Hypochlorige Säure
Erklärung und Verwendung
Was ist HOCl?
Die hypochlorige Säure (HOCl) ist eine milde Säure, die natürlicherweise in den weißen Blutkörperchen aller Säugetiere produziert wird.
Sie spielt eine wichtige Rolle in unserem Immunsystem. Dieses bildet Oxchlorin-Moleküle, wie die Hypochlorsäure, wenn der Körper auf beginnende Infektionen reagiert. Infolge dessen werden Pathogen durch Oxidation und Chlorierung abtötet.
HOCl besitzt dabei die Eigenschaft, Zellwände einzelliger Mikroorganismen, wie Bakterien und Viren, zu zersetzen, in dem reaktive Sauerstoffspezies die Proteine der pathogenen Zellwände denaturieren. Höher organisierte Zellstrukturen, wie menschliches Gewebe, werden dabei nicht beeinträchtigt, da diese Schutzmechanismen entwickelt haben, die sie unempfindlich gegen hypochlorige Säure machen.
Keimreduktion bei HOCl Lösungen
Hypochlorige Säure greift Zellwände von Mikroorganismen an und erhöht deren Permeabilität.
Hervorgerufen durch den Druckunterschied zwischen der hypochlorigen Lösung und der keimbelasteten Oberfläche, wird dabei eine hypoosmotische Umgebung geschaffen. Dadurch kommt es zu einem vermehrten Wasserzufluss in die Zellen der Keime. Durch den zunehmenden Innendruck werden die Zellwände der Pathogene schließlich zum Platzen gebracht.
Vergleich von HOCl und NaOCl
Natrium-Hypochlorit (NaOCl) – oft auch als Chlorbleiche bezeichnet – stellt, ebenso wie die hypochlorige Säure, ein Oxidationsmittel dar, welches ebenfalls im Elektrolyse-Verfahren erzeugt wird. Der größte Unterschied zu HOCl besteht in der unterschiedlichen Ladung. Während NaOCl elektrisch negativ geladen ist, tist HOCl neutral geladen, bzw. trägt keine elektrische Ladung.
Da keimbelastete Oberflächen ebenfalls negativ geladen sind, entsteht zwischen ihnen und NaOCl ein ähnlicher Effekt wie bei Magneten: Zwei negativ geladene Teilchen stoßen sich gegenseitig ab. Dadurch wird es NaOCl erschwert zu den Zellwänden der Pathogene vorzudringen, der Oxidationsprozess wird verzögert, wodurch es zu einer geringeren Wirksamkeit kommt. Die hypochlorige Säure hingegen kann direkt zu den Zellwänden der Keime vordringen und oxidieren, wodurch sie wesentlich effektiver als NaOCl wirkt.
Insgesamt stellt die Hypochlorsäure das wesentlich stärkere Oxidationsmittel dar und tötet Krankheitserreger um ein Vielfaches effektiver ab als Natriumhypochlorit.
HOCl in der Industrie
Verwendung
Seit Beginn der 1970er Jahre wird HOCl als Oxidationsmittel im Elektrolyseverfahren hergestellt. Hierbei wird ein direkter elektrischer Strom verwendet, um eine ansonsten nicht spontane chemische Reaktion zu steuern. In diesem Falle werden die spezielle Elektrolysemoleküle in eine Lösung aus NaCl (Kochsalz) und Wasser geleitet, wodurch als Nebenprodukt die Oxidationsmittel (HOCl) und Hypochlorit (OCl) gebildet werden. Je stärker der pH-Wert der Lösung von schwach nach neutral tendiert, umso höher ist dabei der Anteil der hypochlorigen Säure, und als umso effektiver kann das Gemisch im Einsatz gegen Keime angesehen werden.
HOCl wird mittlerweile in vielen Bereichen des täglichen Lebens verwendet. Ein großer Einsatzbereich liegt in der Desinfektion von Flächen und Lebensmitteln. Die natürlichen und schonenden Eigenschaften der hypochlorigen Säure sorgen dafür, dass beim Einsatz weniger Risiken entstehen als beim Einsatz herkömmlicher Desinfektonsmittel. ¹ Auch im Rahmen der Raumdesinfektion durch Vernebelungsgeräte wird zu angewendet.
Weiterhin wird HOCl auch zunehmend im Gesundheitswesen angewendet; zur Reinigung und Spülung von Wunden sowie auch im zahnmedizinischen Bereich, z.B. bei Wurzelkanalspülungen oder kieferchirurgischen Eingriffen.
Hypochlorige Säure verursacht keine Reizung von Augen oder Schleimhäuten und verursacht selbst bei oraler Einnahme keinen Schaden. Das macht es zum idealen Reinigungsmittel in der Lebensmittelindustrie wie auch im Gesundheitswesen.
Quellen:
- ¹: Gordon M. Fair J. Carrell Morris Shih Lu Chang Ira Weil Robert P. Burden, “The Behavior of Chlorine as a Water Disinfectant”
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