Kako napraviti 70% (vol.) etanol od 96% (vol.) etanola

Pošto je ovo aktuelno u "doba korone", da i ja kažem neku reč (o tome).

Naravno, nema veze sa mazivima ali jeste (elementarna) hemija. Naravno, može pomoći širem krugu ljudi koji možda imaju 95-96% etanol ili mogu da kupe samo takav.

Ako Vam je (kojim čudom) ostala neka flaša konc. alkohola a niste hemičar, onda se možda pitate kako razblažiti koncentrovan etanol da bi dobili odgovarajuću koncentraciju.
Prvo što će Vam pasti napamet, to je da guglate, ali (na žalost) ovde od toga nećete imati previše vajde. Na prvoj strani koju vam G izbaci, nema tačnog rešenja ili je unutar rasprave (forumi ili quora) više netačnih pa može da bude zbunjujuće.
Kao i po običaju, što je uglednija institucija (firma) veće su šanse da imate dobro uputstvo, pa evo jednog od njih:
https://med.unibl.org/sr/news/novosti/12432-preporuke-medicinskog-fakulteta-za-izradu-sredstava-za-dezinfekciju?fbclid=IwAR3hIakmeEFYAVLqyTi2V9r5voU4yJq7vyl7CuJ8cuX8d4SPy8TCq3n_Bik

(farmaceuti bi mogli biti i "najbolji" izvor podataka (ako ništa drugo, jer imaju gotove "Ph." formulacije; naravno i fakulteti gde je hemija glavna (hemijski, tehnološki, fizičko-hemijski ...).

Da skratim priču, ali da pomenem sve što trebate znati o ovome.

0) Računica je (blago) komplikovana jer (pomenuću i kasnije u tekstu) 100 ml konc. (apsolutnog, 96%) alkohola + 100 ml vode NIJE 200 ml rastvora. Za čist alkohol (>99%) je, zapravo, cca. 190 ml.

1) 96% alkoholi su* te koncentracije ali ne masene nego zapreminske, "vol." ("v/v")

*(osim p.a. kvaliteta za laboratorije, npr. Merck ili Sigma Aldrich, gde je u mas. % ali opet nije svih 96% nego oko 95,5%, npr. Sigmin je nominalno 95,6%) 

2) Osim toga oni su 95-96% pa ih treba računati kao 95% vol. (naročito ako je flaša već otvorena pa od 95,5% ostane taman toliko, ili zato što, jednostavno, tako proizvođaču odgovara). Ovo je tek 93% masenih, o čemu treba voditi računa. Gustina takvih alkohola je (na 20 °C) 0,81 g/ml.

3) Na linku je za takav alkohol data tačna formulacija: 67 g i 33 g (ml) vode, ali za 96% mas. etanol. Tako dobijate 64% mas. (64,32) što je (ipak) nešto više od 70% vol. (cca. 72%), što bi za 95% mas. moglo da bude bliže tačnom rezultatu (71%). Za 95-pototni (vol.), (93% mas.) treba tačno 68 g i 32 g (ml) vode, čime se dobija cca. 63% mas. "iliti" 70,5% vol. i to tačno 100 g (što je cca. 113 ml).
No, za ovo Vam treba (precizna, makar laboratorijska) vaga. Za veće količine (1 kg) biće dovoljna i precizna kućna (kuhinjska) vaga nove generacije (dig. i preciznosti 1 g). Vodite računa da vam treba sud veći od 1 lit. da bi u njega stao 1 kg etanola (70%).

4) Ako imate menzuru a ne vagu, onda Vam za prethodno treba 84 ml konc. (95% vol.) etanola i 32 ml vode. 84+32=116, ali dobićete (samo) 113 ml (setite se srednjoškolske hemije).

5) Treba Vam tačno 100 ml (1 litar) 70%-tog etanola? 
Na datom linku je "dovoljno tačna (precizna)" formulacija (samo je nezgodno data uz masu, trebalo je odvojiti jer je malo nejasno, i ja sam na prvu promašio "šta je pisac hteo da kaže").
Tamo stoji 73 ml konc. etanola i 27 ml vode (može i tako; doduše, nešto je manje od 100 ml kad se pomeša, mada za "kućnu" upotrebu nije od značaja).
Tačna računica je 74,1 ml +28,45 ml (95% etanol + dest. voda).
Za litar (zaokruženo) 740 ml +285 ml.

Ako nemate destilovanu vodu - nabavite istu. Dobro, demineralizovane nisu uvek (skoro nikad) sterilne, a u apoteku ne možete da odete (tj. ne morate po svaku cenu). Koristite neku meku vodu (Rosa, Prolom i slične), a možete ih dodatno i prokuvati. U najgorem slučaju prokuvajte česmušu.

Na net-u ćete najčešće naći formulacije kao što su:
70 ml (96% etanol) + 30 ml (voda) ili 75 ml +25 ml
Ova druga je nešto jača, te je bespotrebno trošenje alkohola (66% mas. ili 73% vol.), mada je svakako o.k. (nešto "jači" alkohol neće škoditi). Prva je tek cca. 61% mas. (68% vol.) ALI je itekako upotrebljiva (potrebno 60-70% vol. za koronu, pominje se i 62-71% kao idealno (vidi link, tu su stručniji, i treba ih slušati). Doduše, nije naglašeno da li su mas. % ili vol.% (trebalo bi da su), pa onih 70:30 (u ml) uzmite kao minimum (nećete posebno uštedeti sa manje, npr. ići na 65% vol.).

Dakle, nećete pogrešiti ni sa takvim "odokativnim" računicama, ali dao sam tačnu (da ne bude zabune). Zabune naročito može biti jer ćete naći NEKOLIKO različitih formulacija (računica).

Btw. ako već treba dati približne zapremine (npr. imate samo laboratorijsku čašu) onda su tačnije formulacije (od prethodne dve) sledeće: 75 ml etanola (95% vol.) + 30 ml vode (62,25% mas. ili skoro tačno 70% vol.) kao i 70 ml etanola + 25 ml vode (72% vol.) ili 80 ml + 30 ml (71 vol.%).
Za manje količine (do 100 ml) precizniji od lab. čaše mogu biti plastični špricevi* od 10 ili 20 ml (a ima ih i od 50 ml, što može i za veće količine da posluži).
* u kućnim uslovima maksimalno precizna "oprema" ("kućna pipeta").

Naravno, ako nemate ni (preciznu) laboratorijsku čašu (sa podeocima od 5 ili 10 ml) onda se držite odnosa 3:1 (75 ml : 25 ml ili 150 ml : 50 ml ili 90 ml : 30 ml, etanol:voda respektivno), jer vam je dovoljna i mala (rakijska) čašica (princip "3 pa jednu").

Dodatak:

Na stranici (link) je pomenut i vodonik-peroksid, koji je efikasan već u konc. 0,5%.
Na linku je, doduše, data pogrešna računica (treba 5 delova vode na 1 deo 3% H2O2 a ne 4; strogo gledavši to je zaokruženo (zbog gustina različitih konc. H2O2 koje ne idu linearno sa povećanjem/smanjenjem ali za tako razblažene rastvore razlika je mala).
Ovo je (možda) samo zbog dodatne sigurnosti (bolje 0,6% nego 0,5%), ali je onda još bolje ići na 1% (200 ml vode + 100 ml 3%). Naravno, onih 0,6% se može smatrati "optimizovanom" štedljivom verzijom formulacije (sa dovoljno sigurnosti a sa manjim utroškom skromnih 3% rezervi).
Hipohlorit ("varikina") je obično 4% (Domestos je 4,5% + jako bazan (ima dodat NaOH) pa je ne samo 10% "jači" nego bar 20% ili više) ali "na punjenju" pa je bolje da se računa kao 3% ili 3,5%.
Npr. pominjanih 0,1% NaOCl ćete dobiti (teorijski) sa 25 ml (g) varikine na 975 ml vode ("do 1 litar ali ne i litar na 25 ml). Zbog toga što ćete lakše odmeriti 1000 ml nego 975 ml a i zbog "vetrenja" NaOCl rastvora, bolje je ići na bar 30 ml na litar. Dodatno, ako je 0,1% minimalno efikasno (ili dovoljno efikasno, bolje reći) onda je 0,2% još i bolje pa umesto 30 ml možete ići i sa 40 ili 50 ml.
Litar "koncentrata" će Vam trajati (onda) 3 do 4 sedmice (razblaženi rastvor koristite samo 1 dan, zato nemojte praviti zalihe!).
Formulacije za preparate su dobre ("jake") ali ne posebno dorađene (nisu nežnije za ruke od običnog 70% etanola), to su tzv. generičke (opšte). Kombinacija etanol + vodonik-peroksid je (naravno) posebno efikasna. Izopropil alkohol (2-propanol) je nešto "jači" od etanola.
Ne znam koliko za Covid-19 ali generalno "i do (približno/u proseku) 4 puta" ... ne, nije posebno to bolje kako zvuči (4x), jer to zapravo znači (samo) da ako nekog mikroorganizma ostane samo 0,04% od početne populacije posle tretmana etanolom (npr. 40 od 100 hiljada), onda bi sa 2-propanolom to bilo tek 0,01% (10 do 100 hiljada; ove brojke su samo ilustracije radi, ne odnose se ni na koji sistem konkretno). Znači, jeste, jači je, ali nije mnogo bitno. Pride je skuplji i teže nabavljiv (od epidemije ... jednako teško nabavljiv, ili možda i lakše).
Ako imate samo izopropil alkohol koristite (takođe) 70% što je ovde otprilike 7:3 (za 68% masenih) jer je ovaj alkohol najčešće 99%-tni.
Nemojte koristiti čist etanol (2-propanol) jer ne vidim da se spominje na medicinskim sajtovima. Nevezano za "koronu" visoke konc. mogu biti i kontraproduktivne (da 90% slabije deluje od 70%) jer je (često) uticaj vode (njene sposobnosti rastvaranja, u slučaju prethodnih smeša rastvarač je etanol jer ga ima više) od značaja.
Dodatno, ako bi ste da Covid-u "zabiberite" sa 75-tnim etanolom, samo ćete brže potrošiti zalihe jer se odnos etanol:voda značajno povećava. Za 75% (mas.) treba Vam odnos 4:1 što je zaista arčenje (zalihica) alkohola. Naročito ako se uporedi sa prethodno navedenim (dovoljnim, ako ne i boljim).

Napomena: sve prethodno za temp. od 20 °C, za nešto više temperature konc. su nešto manje (ali tek za cca. 1% (napamet računato, ako  i toliko) ako se radi o 25 cel. što znači da prethodno ne treba menjati ili dodati 1 ml etanola na forulaciju za 100 ml ili 100 g). Ovo jer se gustina (zapreminska masa) vode malo (manje) menja sa temperaturom.


P.S.

Za 2-propanol sam podrazumevao 70 g i 30 g vode (što je i 30 ml, ako ne cepidlačimo (nemamo analitičku vagu)). Tako dobijate cca. (zapravo) 69% mas. 70 g IPA (izopropil alkohol)  je cca. 88 ml (89 ml za 100%).
Koncentracija 70% vol. se dobija (naravno) ako pomešate 70 ml IPA i 30 ml vode (tzv. "rubbing alcohol" kod Anglosaksonaca). Ovo je cca. 64% (mas.) alkohol (za 99% IPA), ali ne moramo da idemo u sitne detalje. Jedino je pitanje kako dobiti 100 ml 70 vol. % IPA, ili 70% mas.
Onih "70% mas." je 114 ml, pa bi za 100 ml trebalo 61,4 g IPA i 26,3 g vode.
70 ml IPA + 30 ml vode ¹ 100 ml rastvora, ali je dovoljno mala razlika da se može aproksimirati (svega cca. 3 ml manje) ili kao druga (manja) aproksimacija može se ići na:
72 ml IPA (99%) + 31 ml vode (dest.)

P.S.S. (iliti P.P.S. moderinije rečeno, ja sam doduše iz prošlog veka "živa istorija" već ...)

Imao sam par (jednu i profesionalnu) diskusiju o ovim računicama pa i primedbe (od struke i van nje) da je kod "Vujketa" (prof. dr Zoran Vujčić) računica malo drugačija (na 1000 ml etanola 95% vol. treba 391 ml vode), te da li smo koristili druge tablice. Tablice možda ali računica je ista. Prof. je računao na tačno 70% vol (70,0%) i sa tačno 95,0% vol. što se etanola tiče. Ja sam uzeo 95,5% i 70,5% tako da je računica koju je on izveo još tačnija.Tako da na 1000 ml 95% etanola ide 391 ml vode (390,77) ili za jedan litar 70,0% onda treba:
737 ml 95% etanola + 288 ml vode.
Eto, izvinjavam se na nepreciznosti (taman sam bio između farmaceuta i profe ... tj. računao tačno ali nisam naglasio šta se tačno dobija, tj. jesam ali implicitno (70,5% vol.) pa je ostalo nedorečeno).
Btw. SVE zavisi koliko idete u dubinu problema (u detalje), jer ako se uzme i gustina (zapreminska masa) vode na 20 °C onda treba 392 ml vode na 1000 ml etanola  (tačno 391,55) ... a onda i pritisak (da li je normalni ili ne) ... itd. i sl. ali sve to ide na neka decimalna mesta za koje ni profi oprema ne može da vam pomogne u spravljanju.
Dodatno, farmaceuti su verovatno uzeli u obzir i "gubitak pri manipulaciji" pa idu sa nešto više alkohola (u industriji verovatno još više), itd. i sl.
I na kraju prof. dr Zoran Vujičić ima svoj blog i vrlo dobre savete u vezi dezinfekcije i sapuna.
(lako ćete izguglati)
Doduše kao neko ko je radio u industriji (kozmetičkoj) mogao bi da se ne složim 100% sa njim, ali je u principu o.k. (sapuni, čvrsti, pravi, jesu u principu bazni (što se meri posredno, i ne tako lako) sa pH 9 do 10, ali dermatolozi (ima više radova na tu temu, jedan je i mnogo citiran) kritikuju baš tu osobinu koja je sad u vreme korone korisna (doduše ta pH vrednost više "čuva sapun" nego što pojačava dejstvo (svakako pojačava, ali nije primarno) protiv mikroorganizama (za neke treba duže vreme, srećom kod novog virusa ne)). Mnogi od njih su "fiziološki neutralni" što je kod njih obično pH oko 7 (a ne kao kod tečnih 5,5), kao što je npr. Dove, a ima ih i "pH 5,5" - npr. Eucerin (i strašno skup), tako da je polemika oko čvrstih i tečnih sapuna u principu o.k. ALI ima i izuzetaka.
(neću da načinjem temu o sapunima, morao bih ceo serijal da pišem a to i nije za blog o uljima, bar ne onim motornim)
9,5 nije posebno visoka pH vrednost (i za dobro i za loše (prigovori da nije fizioloških 5,5 (neki kažu 4,9 do 5,2 a neki 5,4 do 5,9 ...) ako pogledate moj blog o pijaćim vodama, moja omiljena Gornja Banja ima svih 9,65!! (ne nije dezinfekciono sredstvo ali osim što je arterška i ovo je čini praktično sterilnom).
Najbolje od svega je što imate recepte za sapun u domaćoj radinosti (kvaliteta iznad svih industrijskih, ali možda ne toliko što se tiče upotrebljivosti ("tvrdoću" i "miris" nećete potrefiti iz prve, treba malo i iskustva i varijacija u formulaciji, ali svakako je dobro što je dato).
I na kraju:
Pre desetak godina (pre krize iz 2008.) je industrija (kozmetička) imala veči udeo tzv. "prirodne kozmetike" (ili makar upotrebu prirodnih sirovina) ... međutim, cene su bile mnogo više, pa je udeo tog segmenta industrije ostao na tom nivou (ili čak i ispod, naravno - u zavisnosti od tržišta i platežne moći, ali je kriza udarila na industriju pa i kozmetičku). Verovatno je porast u tom segmentu kod malih i srednjih preduzeća (komapnija) kao i manjih (skupih) serija kod "velikih". Ima i u našoj zemlji par firmi koji se time bave i čiji se proizvodi mogu naći i na tržištu (doduše "pristojne cene").
Dođe mu slično kao i u prehrambenoj industriji ("organska hrana"), niti je potpuno prirodno* (ako jeste od cene boli glava) a osetno je skuplje (taman da se podnese) pa ko kako voli (i još više ko kako može).
*ispunjen neki standard (u branši), šta je to "organsko" ("prirodno") i koliko.