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H1N1帶來的學問~酒精消毒知多少? 次要群組 [化學教學::生活有機] 列印 推薦
作者或來源 zfang 2013-05-10 16:53:50
關鍵字 1酒精 2水溶液 3濃度
此文完整連結 http://zfang.zipko.info/467.html
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開學第一週,校内有班級因H1N1而停課,校方特別要求學生戴口罩與量體溫,也每天以漂白水進行消毒工作。

班上某個同學,居然帶整罐95%酒精來學校"消毒",先幫他保管再請他帶回家。『我要消毒,為什麼不能帶~』這是違禁品,因為95%的酒精是易燃物,要消毒桌椅用學校發的漂白水就可以了。
『而且真的要消毒,酒精也要稀釋成75%才有用。』
『不是越濃越好嗎?』

不是的。為什麼酒精能消毒?什麼濃度才具有最好的效果?市面上販售的酒精為什麼不是100 %,而是95 %?於是綜合一些疑惑,形成了這篇文章~

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這罐酒精是台糖出的,酒精(乙醇)是發酵產品,是醣類在無氧條件下經酵母菌作用而來。酵母菌在缺氧的過程中,會將葡萄糖轉化為乙醇與二氧化碳,經過發酵出來的酒,酒精含量不會太高,因為超過15% 酵母菌便會死亡,發酵作用也停下來。(乙醇也可以經其他化學方法製備~)


這裡的濃度是體積百分濃度,平常我們稱為『度』。
95%代表100毫升的溶液中,含有95毫升的純酒精。

如果要提高酒精的含量,便需要利用蒸餾。蒸餾法:將混合物中不同沸點的物質分離,重覆多次則低沸點物質比例會提升。酒精的沸點約78℃較水低,加熱後酒精先變成氣體,再經過冷凝收集,使酒精含量提高,蒸餾越多次,酒精含量越高。

『買到的最高濃度是95%,為什麼買不到純酒精呢?』

因為水與酒精有共沸的現象,蒸餾的方法只能得到95%酒精,如果要提高純度,得加入除水劑,例如生石灰吸收水分,100%的純酒精為絕對酒精。

以前在有機金屬實驗室溶劑要除水,常常利用除水劑協助除去水分。例如:甲醇乙醇的除水要加入鎂屑加熱迴流,鎂在熱的溶液中與水起反應(產生氫氣)而除去水份。(不能加鈉塊,鈉會與酒精反應。)

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要用濃度多少的酒精效果才最佳?因為在消毒棉片上常看到70%與75%二種濃度,有些學校理化的考試題目,甚至出現爭議題,『倒底是70%酒精效果好,還是75%?』

一般簡單的濃度有"重量百分濃度(w/w"與"體積百分濃度(v/v)"二種,網路上有一種說法,70%是重量百分濃度(w/w),75%是體積百分濃度(v/v)

以體積百分濃度75%的酒精100毫升為例,咱們來計算看看
純酒精體積75毫升,酒精的密度是0.8,重量為60克 ;水的體積25毫升,密度是1,重量為25克 ;換算成重量百分濃度  60÷(60+25)×100%=70.6%

看起來很合理。(70%的消毒棉片其實另有玄機!)

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問學校保健室護士阿姨,她是專業。
『如果要消毒,』護士阿姨說:『我們一般買的95%酒精要稀釋。』
『什麼濃度的酒精消毒效果最好?』
『105加395!』護士阿姨立刻熟練地唸出數據:『用105cc的水加上395cc的95%酒精,可配成500cc消毒用的酒精溶液。』
『濃度多少?』我們來算算看!

95%酒精體積395cc,純酒精375.25cc;溶液體積500cc;體積百分濃度 375.25÷500×100%= 75.05%!

為了方便,市面上也可買到稀釋好的酒精溶液。

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注射或抽血時,經常使用75%酒精擦拭皮膚,它的目的是『簡單的拭掉灰塵及微生物』,使用酒精之好處在於其快速作用及揮發,不留殘痕。

為什麼酒精能消毒?酒精(乙醇)能使蛋白質凝固而變性!酒精濃度越高,使蛋白質凝固的作用越強。消毒時如果酒精的濃度太高,反而容易使細菌表面的蛋白質產生凝固作用而變質,形成一層硬膜,就像傷口的痂一樣,硬膜具有保護作用,酒精反而無法進入細菌細胞內,不能有效殺死細菌。

使用75%(v/v)濃度的酒精就不同,不至於使細菌細胞形成保護膜,而能深入細胞內部,使細胞質凝固而喪失功能,達到殺菌的功效。酒精也能溶解某些病毒上之脂質,使破壞病毒。

還有一派的說法是因為『酒精使細胞脫水』而殺菌。關於酒精消毒,看到最好的説法如下:
1.減緩揮發,延長消毒作用之時間。
2.藉其水份附著於作用物之親水基,使微生物吸附。
3.適度延緩蛋白質之變性作用,使蛋白質之變性機制能深入細胞內部以提升消毒之效果。

因為細菌無法在酒精中生存、繁殖,標本的浸泡液,除了福馬林(甲醛)外,也有些是用酒精,使標本不會腐爛。『酒精不宜使用在傷口,因醇類導引蛋白質之凝結層形成,而此層下面細菌仍繼續生長。』此外,酒精溶解多種脂質,高濃度95%酒精容易傷害表皮細胞,不適合直接使用在人體皮膚。

初生嬰兒消毒臍帶,則是先用75%的酒精消毒,再塗上95%的酒精,利用酒精沸點低容易蒸發的特性,加速臍帶乾燥。

酒精消毒多用於少量直接擦拭,不適合大量使用來拖地,因為酒精揮發性強,空氣中酒精濃度會太多~有安全上顧慮。

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要用濃度多少的酒精效果才最佳?收集了幾種消毒棉片,看到『70%與75%二種濃度』。手邊的中文版酒精棉片上面就清楚標示濃度為75%(v/v體積百分濃度)。


酒精棉片上面就清楚標示濃度為75%(v/v),才是消毒最適宜的酒精濃度。

另一種英文版的酒精棉片上面,則標示濃度為70%,根據之前的整理,認為應該是用重量百分濃度(w/w),沒想到細看~居然是寫70%(by volume),還是體積百分濃度?

仔細端倪包裝,果然另有玄機!


進口的BD酒精擦拭Alcohol Swabs,它使用的不是酒精(乙醇ethanol, alcohol),
而是異丙醇(isopropanol; isopropyl alcohol)

還以為的消毒棉片都是酒精,查了資料,原來異丙醇經常以『擦拭用醇類』而銷售,以70%異丙醇浸泡砂布而成。它的防腐及消毒作用,優於乙醇,沸點高於乙醇所以不易蒸發,價格也較便宜。

原來,消毒棉片上70%與75%二種濃度的差別,並不是體積百分濃度與重量百分濃度,二者都是體積百分濃度,75%(v/v)的是乙醇;70%(v/v)的是異丙醇。

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酒精消毒知多少?沒想到因為H1N1,我又學到好多~

最後再提一個有趣的點~我發現.....在家裡將95%的酒精加水稀釋時,剛摸的時候居然是會熱熱的!

不是錯覺,酒精蒸發時會吸熱,擦在皮膚上會冰涼。而酒精的溶解熱是負值(-2.67 Kcal/mol),稀釋酒精是放熱反應。

 


分類:科學五四三 2009/09/04 21:04

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