کلر عنصر شیمایی با عدد اتمی ۱۷ است که به صورت Cl نوشته می‌شود این عنصر در گروه ۱۷(هالوژن‌ها) جدول تناوبی قرار دارد چون یون کلر قسمتی از نمک و ترکیبات دیگر است به وفور در طبیعت یافت می‌شود و کاربرد فراوانی در زندگی بشر دارد. کلر در فرم عنصری خود(Cl2) تحت

موارد مصرف کلر

كلر ، عنصر شيميايي مهمي در تصفيه آب ، مواد گندزدا در سفيد كننده و نيز در گاز خردل به‌شمار مي‌رود. همچنين كلر در ساخت طيف وسيعي از اقلام روزمره كاربرد دارد. براي از بين بردن باكتري و ساير ميكروبهاي موجود در ذخائر آب آشاميدني بكار مي‌رود. امروزه حتي به ذخائر كوچك آب همواره كلر افزوده مي‌گردد. در توليد محصولات كاغذي ، مواد ضدعفوني كننده ، رنگدانه‌ها ، مواد غذائي ، حشره كشها ، رنگها ، فرآورده‌هاي نفتي ، پلاستيك ، دارو ، منسوجات ، حلالها و محصولات مصرفي بسيار زياد ديگري كاربرد دارد. در تركيبات آلي در صورتيكه كلر جايگزين هيدروژن شود، (لاستيك مصنوعي) ، اغلب باعث ايجاد خصوصيات مورد نياز در اين تركيبات مي‌گردد، لذا در تركيب آلي از اين عنصر بعنوان عامل اكسيد كننده و جانشين ، بطور گسترده استفاده مي‌گردد. ساير موارد كاربرد كلر در توليد كلراتها ، كلروفرم ، تترا كلريد كربن و در استخراج برم مي‌باشد. موارد مصرف : مايعات سفيد كننده و بهداشتي ، صنايع كاغذ و مقوا ، تصفيه آب آشاميدني ، ضد عفوني آب استخر و فاظلاب ، تهيه كلر و بنزنها ، كلر و فنل ها ، كلر و پارافين ها ، سموم كشاورزي و صنايع شيميايي

کاربرد کلر در صنعت

1- گندزدایی فاضلاب با کلر

استفاده از کلر ارزانترین روش گندزدایی فاضلاب است.کاربرد کلر گازی ارزانتر و موثرتر از هیپو کلریت کلسیم یا سدیم است . کاربرد کلر گازی امکان آلودگی محیط زیست به ویژه مسمومیت کارگران تصفیه خانه را به همراه دارد .کلر بلا فاصله پس از ورود به آب تجزیه شده و اسید هیپو کلرو و یون اکسید کلر تولید می نماید .

خاصیت گند زدایی اسید هیپو کلرو بیشتر از یون اسید کلر است . نسبت تبدیل کلر به اسید هیپو کلرو و یون اکسید کلر تابعی است از درجه ی اسیدی و درجه ی گرمای فاضلاب .

Cl2+H2O –> Cl+HOCl+H

HOCl–> OCl- +H+

پس از تجزیه و به علت وجود موادی اکسید پذیر مانند آهن ، منگنز، اسید سولفوریک و مواد آلی در فاضلاب نخست قسمتی از کلر صرف اکسیداسیون مواد ، تولید کلرورهای گوناگونی را می کند که اثر کشنده ای بر باکتریها نداشته و به علت ثبات آنها کلر آنها آزاد نمی باشد.

سپس کلر روی ترکیبات ازتی به ویژه آمونیاک تاثیر گذاشته و به تدریج و بسته به درجه ی اسیدی فاضلاب کلرامین های مختلفی را تولید می نماید.

NH3+HOCl–>NH2Cl+H2O

NH2Cl+HOCl–> NHCl2+H2O

NHCl2+HOCl–> NCl3+H2O

مراحل مختلف تاثیر کلر بر فاضلاب

در مرحله ی اول کلری که اضافه می کنیم کلر صرف تولید کلرور میشود و از حوزه ی عمل بیرون می آید و در نتیجه اگر ما کلر را اندازه بگیریم صفر است

در مرحله ی دوم کلر صرف تولید کلرآمین ها می گرددو اگر کلر را اندازه بگیریم شاهد افزایش مقدار کلر آب می شویم .

در مرحله سوم کلر اندازه گیری شده کاهش مییابد به دلیل اینکه کلر بر کلر آمین ها اثر کرده و آنها را اکسید می کند تا به نقطه ی می رسد که به آن نقطه ی شکستBreak point می گویند .

در مرحله چهارم که در واقع بعداز نقطه ی شکست یا Break point می باشد کلر آزاد و ترکیبات کلردار آلی تولید می شود که صرف گندزدایی می شود .

نکته :اثر میکروب کشی کلر در PHپایین بهتر است به طوری که کارایی کلر در PH=7 حدود 85 درصد ، PH =8 حدود 30درصد ودر PH=9 تنها حدود 5 درصد است .

نکته:اسید هیپو کلرو موثرترین عامل گندزدایی است.

نکته:نقطه ی شکست بستگی به مقدار ماده اکسید پذیر و آمونیاک می باشد .

در فاضلاب باید مدت زمان تماس کلر با فاضلاب 15تا 30دقیقه انتخاب می گردد.

در محاسبات تقریبی می توان مقدار کلر لازم برای گندزدایی فاضلاب خانگی را نزدیک به 2تا5 گرم برای هر نفر در شبانه روز پیش بینی نمود.

کاربرد کلر بجز گندزدایی موجب کاهش بوی فاضلاب سبب کاهش مواد روغنی و درجه ی کدری فاضلاب می شود . همچنین بوی کلر حشرات را از فاضلاب دور می کند .

در موقع راهبری تصفیه خانه کلرزنی باید به اندازه ی با شد که هنوز دست کم 0.3تا0.5 میلی گرم در لیتر کلر آزاد باقی مانده باشد.

ضمنا برای کلرزدایی پساب از ترکیبات گوگردی نظیر گاز SO2 و یا تیو سولفات سدیم Na2S2O3 استفاده می شود.

2- استفاده از دی اکسید کلر به عنوان گندزدا

دی اکسید کلر بسیاری از خواص مشابه ازون را دارا می‌باشد. این ماده اکسیدکننده‌ای قوی است که تشکیل کلروفرم و کلروآمین نمی‌دهد و برای کنترل فنلها مورد استفاده قرار می‌گیرد. از مزایای دیگر دی‌اکسیدکلر این است که در آب تولید باقیمانده می‌کند. کاربرد اصلی آن در گندزدایی فاضلاب است. دی‌اکسیدکلر باید در محل تولید شود.

دی اکسید کلر یک باکتری‌کش و ویروس کش موثر است که در محدوده‌ی وسیعی از pH عمل می‌کند، اما ناپایدار بوده و به صورت گازی قابلیت انفجار دارد. تولید در محل ClO2 را می‌توان با ترکیب کلریت سدیم با کلر گازی یا مایع انجام داد. همچنین با ترکیب کلریت سدیم با اسیدهیدروکلریک نیز می‌توان ClO2 تولید کرد.

زایای دی‌اکسیدکلر

· دی‌اکسیدکلر در غیرفعالسازی ویروسها، ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم موثرتر از کلر و کلرآمینهاست.

· آهن، منگنز و سولفیدها را اکسید می‌کند.

· می‌تواند موجب تقویت فرایند زلالسازی شود.

· طعم و بوی حاصله از جلبکها و تجزیه‌ی گیاهان و همچنین ترکیبات فنلی را کنترل می‌کند.

· تحت شرایط تولید صحیح (مثلا عدم کلر زیادی)، محصولات جانبی هالوژنه تولید نمی‌کند.

· تولید آن آسان است.

· ویژگی زنده‌کشی آن تحت تاثیر pH قرار نمی‌گیرد.

· باقیمانده ایجاد می‌کند.

معایب دی‌اکسیدکلر

· دشواری بهینه‌سازی و کارایی ژنراتور می‌تواند موجب افزایش کلر تزریقی در نقطه‌ی کاربرد

شود و این مورد می‌تواند پتانسیل تشکیل DBPهای هالوژنه را ایجاد کند.

· هزینه‌های مربوط به آموزش، نمونه‌برداری و تستهای آزمایشگاهی کلریت و کلرات بالاست.

· تجهیزات معمولا اجاره می‌شوند و هزینه‌ی کلریت سدیم بالاست.

· گاز دی‌اکسیدکلر خاصیت انفجاری دارد، پس باید درمحل تولید شود.

· دی‌اکسیدکلر در معرض نور خورشید تجزیه می‌شود.

· دی‌اکسید کلر باید در محل تولید شود.

· می‌تواند منجر به تولید بوهای زننده در برخی سیستم‌ها شود.

· محصولات جانبی کلریت و کلرات تولید می‌کند.

تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در تجزیه

اسپکترومتر جرمی ، میکروسکوپ ، کرماتوگرافی مایع و گازی ، اشعه x ، جذب اتمی ، مادون قرمز ، کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا و اسپکترومتر نشری