کلر، یک عنصر شیمیایی با عدد اتمی ۱۷ و نماد Cl در جدول تناوبی میباشد که به وسیله الکترولیز محلول آبداری از کلرید سدیم، تولید میشود. خاصیت گند زدایی و سفید کنندگی بالای این عنصر موجب شده است تا کاربردهای فراوانی در مصارف صنعتی و خانگی داشته باشد. عنصر کلر، رنگی زرد و مایل به سبز دارد و در صورت ترکیب با آب قدرت بسیار بالایی در حمله به میکروب ها و پاتوژن های موجود در آن را دارد. کلرها بوی بسیار تند و خفه کننده ای دارند که بسیار سمی بوده و میتواند به دستگاه تنفسی انسان آسیب برساند. این عنصر شیمیایی پرکاربرد، دو و نیم مرتبه از هوا سنگین تر میباشد و در سال ۱۷۷۴ توسط کارل ویلهلم شیله کشف شد که به اشتباه عنصر کلر را حاوی اکسیژن میدانست. همفری دیوی در سال ۱۸۱۰ این ماده را کلر نامگذاری کرد. در ادامه به بررسی انواع کلر، ویژگی ها و کاربردهای آن خواهیم پرداخت.
انواع کلر
عنصر کلر، در انواع مختلفی وجود دارد که به شرح زیر هستند:
- کلر مایع: این نوع از کلر که با نام های هیپوکلریت سدیم، آب ژاول و وایتکس نیز شناخته میشود، رایج ترین ترکیب کلر است که در مصارف خانگی و صنعتی کاربرد فراوانی دارد. در صورتی که کلر مایع با آب ترکیب شود، اسید هیپوکلروز و هیپوکلریت تولید خواهد شد که توانایی ضدعفونی و گند زدایی در تصفیه آب ها را دارد. کلر مایع (NaOCl) در ابتدا برای سفید کردن پنبه کاربرد داشت و به مرور برای ضد عفونی آب و سطوح و همچنین رفع بو نیز مورد استفاده قرار گرفت. هیپوکلریت سدیم به دو روش ترکیب کلر با محلول سود سوزآور و ترکیب سدیم بی کربنات با کلسیم هیپوکلریت قابل تولید است و در مجاورت نور و حرارت، تبخیر و ناپدید میگردد. اصلی ترین کاربرد کلر مایع در تصفیه آب و فاضلاب شهری میباشد اما در صنایع و محیط های مختلفی مانند تولید قارچ و فرآوری مواد غذایی و همچنین پالایش محصولات نفتی و شستشوی سطوح نیز استفاده میشود.
- کلر جامد: هیپوکلریت کلسیم (Ca(ClO)2) نام دیگر این ترکیب شیمیایی میباشد که به شکل پودر یا قرص تهیه شده و خاصیت اکسیدکنندگی بالایی دارد. جرم مولی این ترکیب معدنی 142.98 گرم بر مول، چگالی آن 2.35 گرم بر سانتی متر مکعب، نقطه ذوب 100 درجه و نقطه جوش آن 175 درجه سانتیگراد می باشد. کلر جامد که به پرکلرین نیز معروف است، میتواند به عنوان یک باز قوی عمل نموده و بدلیل خاصیت واکنش پذیری بسیار بالا، بهتر است در کنار سایر مواد شیمیای نگهداری نشود. هیپوکلریت کلسیم، دارای کلسیم بالایی بوده و ورود آن منجر به افزایش درجه سختی آب و تولید ماده سرطان زای تری هالو متان خواهد شد.
- گاز کلر: گازهای کلر که به اسید هیپوکلرو نیز معروف هستند، به دلیل خاصیت اکسیدکنندگی بالا و قدرت سفید کنندگی زیاد در صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند. گاز کلر، بویی بسیار تند و تحریک کننده دارد و بهتر است جهت جلوگیری از آسیب دستگاه تنفسی، با تجهیزات استاندارد استفاده شود. این نوع از کلر در سفید کردن خمیر کاغذ سازی و همچنین در نساجی و داروسازی مورد استفاده قرار میگیرد و با سه روش الکترولیز سلول جیوه، الکترولیز غشایی و الکترولیز دیافراگمی تولید میشود. واکنشی که در هر سه روش فوق رخ میدهد بدین صورت میباشد: 2NaCl+ 2H2O —–> Cl2+ 2NaOH + H2.
کاربردهای کلر
- تصفیه آب آشامیدنی و گند زدایی فاضلاب صنعتی و بهداشتی
- تولید مواد سفید کننده، ضد عفونی کننده و آب ژاول
- ضدعفونی آب استخرها با پکیج های کلر زنی
- در صنعت استخراج برم و تولید کلرات ها و کلر فرم ها
- در تولید پلاستیک و فرآورده های نفتی
- استفاده از کلر در صنعت نساجی، رنگرزی
- گند زدایی و ضد عفونی فرآیندهای تولید مواد غذایی
- استفاده در تولید حشره کش ها و گاز خردل
معایب استفاده از کلر
- در صورت تماس با پوست منجر به سوزش میگردد.
- استفاده بیش از حد از کلر در ضدعفونی آب منجر به تولید ترکیبات جانبی و مضر می گردد
- در تماس با سایر مواد شیمیایی احتمال انفجار وجود دارد.
- استشمام کلر در محیط های بسته منجر به خفگی می گردد.