کلر (Chlorine) عنصری شیمیایی با نماد Cl و عدد اتمی 17 است که در گروه هالوژنها قرار دارد. این عنصر به صورت گاز زرد-سبز رنگ، با بوی تند و نافذ شناخته میشود و از مهمترین مواد شیمیایی پایه در صنایع آب، بهداشت، پتروشیمی و تولید مواد شیمیایی ثانویه به شمار میرود. کلر به دلیل خواص اکسیدکنندگی و ضدعفونیکنندگی قوی، نقش حیاتی در نابودی میکروارگانیسمها، گندزدایی آب و تولید انواع ترکیبات کلردار ایفا میکند.
تاریخچه و کشف کلر
کلر نخستین بار در سال ۱۷۷۴ توسط کارل ویلهلم شیله کشف شد. او در واکنش پیرو لیت سبز با اسید کلریدریک، گازی متصاعد تولید کرد که بعدها همفری دیوی ماهیت آن را به عنوان یک عنصر شیمیایی مستقل شناسایی کرد. واژه Chlorine از کلمه یونانی Chloros به معنی «سبز-روشن» گرفته شده است که به رنگ این گاز اشاره دارد. از قرن نوزدهم به بعد، توسعه فرایند کلر-قلیا، این عنصر را به یکی از مهمترین پایههای صنایع شیمیایی جهان تبدیل کرد.
فرمول شیمیایی کلر (همراه با فرمول انواع کلر)
- کلر عنصری: Cl₂
- اسید کلریدریک: HCl
- هیپوکلریت سدیم (آب ژاول): NaOCl
- هیپوکلریت کلسیم: Ca(OCl)₂
- دیاکسید کلر: ClO₂
- کلرید سدیم (نمک طعام): NaCl
خواص فیزیکی و شیمیایی کلر
ویژگی | توضیحات |
حالت فیزیکی در شرایط محیطی | گاز |
رنگ | زرد – سبز |
بو | تند و خفهکننده |
چگالی | بیشتر از هوا |
حلالیت در آب | محلول (تشکیل اسید هیپوکلروس) |
نقطه جوش | °34– سانتیگراد |
واکنشپذیری | بسیار بالا، بهویژه با مواد آلی و برخی فلزات |
خاصیت شیمیایی | اکسیدکننده قوی و دارای اثر ضدباکتری |
انواع کلر کدامند؟
انواع کلر بر اساس شکل فیزیکی و نوع مصرف به چند گروه اصلی تقسیم میشوند که هرکدام نقش مهمی در ضدعفونی، تصفیه و فرآیندهای صنعتی دارند. آشنایی با کاربرد کلر در انواع گازی، مایع، جامد و محلولی کمک میکند تا متناسب با نیاز مصرفی، ایمنترین و بهصرفهترین گزینه انتخاب شود.
کلر گازی (Chlorine Gas)
کلر گازی رایجترین شکل صنعتی کلر است که به صورت گاز زرد-سبز با خلوص بالا تولید و عرضه میشود. این نوع کلر بیشتر در تصفیهخانههای آب، صنایع شیمیایی و فرآیندهای پتروشیمی به عنوان ماده اولیه در سنتز ترکیبات کلردار مورد استفاده قرار میگیرد.
کلر مایع (Liquid Chlorine)
کلر مایع در واقع همان کلر گازی است که تحت فشار و در دمای پایین به حالت مایع تبدیل میشود. این شکل از کلر به دلیل سهولت در ذخیرهسازی و حملونقل، در مقیاس صنعتی و مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار میگیرد و در زمان مصرف مجدداً به حالت گاز تبدیل میشود.
کلر جامد – هیپوکلریت کلسیم
هیپوکلریت کلسیم به صورت پودر یا قرص جامد عرضه میشود و یکی از اشکال پایدار و ماندگار کلر به شمار میرود. این ماده به دلیل قابلیت حمل آسان و انحلال تدریجی، به طور گسترده در ضدعفونی استخرها، مخازن ذخیره آب و شبکههای توزیع مورد استفاده قرار میگیرد.
جهت مشاوره برای خرید پودر کلر هندی میتوانید با کارشناسان شیمی تاپ در ارتباط باشید.
کلر مایع تجاری – سدیم هیپوکلریت (آب ژاول)
سدیم هیپوکلریت محلولی زرد رنگ با خاصیت سفیدکنندگی و ضدعفونیکنندگی قوی است که بیشتر به عنوان محصول تجاری و خانگی شناخته میشود. این ماده در صنایع بهداشتی، بیمارستانها و مصارف عمومی برای گندزدایی سطوح، محیطها و تجهیزات کاربرد گسترده دارد.
۱۰ کاربرد بینظیر کلر در صنایع مختلف
به دلیل حلالیت بالا در آب و برخی ترکیبات آلی، مونو اتیلن گلایکول در فرمولاسیون های شیمیایی به عنوان حلال استفاده می شود. این ویژگی باعث توزیع یکنواخت مواد فعال در ترکیبات مختلف می گردد.
1. تصفیه آب آشامیدنی
کلر با از بین بردن باکتریها، ویروسها و میکروارگانیسمهای بیماریزا، امنیت میکروبی آب آشامیدنی را تضمین میکند. همچنین خاصیت ماندگاری آن در شبکه توزیع، باعث حفظ کیفیت آب تا نقطه مصرف میشود.
2. ضدعفونی استخرها
در استخرها، کلر از رشد جلبکها، قارچها و عوامل بیماریزا جلوگیری کرده و شفافیت و بهداشت آب را حفظ میکند. کنترل دوز مصرفی نقش مهمی در تعادل کیفیت آب و ایمنی شناگران دارد.
3. تولید PVC پلیوینیل کلرید
کلر ماده اولیه اصلی در تولید PVC است که در صنایع لولهسازی، در و پنجره، کابل برق و تجهیزات ساختمانی کاربرد دارد. وجود کلر در ساختار این پلیمر، پایداری و مقاومت حرارتی آن را افزایش میدهد.
4. صنایع دارویی و تولید مواد ضدعفونیکننده
کلر در سنتز بسیاری از ترکیبات دارویی و مواد ضدعفونیکننده نقش واسطه شیمیایی ایفا میکند. بسیاری از آنتیسپتیکها و مواد پزشکی بر پایه مشتقات کلر تولید میشوند.
5. سفیدکننده در صنایع کاغذ و نساجی
در فرآیندهای تولید کاغذ و پارچه، کلر و مشتقات آن برای حذف رنگدانهها و روشنتر کردن الیاف به کار میروند. این فرایند باعث افزایش سفیدی، یکنواختی و کیفیت محصول نهایی میشود.
6. تولید حلالها و مواد شیمیایی کلردار
کلر در تولید حلالهای صنعتی مانند کلروفرم و تتراکلرید کربن نقش کلیدی دارد. این ترکیبات در صنایع شیمیایی، پالایشگاهی و آزمایشگاهی به عنوان مواد واسطه و حلالهای تخصصی استفاده میشوند.
7. صنایع غذایی
در واحدهای تولید مواد غذایی، کلر برای ضدعفونی سطوح، تجهیزات، خطوط تولید و در برخی موارد شستوشوی مواد خام به کار میرود. استفاده کنترلشده آن به حفظ استانداردهای بهداشتی و ایمنی کمک میکند.
8. کنترل بو و تصفیه فاضلاب
کلر با اکسیداسیون ترکیبات بوزا و حذف میکروارگانیسمهای موجود در فاضلاب، نقش مهمی در بهداشت شهری و مدیریت پسماندهای آبی دارد. این فرآیند به کاهش آلودگی محیطی نیز کمک میکند.
9. تولید آفتکشها و حشرهکشها
کلر در سنتز بسیاری از ترکیبات شیمیایی مورد استفاده در آفتکشها و حشرهکشها به عنوان ماده واسطه حضور دارد. این نقش در صنایع کشاورزی و کنترل آفات اهمیت قابل توجهی دارد.
10. کاربردهای بیمارستانی و پزشکی
در محیطهای درمانی، کلر و مشتقات آن برای ضدعفونی ابزار جراحی، سطوح، اتاقها و سیستمهای بهداشتی مورد استفاده قرار میگیرند. این کاربرد به پیشگیری از انتقال عفونتهای بیمارستانی کمک میکند.
کلر فعال چیست؟
کلر فعال به مقدار کلر مؤثر در انجام واکنش ضدعفونی گفته میشود. این مفهوم نشان میدهد چه میزان از کلر موجود در یک محلول، واقعاً توان اکسیدکنندگی و میکروبکشی دارد. هرچه کلر فعال بالاتر باشد، اثر ضدعفونیکننده قویتر است.
تفاوت کلر گازی و کلر مایع چیست؟
کلر گازی شکل پایه و طبیعی این عنصر است و به دلیل واکنشپذیری بالا، تنها در شرایط ایمن و کنترلشده مورد استفاده قرار میگیرد. کلر مایع تفاوت شیمیایی با کلر گازی ندارد و در حقیقت همان گاز کلر است که تحت فشار و دمای پایین به حالت مایع تبدیل شده است. تفاوت اصلی این دو، در روش ذخیرهسازی، حملونقل و کاربری صنعتی آنها است، نه در ترکیب شیمیایی.
کلر چگونه تولید میشود؟
اصلیترین روش تولید کلر، فرایند الکترولیز محلول کلرید سدیم (NaCl) است که به آن فرایند کلر-قلیا گفته میشود. در این فرآیند، سه محصول همزمان تولید میشوند:
- کلر
- هیدروژن
- سود سوزآور (NaOH)
واکنشهای کلر با مواد آلی و خطرات تریهالومتانها
کلر در تماس با ترکیبات آلی موجود در آب، میتواند مواد جانبی نظیر تریهالومتانها (THMs) تولید کند. این ترکیبات در صورت تجمع بالا، اثرات زیستمحیطی و بهداشتی ناخواسته دارند. به همین دلیل در تصفیهخانهها، کنترل دوز کلر و استفاده از روشهای مکمل تصفیه ضروری است.
نکات ایمنی در استفاده از کلر
- استفاده از ماسک، دستکش و عینک ایمنی الزامی است.
- از تماس مستقیم گاز یا محلول کلردار با پوست و چشم جلوگیری شود.
- محیط کار باید دارای تهویه مناسب باشد.
- ذخیرهسازی در ظروف مقاوم و در برابر نور انجام شود.
- از مخلوط کردن کلر با اسیدها و آمونیاک خودداری شود.
MEG رایجترین و پرمصرفترین نوع در میان گلایکولهاست و کاربرد صنعتی گستردهتری دارد.
آیا کلر برای محیط زیست خطرناک است؟
کلر به خودی خود مادهای خطرناک محسوب میشود و ورود بیرویه آن به آب و خاک میتواند به اکوسیستم آسیب وارد کند. با این حال، در صورت رعایت استانداردها و کنترل غلظت مصرف، یکی از مؤثرترین و ایمنترین روشهای ضدعفونی به شمار میرود.
سوالات متداول درباره کلر
- آیا کلر همان ماده سفیدکننده است؟
خیر. سفیدکنندهها معمولاً محلولهای هیپوکلریت هستند که از مشتقات کلر محسوب میشوند. - آیا کلر برای انسان خطرناک است؟
استنشاق گاز کلر یا تماس با محلولهای غلیظ آن خطرناک است و نیازمند رعایت ایمنی میباشد. - تفاوت کلر گازی با آبژاول چیست؟
کلر گازی شکل خالص عنصر است، اما آب ژاول محلول هیپوکلریت سدیم است. - آیا کلر بو و طعم آب را تغییر میدهد؟
در دوزهای کنترلشده خیر؛ در مصرف بیش از حد ممکن است ایجاد بو کند. - چرا از کلر در تصفیه آب استفاده میشود؟
زیرا قابلیت میکروبکشی قوی و ماندگاری مناسب در شبکه توزیع دارد. - آیا کلر باعث خوردگی تجهیزات میشود؟
در غلظتهای بالا بله، به همین دلیل کنترل دوز ضروری است. - کلر در چه دمایی ذخیره میشود؟
در شرایط کنترلشده و مخازن تحت فشار. - آیا کلر با مواد شیمیایی دیگر واکنش خطرناک دارد؟
بله، بهویژه با اسیدها و آمونیاک. - آیا جایگزینهایی برای کلر وجود دارد؟
بله، ازن و UV، اما کلر همچنان اقتصادیترین گزینه است.
