหน้าสิบสามครั้งต่อวันนั้นไม่แนะนำ เพราะอุปกรณ์กรรมวิธีผลิตของแต่ละคนไม่ได้มีการควบคุมตัวแปรให้เหมือนกันจึงมีความเสี่ยงที่จะก่อให้เกิดสารละลายที่ระคายเคืองต่อร่างกายหากเกิดความผิดพลาดคลาดเคลื่อนไปจากที่ให้ข้อมูลไว้ นอกจากนี้ ในขั้นตอนการผลิตมีแก๊สคลอรีนที่เป็นสารอันตรายร่วมอยู่ด้วย หากท่านไม่คุ้นเคยกับการทดลองทางเคมี ต้องใช้ความระมัดระวังและปฏิบัติตามข้อแนะนำอย่างเคร่งครัดนะครับ พลาดพลั้งขึ้นมาผมไม่รับผิดชอบนะเออ
เอาล่ะ มาเริ่มกันเลย
1. ละลายเกลือแกงบริสุทธิ์ (ไม่แนะนำให้ใช้เกลือภูเขามีสีสันหรือแบบเติมไอโอดีน) ประมาณ ¼ ช้อนชาหรือประมาณครึ่งช้อนแกงบ้าน ๆ (~1.4 g) ในน้ำสะอาดประมาณหนึ่งกระป๋องเบียร์ (~325 mL) คนให้ละลายจนเข้ากันได้หมดจด ภาชนะรองรับให้ใช้เป็นแก้วหรือพลาสติก ห้ามใช้กระป๋องเบียร์ ระหว่างนี้จะไปฉี่หรือเปิดกระป๋องใหม่ก็ได้ ไม่ว่ากัน
2. ต่อสายไฟเข้ากับแท่งแกรไฟต์สองชุด (ถ้าไม่มีก็ใช้แท่งดินสอแทนได้ แต่ให้ยาวพอประมาณ) ปลายอีกด้านต่อกับแบตเตอรี่ที่ขั้วลบหนึ่งชุด ขั้วบวกหนึ่งชุด เสร็จแล้วเอาแท่งแกรไฟต์ทั้งสองแท่งจุ่มลงในน้ำเกลือที่เตรียมไว้ วางไว้ห่าง ๆ กันนิดนึงแต่ไม่ต้องถึงขนาดชิดขอบคนละฝั่ง ส่วนแบตเตอรี่ให้ใช้แบตเตอรี่ขนาด 6-9 V เอาถ่านไฟฉาย AA มาต่อแบบนุกรม (หัวต่อหาง) ก็ได้
3. จิบเบียร์ ส่องแฮชแท็กทวิตเตอร์ หรือจะไลฟ์ขอบคุณพระสยามเทวาธิราชก็ตามอัธยาศัย ใช้เวลารอปฏิกิริยาทั้งหมดประมาณ 10-15 นาที ระหว่างนี้จะเกิดฟองอากาศที่แท่งแกรไฟต์ทั้งสองแท่ง ที่ขั้วบวกจะเป็นแก๊สคลอรีนมีพิษ ขั้วลบจะเป็นแก๊สไฮโดรเจนที่ติดไฟได้ เพราะฉะนั้นเอาไปตั้งไว้ไกล ๆ ผู้คน ห่างจากความร้อน และอากาศระบายได้ดีสักหน่อย แม้ในสเกลที่ทำการทดลองนี้ไม่ได้เสี่ยงอันตรายมากมายนัก แต่ก็ควรปลอดภัยไว้ก่อน ระยะเวลาที่ใช้จะขึ้นอยู่กับขนาดของแบตเตอรี่และลักษณะของขั้วไฟฟ้า หากฟองอากาศเกิดช้าให้เพิ่มกำลังไฟของแบตเตอรี่หรือลดขนาดของขั้วไฟฟ้า ในทางกลับกันถ้าฟองเกิดเร็วหรือสารละลายร้อนผิดปกติก็ลดกำลังไฟลง
4. ครบกำหนดเวลาก็เอาขั้วออก เติมน้ำส้มสายชูประจำครัวปริ่มช้อนแกง (~ 5 mL) ควรเติมเพิ่มอีกถ้าน้ำกระด้าง กรองตะกอนที่อาจเกิดจากไส้ดินสอหรือดูดเอาเฉพาะสารละลายที่ได้ไปบรรจุขวดพลาสติกสีทึบหรือหุ้มห่อให้มิดชิดเพื่อหลีกเลี่ยงแสงอาทิตย์ ติดหัวสเปรย์ตามใจชอบ เก็บรักษาไว้ในตู้เย็นหากไม่ได้ใช้งาน
5. เสร็จแล้ว!
สารละลายที่เกิดขึ้นจะประกอบไปด้วยกรด Hypochlorous (HOCl) ที่ปลอดภัยต่อร่างกายแต่เป็นภัยร้ายแรงต่อเชื้อโรค และไอออน OCl- ที่อยู่ในรูปของ NaOCl อันเป็นสารประกอบหลักในสารฟอกขาวที่ใช้ในอุตสาหกรรมหลายชนิดรวมทั้งอุปกรณ์ทำความสะอาดทั่วไปในบ้านด้วย สารออกฤทธิ์ที่สำคัญในน้ำยานี้คือคลอรีน โดยมีหลักการเดียวกันกับการเติมคลอรีนในสระว่ายน้ำเพื่อปรุงคุณภาพน้ำ องค์การอนามัยในหลายประเทศ รวมถึงงานวิจัยหลายชิ้นแนะนำระดับความเข้มข้นของ HOCl และคลอรีนสปีชีส์ให้อยู่ในช่วง 50 – 200 ppm [1-3] ซึ่งเป็นช่วงความเข้มข้นช่วงเดียวกับที่จะได้ในการทดลองนี้
วิธีใช้ก็คือฉีดพ่นลงบนพื้นผิวที่ต้องการให้พอเปียกชุ่มหรือเช็ดให้พอหมาด แล้วทิ้งไว้ปล่อยให้แห้งตามธรรมชาติ หลังจากนั้นจะเช็ดด้วยทิชชู่หมาดอีกรอบก็ได้ เหมาะสำหรับไว้ทำความสะอาดข้ามของเครื่องใช้ส่วนตัว โต๊ะ เก้าอี้ ลูกบิด ที่จับ ฯลฯ แต่ย้ำอีกรอบว่าไม่แนะนำให้ใช้กับร่างกาย วิธีที่ดีที่สุดคือล้างมือล้างหน้าด้วยสบู่และน้ำธรรมดา ๆ นี่แหละ
หลักการทางเคมี
เมื่อละลายเกลือแกงในน้ำ เกลือจะแตกตัวเป็นโซเดียมไอออน (Na+) และคลอไรด์ไอออน (Cl-) ปะปนอยู่กับน้ำที่แตกตัวเป็น H+ และ OH- เมื่อทำการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านลงไป จะเกิดปฏิกิริยาที่ขั้วไฟฟ้าแต่ละขั้วคือ
ขั้วลบ: 2H+(aq) + 2e- → H2(g)
ขั้วบวก: 2Cl-(aq) → Cl2(g) + 2e-
แก๊สคลอรีนที่เกิดที่ขั้วบวกนี้เองสามารถละลายน้ำได้เกิดเป็น HOCl ตามสมการ;
Cl2 + H2O ⇌ HOCl + HCl
ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่อาศัยสมดุลจึงจะละลายน้ำได้ไม่ถึงหนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์ และมีบางส่วนลอยออกจากระบบหากทำในระบบเปิด ในขณะที่สารละลายก็จะมีจะมี NaOH ซึ่งเป็นเบสแก่เกิดขึ้นมากกว่า HCl ในอัตรา 2:1 เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไปเรื่อย ๆ ความเป็นเบสจึงเพิ่มขึ้น (pH สูงขึ้น) และเกิดเป็น NaOCl การเติมน้ำส้มสายชูจะทำให้ปริมาณของ H+ มากขึ้นทำให้สารละลายมีความเป็นกรดอ่อน ๆ (pH ~6.0-6.5) และมีประสิทธิภาพในการใช้งานมากขึ้น [4]
1
ปริมาณคลอรีนสูงสุดในสารละลายสุดท้ายจะสามารถคำนวณได้จากสารตั้งต้นเกลือ 1.4 g ในสารละลายปริมาตร 330 mL จะได้ประมาณ 260 ppm แต่เนื่องจากการผลิตแก๊สคลอรีนที่ขั้วบวกจะไม่ได้เกิดจนคลอไรด์ไอออนหมด 100% อีกเช่นกัน เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไปถึงจุดหนึ่งความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนจะต่ำลงมาก (< 10%) และถูกแทนที่ด้วยการออกซิเดชันเป็นแก๊สออกซิเจนแทน ประกอบกับการละลายของแก๊สคลอรีนในน้ำดังที่บอกไปก่อนหน้านี้จะขึ้นอยู่กับระบบและอุปกรณ์ที่ต่างกันออกไป กำหนดให้อยู่ที่ 50% ดังนั้นความเข้มข้นของคลอรีนสปีชีส์ในสารละลายสุดท้ายจะอยู่ที่ประมาณ 255 x 0.9 x 0.5 = 117 ppm เหมาะเจาะพอดีกับความเข้มข้นที่เปเปอร์แนะนำ
อย่างไรก็ดี HOCl ที่ประสิทธิภาพสูงมาก ๆ นั้น ไม่ค่อยเสถียรและมักจะสลายตัวทำให้ประสิทธิภาพของน้ำยาลดลงได้จากหลายสาเหตุ เช่น คุณภาพน้ำที่นำมาผลิต การเก็บรักษา และอุณหภูมิ [5] และด้วยความที่ระบบที่นำมาเสนอนี้เน้นที่ความสะดวก ทำได้ง่าย อุปกรณ์เฉพาะที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการสังเคราะห์ เช่น diaphragm cell เยื่อเลือกผ่าน เครื่องวัด pH ฯลฯ ถูกตัดออก นั่นหมายความว่าคุณภาพน้ำยาก็จะน้อยลงด้วย แม้กระนั้น OCl- ก็ยังมีประสิทธิภาพในการกำจัดเชื้ออยู่ แม้จะไม่เท่า HOCl ก็ตาม [6] มีรายงานว่าปริมาณของแอคทีฟคลอรีนในระบบจะลดลงครึ่งหนึ่งเมื่อผ่านไปหนึ่งเดือน ก็จะคาบเส้นที่พอจะมีประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 50 ppm แต่แนะนำว่าเก็บไว้ใช้สักสองอาทิตย์ก็ควรจะทำใหม่ได้แล้วเพราะปัจจัยความคลาดเคลื่อนอื่น ๆ มีมาก พร้อมกันนี้ก็พยายามเก็บรักษาให้พ้นแสงแดดและอากาศ ควรปิดให้มิดชิด เก็บในตู้เย็นและแบ่งมาใช้เท่าที่จำเป็น
จุดประสงค์ในบทความนี้ต้องการจะชี้ช่องที่เราพอจะทำได้จากความรู้ทางเคมีที่พอจะมีเขียนขึ้นในเวลาที่จำกัดและไม่ได้ตั้งใจให้เป็นบทความวิชาการ แน่นอนว่าจะมีข้อผิดพลาดหรือช่องโหว่บางอย่างที่ละเลยไปอยู่บ้าง ใครที่มีกำลังซื้อและไม่มีปัญหาในการหาซื้อก็แนะนำให้ใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีการควบคุมมาตรฐานจะดีกว่า แต่หากใครที่หาไม่ได้ มีทางเลือกจำกัดจำเขี่ย จะนำวิธีนี้ไปใช้เพื่อเพิ่มความมั่นใจในการดำรงชีวิตผมก็ยินดีเป็นอย่างยิ่ง อนุญาตให้แชร์ นำไปปรับปรุงเผยแพร่ หรือจะคัดลอกเฉพาะบางส่วนไปก็ไม่ขัดศรัทธาญาติโยม เปิดรับทุกคำติติงทักท้วงในนามของบุคคลคนหนึ่ง ไม่เกี่ยวข้องกับสถาบันและครูบาอาจารย์ใด ๆ หากจะเป็นประโยชน์ได้ก็ขออนุโมทนาให้กับสลิ่มให้เกิดพุทธิปัญญาในเร็ววัน
หมายเหตุ: ถ้าใครใจเย็นจะใช้ใช้ความต่างศักย์ต่ำกว่า 6 V ก็ได้จะทำให้คลอรีนละลายน้ำได้ดีขึ้น แต่ต้องเพิ่มเวลาปฏิกิริยาและมีความจุประจุเพียงพอ ความต่างศักย์จากแบตเตอรี่ต้องไม่ต่ำกว่า 2.5 V แต่เพื่อความรวดเร็วก็เพิ่มความต่างศักย์ไปตามศรัทธา หากใครมีเครื่องจ่ายไฟก็แนะนำให้ใช้กระแสไม่เกิน 1 แอมป์ ***ห้ามใช้ไฟบ้านต่อตรงโดยเด็ดขาด*** ส่วนขั้วแกรไฟต์มาตรฐานมีขายทั่วไปตามร้านขายอุปกรณ์วิทยาศาสตร์และอาจจะหาได้ในร้านขายอุปกรณ์ช่างบางแห่ง ใครอยากทำในปริมาณที่มากกว่านี้ก็เทียบอัตราส่วนเอาเลยครับ แต่ไม่แนะนำให้ทำเกิน 1 ลิตรต่อครั้ง หลังจากครั้งแรกแล้ว ต้นทุนการผลิตน่าจะไม่เกินสิบบาทต่อลิตรเป็นค่าแบตฯค่าไฟ ถูกกว่าน้ำเปล่าอีกพระเดชพระคุณเอ๋ย!
อ้างอิง
[1] Rutala, William Anthony, and David Jay Weber. "Guideline for disinfection and sterilization in healthcare facilities, 2008." Update: May 2019, https://bit.ly/3anFp1O
[2] Hakim, Hakimullah, et al. "Evaluation of sprayed hypochlorous acid solutions for their virucidal activity against avian influenza virus through in vitro experiments." Journal of Veterinary Medical Science (2014): 14-0413. https://bit.ly/2UiYxbE
[3] Rahimi, Saeed, et al. "A review of antibacterial agents in endodontic treatment." Iranian endodontic journal 9.3 (2014): 161. https://bit.ly/2UyfmhA
[4] Kuroiwa, K., et al. "Augmenting effect of acetic acid for acidification on bactericidal activity of hypochlorite solution." Letters in applied microbiology 36.1 (2003): 46-49. https://bit.ly/39aoI8w
[5] Ishihara, Masayuki, et al. "Stability of weakly acidic hypochlorous acid solution with microbicidal activity." Biocontrol science 22.4 (2017): 223-227. https://bit.ly/3bpzadE
[6] Dellanno, Christine, Quinn Vega, and Diane Boesenberg. "The antiviral action of common household disinfectants and antiseptics against murine hepatitis virus, a potential surrogate for SARS coronavirus." American journal of infection control 37.8 (2009): 649-652. https://bit.ly/2JauDj9
ป.ล. บ้านใครมีกะหล่ำปลีม่วง เอามาสับพอหยาบแล้วต้มน้ำเดือดมาราดแช่ไว้ คนไปคนมาสัก 20 นาที แล้วกรองเอาน้ำสีแดง ๆ มา จะได้ pH indicator อย่างง่าย หยดลงในสารละลายจะออกมาดังนี้ ชมพูแดง (กรด) - ม่วง (กลาง) – เขียวเหลืองฟ้า(เบส) ลองเอาไปทดสอบดูได้ ที่เราต้องการจากการทดสอบด้วยน้ำยาของเราคือสีแดงอมม่วง
ป.ล.2 ต้นกำเนิดของบทความนี้มาจากการโทรมาถามความเป็นไปได้ตั้งแต่เช้าจากมิตรสหายเจ้าของโรงจำนำแห่งหนึ่ง ด้วยความกังวลที่น้ำยาขาดตลาดและความทุกข์ยากของลูกค้าหลายคนที่มาระบายให้ฟังโดยมีอ้างอิงจากโพสต์ของอ.อ๊อดอีกต่อนึง เห็นว่าน่าสนใจและน่าจะเป็นประโยชน์จึงไปหาข้อมูลเพิ่มเติมและต่อมาก็กลายเป็นอย่างที่ท่านได้อ่านไปนี่แหละ
โฆษณา