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Titolo: acqua + raggi ultravioletti

Per la rimozione di sporco alimentare bruciato ed incrostato, ho visto
che un detergente ossidante come la candeggina ï¿œ efficace. Mi stavo
chiedendo se avrei lo stesso effetto ossidante cospargendo la superficie
da pulire con dell'acqua e poi irraggiandola con raggi ultravioletti. il
motivo di questa domanda ï¿œ evitare i disastri sui vestiti che provoca
anche una singola goccia di candeggina.
Come sorgente uso una lampada per illuminazione stradale ai vapori di
mercurio privata del bulbo esterno coperto internamente di fosfori.
Ho notato che questa lampada produce un forte odore di ozono giï¿œ dopo
pochi minuti di funzionamento.

 anche una singola goccia di candeggina.
Ma ...del perborato no?
Tex 

 pochi minuti di funzionamento.
La domanda è grandiosa ... troppo, temo.
Voglio dire, prevedere cosa accada irraggiando con UV una 
mistura non ben definita, è sfida degna di un mago.
Posto quindi solo qualche riflessione sparpagliata.
1) Per spezzare molecole, serve da un lato un discreto 
coefficiente di estinzione molare delle molecole da 
danneggiare, o viceversa appoggiarsi su un qualche vettore 
"fotosensitizer" se di per sé stesse assorbono male.
L'acqua di suo è il classico esempio di pessimissimo 
assorbitore UV. I vapori di mercurio (fase gas) o certe 
ftalocianine, porfirine e roba simile, ottimi 
assorbitori-antenna e trasferitori di energia ad altre specie.
2) per spezzare molecole, una radiazione deve essere dura a 
sufficienza. Chi garantisce che le molecole dei pigmenti dei 
capi di abbigliamento la sopportino bene ? Ad es. prova a 
prendere una maglietta e stendila fuori piegata in due, con 
sempre la stessa faccia all'interno e sempre una faccia a 
sud. Dopo una decina di cicli (e non sono UV duri, ma luce 
naturale) paragona la saturazione delle tinte nelle facce 
interne, in quella a nord e quella a sud.
Io temo che, salvo usare frequenze abbastanza specifiche e 
su sporco specifico, le radiazioni non abbiano un grado di 
sicurezza (inteso come rapporto tra il potere sbiancante 
dello sporco e quello danneggiante sui colori buoni) 
particolarmente alto rispetto alla candeggina. Come dice 
TEX, il perborato è forse migliore.
3) su molte molecole l'azione demolitiva può essere 
vantaggiosa (in generale gli intermedi reattivi generati 
dovrebbero in ultima analisi essere quenchati dall'ossigeno 
e diventare quindi più solubili ... non escludo anche più 
macchianti !). Su alcuni grassi insaturi gli UV potrebbero 
anche causare "siccazione", cioè una sorta di 
polimerizzazione non favorevole al lavaggio. Pensa all'olio 
di lino, che ok, è un caso limite, ma alla luce e aria 
diventa solido.
Diciamo che la vedo più facile come via per sterilizzare che 
non come mezzo pulente, in particolare se deve essere forte 
con lo sporco ma rispettoso dei colori dei capi.
Certo se devi lavare una lastra di allumina o di TiO2, 
allora okay, puoi fiondarci dentro UV sotto i 100 nanometri 
fai piazza pulita di quasi tutto.
Imho un candeggiante con migliore rapporto efficacia/danni 
dell'ipoclorito è l'ozono. Peccato sia tanto impratico (e 
pericoloso) nell'uso. Praticamente gli resistono solo gli 
idrocarburi alifatici saturi e gli alogenati. Tutto il resto 
può vantaggiosamente essere funzionalizzato ed essere reso 
molto più idrofilo (o spezzato in frammenti più polari).
Anche l'ossigeno nascente "singoletto" è estremamente 
efficace (e una parte dell'ossigeno rilasciato dai vari 
perborati, percarbonati, urea*H2O2 viene generato in questa 
forma, molto attiva). Credo ci sia una via anche fotochimica 
di produrlo, ma a memoria non ricordo né la frequenza né il 
fotosensibilizzatore adatto. Diciamo che l'aria + luce UV 
adatta a generare O2 singoletto è molto più efficace di una 
luce UV qualsiasi o un sensibilizzatore inadatto a questa 
conversione. Ad es. via cicloaddizione e decomposizione 
questo ossigeno trancia i legami doppi C=C producendo due 
monconi polari (carbonilici) e composti a peso molecolare 
inferiore, much more amenable to surfactants
P.S.
cmq spero in integrazioni e contributi altri, perché era da 
un po' che non si leggevano domande così tricky.
ciao
Soviet

 mercurio privata del bulbo esterno coperto internamente di fosfori.
Ma quegli affari non emettono anche raggi X?
Io non ci starei troppo vicino. Un conto stare sotto un lampione, 
distanti cinque metri d'aria e un altro ï¿œ--- tu dove stai quando la 
metti in funzione e senti l'odore di ozono?

 distanti cinque metri d'aria e un altro è--- tu dove stai quando la 


 fiondarci dentro UV sotto i 100 nanometri fai piazza pulita di quasi tutto.
Mi sono spiegato male nel post iniziale. Io dovrei pulire il piano
cottura in acciaio smaltato di una cucina economica su cui si ï¿œ
bruciato/incrostato del cibo, quindi posso andare con violenza.

 metti in funzione e senti l'odore di ozono?
In un'altra stanza e alimento l'apparato con una lunga prolunga cosï¿œ
posso staccarlo prima  che la luce possa entrare nel mio campo visivo.

 bruciato/incrostato del cibo, quindi posso andare con violenza.
E allora vai di soda+tensioattivi.
Vendono le bombolette spray per pulire il forno, che sono appunto quanto ti 
ho detto sopra.
Tex 

 bruciato/incrostato del cibo, quindi posso andare con violenza.
Beh, allora no problem su quel lato.
Resta da vedere che lunghezze d'onda sforni la tua lamp. 
Secondo me per poter disgregare un materiale organico 
bisognerebbe picchiare nel campo spettrale FAR UV (ossia 
scendere sotto, almeno, i 150 nm), Ora non so se la tua 
lampada ci arrivi (e se si, se appena con una frangia 
spettrale o con una bella fetta della potenza emessa).
Come tutte le reazioni, anche quelle fotochimiche hanno una 
propria stechiometria (a meno che non siano solo 
catalizzate, e direi di no nel nostro caso), ivi inclusa una 
resa quantica. Come a dire che per spezzare una mole di 
legami C-C ci vuole, ad es., una mole di fotoni UV di 
appropriata frequenza, e per produrre una mole di fotoni 
assorbiti, una certa quantità di fotoni irradiati (che tenga 
conto della frazione assorbita del totale, più o meno alta : 
in genere gli UV molto duri tendono a essere assorbiti bene, 
se non ricordo male). Tutto questo consentirebbe di 
dimensionare il tempo di applicazione
(ma, uhm, dimenticavo, hai considerato che una parte delle 
molecole genererebbero frazioni magari volatili e che fine 
farebbero questi pezzi di roba fotolizzata ?)
Provo ad abbozzare un contaccio.
Ammettiamo di avere un idrocarburo con un punto debole (in 
realtà la rottura di una paraffina lineare è quasi 
statistica e non necessariamente equa) a metà molecola.
Diciamo che la nostra paraffina, a caso, abbia peso 
molecolare 300 g/mol e occorra distruggerne 6 grammi.
Questo significa 0,02 moli di sostanza.
Tradotto in legami e indi in fotoni, equivale a 
1'204'400'000'000'000'000'000 fotoni = 1,2*10^21 fotoni
Ammettiamo che la tua lampada, in un range spettrale 
efficace (sufficientemente stretto attorno alla lambda 
ottimale per dare fotolisi), emetta 1 watt (1J/s). Ti può 
sembrare pessimistica. Forse lo è, ma non lo so. Immaginavo 
una lampada di un centinaio di watt totali, che riesca a 
mandarne un centesimo almeno nel punto specifico dello 
spettro capace di fotolisi diretta. Sappi che questo numero 
l'ho sparato a caso. In compenso ipotizzerò una resa di 
assorbimento del 20 % (che imho non è pessimista) (ed una 
resa fotochimica del 100% sui fotoni assorbiti, che imho è 
ottimista, perché esclude a priori qualsiasi possibile 
decadimento non radiante e non fotolitico, cosa non comune 
in fasi condensate, specie nella liquida).
Cmq ammettiamo che la radiazione ideale per la rottura 
(cifra sparata a caso, poi vedremo perché) fosse di 90 nm.
Ogni fotone a 90 nm ha una frequenza di 3,31*10^15 Hz
ed indi porta un'energia di E = nu*h = ...
E = 3,31*10^15 1/s * 6,63 * 10^(-34) J*s =
E = 2,19*10^(-18) J
Indi in 1 watt ci stanno dentro
4,56*10^17 fotoni/s. (assorbiti)
Per sfornare
1,2*10^21 fotoni servono allora 2,63 * 10^3 secondi.
Sono circa 44 minuti di erogazione.
Se la resa di assorbimento è del 20 %, quintuplica il numero.
(naturalmente non è detto che il resto del campo spettrale 
nn serva eh, cerco solo di buttare li due conti molto raw, 
gli unici che saprei fare peraltro). Fanno cmq 3 ore e 40.
Ripeto che : 1) non so la potenza della lampada, 2) non so 
come sia distribuita nel campo spettrale. 3) non so nemmeno 
quanta frazione di questo sia efficace ai fini della 
fotolisi, 4) non conosco il coefficiente di estinzione delle 
molecole e/o il cammino ottico (e su questo solo Iddio 
potrebbe fare stime decenti, sapendo che diamine c'è in 
realtà nella morchia). Infine, perlomeno, ho ipotizzato una 
quantità irrealistica di sporco (che con una spatola 
potrebbe scendere di 10 volte almeno)
Quanto all'energia richiesta per spezzare il legame, notiamo 
una cosa curiosa.
Poniamo che il legame C-C da spezzare abbia un'energia di 
legame di 90 Kcal/mol (o, più comodamente 377 KJoule/mol).
Per ogni singolo legame occorrono quindi "almeno"
377'000 J/mol / N°Avogadro = 6,2*10^(-19)  J/legame
Ora questa energia in realtà non è neppure associata al 
campo del FAR UV.
E = h*nu;   nu = E/h =
nu = 6,2*10^(-19) J / 6,63 * 10^(-34) J*s
nu = 9,35*10^14 Hz
lambda = c/nu = 3*10^17 nm/s / 9,35*10^14 1/s =
lambda = 320 nm. Questo è appena appena un near UV simile al 
viola (380).
In realtà suppongo che il coefficiente di estinzione molare 
per codesto tipo di radiazione, da parte di una paraffina 
satura, sia realmente pessimo e proibitivo. Per questo ho 
sparato come ipotesi di usare una frequenza di 90 nm.
Ma non è che più corta è meglio è : deve comunque essere una 
lambda specifica per essere assorbita. Perlomeno se 
rimaniamo nel campo delle reazioni fotochimiche standard, 
attraverso stati elettrnici eccitati.
Ovvio che se usiamo degli X andremo a strappare elettroni 
del core e si, la sostanza si disintegra, ma quanta cavolo 
di energia ci vuole ? E che altro succede ?
Una cosa analoga capita anche con l'acqua. In teoria non 
occorre chissà che frequenza teorica per fotolizzarla. In 
pratica invece si riscontra che anche sotto persistente 
irraggiamento UV non troppo far l'acqua non assorbe una 
cippa e non si evidenzia nessuna fotolisi diretta (mica per 
niente i cianobatteri hanno messo su tutto quel po po' di 
casino).
Ma già che si scherza ... perché non usare un "atom gun" o 
un pennello elettronico ? Di sicuro asportano :-)
ciao
Soviet
P.S. non ho riletto nessun calcolo, e non mi trovo molto 
bene a scriverli come testo ascii ... be warned
riciao