常見消毒液的介紹及居家實作／陳映辛、林亭佑、江承翰

星期日 , 3, 5 月 2020 編輯助理家庭化學實驗, 第三十七期/2020年5月留言功能已關閉

常見消毒液的介紹及居家實作

陳映辛1,*、林亭佑²、江承翰¹

國立竹山高級中學
國立東華大學
[email protected]

n 前言

從2019年入冬以來，流感和新冠肺炎肆虐全球，確診人數屢創新高，雖然衛福部建議大家勤洗手做好基本的防護，但是並非所有環境都能找到水源來洗手，這時候替代品就相對的重要！由於確診病例屢創新高，讓大家搶購消毒用品，只是市面上消毒抗菌品牌爆增，產品琳琅滿目，酒精、次氯酸水、乾洗手液、漂白水等，該如何用？何時用？可以消滅什麼病菌？一般大眾並不是很清楚的知道。本文介紹常用消毒液的消毒原理，並帶大家一起動手實作居家消毒液。

n 常用消毒液簡介

一、酒精

(一)殺菌原理

酒精含有的化學物質是乙醇(CH₃CH₂OH)，酒精的殺菌原理是因為可以讓蛋白質變性，導致細菌的死亡或病毒的失去活性。但是酒精濃度並不是越高越好，市售的95％酒精因為濃度過大，會使細菌、病毒的表面蛋白質急速凝固，形成硬膜，反而無法順利穿透到病菌的內部，因此病菌的內部仍是具有活性的。75%的酒精兼具蛋白質凝固作用和穿透效果，可以完全滲透到細菌、病毒體內，凝固病菌的蛋白質使其失去活性，達到徹底的殺菌功能。研究顯示，只要濃度介於70-78％的酒精都可以達到殺菌99％的效果。

(二)缺點

酒精具備高揮發度性，且味道刺鼻，噴在皮膚上容易帶走角質層上的水分，讓皮膚乾癢、緊繃進而造成過敏、濕疹等皮膚問題，常用皮膚變乾燥及粗糙。具有可燃性，不適合在密閉空間中大量噴灑使用，必須遠離火源，以免造成火災。

(三)使用方法及時機

75%酒精用在手部或是環境周遭、器物上都適用，將少量75%酒精噴在雙手上，手心、手背、指尖、指縫、虎口、手腕等部位要徹底搓一搓，來殺死附著在雙手上的病菌。民眾也可沾取適量酒精，擦拭日常生活中常用的物品，如手機、平板、鍵盤、滑鼠等3C產品，用來殺菌並保持清潔。

二、乾洗手

(一)殺菌原理

市面上乾洗手產品琳瑯滿目，組成成分類型相當多元，大致上主要以酒精、甘油、香精、高分子膠、三氯沙（triclosan）、三氯卡班（triclocarban）等成分組成。殺菌原理最主要還是利用所含的酒精成份使病菌蛋白質變性。乾洗手大部分做成凝膠狀，以減少酒精揮發度，尤其是幼童，建議以含有75%酒精的乾洗手凝膠取代酒精噴霧，以增加安全性。

(二)缺點

市售乾洗手的組成成分過於分歧，添加物太過複雜，所以在殺菌、抗病毒效用上也較難分析；尤其是含有三氯沙成分的產品，美國食品藥物管理局（FDA）及加拿大政府在2017年已經禁止銷售含有三氯沙的產品。所以選購時盡量選擇添加物少的產品。

(三)使用方法及時機

在沒有水源可以清洗雙手的情況下，不得已的折衷手部清潔方式，擠一些在雙手上，手心、手背、指尖、指縫、虎口、手腕等部位要徹底搓一搓，來殺死附著在雙手上的病菌，因為添加物較多，所以皮膚敏感者不建議使用。

三、次氯酸鈉（漂白水）

(一)化學性質與特性

漂白水是一種强而有效的家居消毒劑，其主要成分是次氯酸鈉（Sodium hypochlorite, NaClO），能使微生物的蛋白質變質，有效殺滅細菌、真菌及病毒。1787年被法國化學家柏瑟列（Berthollet）將氯氣通入鹼液，製成次氯酸鈉，其反應如式[1]所示。

Cl₂(g)+ 2NaOH(aq) → NaClO(aq) + NaCl(aq) + H₂O(l) [1]

1820年法國化學家拉巴拉克（Labarraque）將次氯酸鈉當作漂白水來使用；英國化學家達金（Dakin）在第一次世界大戰時，用4%次氯酸鈉溶液幫傷患進行傷口消毒及清創，而他所發明的配方後來被命名為達金溶液（Dakin’s solution）。除了在醫學上的貢獻，次氯酸鈉在我們的生活也同樣扮演重要的角色，游泳池、廁所乃至於免疫系統，都可以發現次氯酸鈉的存在。

(二)缺點

漂白水稀釋前後都有一定的揮發和刺激性，民眾在稀釋及使用時應配戴口罩和手套，並保持在通風的環境下，以防止對皮膚及呼吸道黏膜造成刺激，吸入過多揮發氣體而造成頭暈、嘔吐不適感。漂白水遇熱和光會分解，絕對不要跟酸、氨、胺類成分混合，以免產生有害物質。漂白水與鹽酸反應會放出有毒的氯氣，如式[2]所示，常常在新聞裡看到民眾在大掃除時，將鹽酸和漂白水混用，而造成氯氣中毒。次氯酸鈉與大多數氮化合物反應形成揮發性一氯胺，二氯胺和三氯化氮，其反應如式[3]-[5]所示。因此，使用相關製品時應注意避免混合。

NaClO(aq) +2HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l) + Cl₂(g) [2]

NH₃(aq) + NaOCl(aq) → NH₂Cl(g) + NaOH(aq) [3]

NH₂Cl(g) + NaOCl(aq) → NHCl₂(g) + NaOH(aq) [4]

NHCl₂(g) + NaOCl(aq) → NCl₃(g) + NaOH(aq) [5]

(三)使用方法及時機

雖然漂白水的殺菌、抗病毒效果佳，但是未稀釋的漂白水鹼度常在pH值在11~12之間，容易傷害皮膚且殘留性高，即使稀釋後一樣可能刺激人體皮膚和黏膜，因此建議只用於環境消毒、清潔。使用時，確保通風的環境下，擦拭物品或是消毒環境，擦拭後靜置5-10分鐘，效果會更好。

四、次氯酸水

(一)化學性質與特性

次氯酸（Hypochlorous acid, HClO），是一種不穩定的弱酸，在水溶液中，次氯酸部分解離為次氯酸根離子（ClO⁻）和氫離子（H⁺），隨著次氯酸的濃度不同，其pH值也不同，50 ppm的次氯酸水其pH值在5.5～6.5之間，接近中性。濃度高於1000 ppm時，其pH值在2.2~3.2之間，一般用作漂白劑、氧化劑、除臭劑和消毒劑。次氯酸是一種比氯氣（標準狀況下）更強的氧化劑，較難保存且易被光分解。在酸性的條件下，次氯酸的氧化力極強，其還原半反應及其電位如式[6]所示。次氯酸在酸性環境下非常不穩定，與鹽酸反應生成氯氣，其反應如式[7]所示。次氯酸與氨水反應生成單氯胺，其反應如式[8]所示。次氯酸與有機胺反應生成N-氯胺，其反應如式[9]所示。

2 HOCl(aq)+ 2 H⁺(aq) + 2 e⁻ ⇌ Cl₂(g) + 2 H₂O(l) E_R = +1.63 V [6]

HOCl(aq) + HCl(aq)→ Cl₂(g) + H₂O(l) [7]

HOCl(aq) + NH₃(aq)→ NH₂Cl(aq) + H₂O(l) [8]

HOCl(aq) + RNH₂(aq)→ RNHCl(aq)+ H₂O(l) [9]

(二)殺菌原理

次氯酸的分子小，可以穿透無套膜病毒，使病毒外殼的蛋白結構崩壞並與病菌的蛋白質、核酸等有機分子發生氧化反應，而殺死病菌微生物。

(三)缺點

次氯酸水不耐儲存，怕熱怕光，會因為陽光（紫外線）照射而分解，所以必須儲存在不透光的密封容器中，並放置於陰涼處，只能保存半年。如果在太陽下直接曝曬，約2個小時後會慢慢發生自身氧化還原反應而分解成鹽酸和氧氣，其反應如式[10]所示。

2HOCl (aq)→2HCl(aq)+O₂(g) [10]

(四)使用方法及時機

市售的次氯酸水濃度僅在200ppm以下，pH值多在5.0～6.5之間，林口長庚醫院臨床毒物科主任顏宗海建議，200 ppm以下的次氯酸水可用於手部消毒，溫和有效。可作為沒有水源清洗雙手時的暫時性替換選擇。下表一為酒精、漂白水及次氯酸水三種消毒液的綜合整理。

表一：常用消毒液的整理

消毒液	酒精（乙醇） Ethanol （CH₃CH₂OH）	漂白水（次氯酸鈉） Sodium Hypochlorite （NaOCl）	次氯酸水 Hypochlorous acid （HClO）
使用濃度	70-78%	500 ppm	200 ppm
可消滅的病菌	流感病毒、細菌、冠狀病毒	流感病毒、細菌、冠狀病毒、腸病毒、諾羅病毒	流感病毒、細菌、冠狀病毒、腸病毒、諾羅病毒
殺菌機制	利用酒精使蛋白質變性	NaOCl水解成HClO，穿透無套膜病毒，使病毒外殼的蛋白結構崩壞並與病菌的蛋白質、核酸等有機分子發生氧化反應	HClO穿透無套膜病毒，使病毒外殼的蛋白結構崩壞並與病菌的蛋白質、核酸等有機分子發生氧化反應
酸鹼性	中性	鹼性	弱酸性
抗菌時間	30~60秒	5~10分鐘	10-30秒
應用範圍	人體、一般環境	一般環境、常用物品	一般環境、常用物品
盛裝容器	HDPE（2號）或PP（5號）	不透光HDPE或PP塑膠瓶	不透光HDPE或PP塑膠瓶
注意事項	1. 具可燃性，遠離火源。 2. 味道刺激，不適宜密閉空間大量噴灑使用。 3. 對皮膚敏感者，刺激性略高。 4. 濃度低於50%以下時，沒有抗菌效果。	1. 不可與鹽酸混用。 2. 未稀釋的漂白水在陽光下會釋出有毒氣體(Cl₂)，須放至於陰涼處。 3. 稀釋後24小時內使用。	1. 避免陽光照射、加熱。 2. 次氯酸水會腐蝕金屬，容易造成金屬鏽蝕。

n 居家消毒液實作

一、由95%藥用酒精稀釋

方法一	方法二
3倍的酒精 + 1倍的水（體積比）	4倍的酒精 + 1倍的水（體積比）
濃度計算：(3/4)*95% = 71%	濃度計算：(4/5)*95% = 76%