کلر چیست؟ راهنمای کامل استفاده از کلر برای ضدعفونی آب استخر - وبلاگ همصحبت

به گزارش وبلاگ همصحبت، کلر یکی از مهمترین عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که به دلیل دو خاصیت مهم سفیدکنندگی و گندزدایی، در صنعت و منازل کاربردهای فراوانی دارد. در این مقاله به معرفی کامل ماده شیمیایی کلر (Chlorine)، خواص، کاربرد و همچنین نکات مهم مربوط به استفاده از کلر برای ضدعفونی کردن آب استخر می پردازیم.

کلر چیست؟

در جدول تناوبی عناصر، کلر در بخش p گروه 17 و دوره 3 قرار گرفته است. نماد شمیایی این عنصر CL، عدد اتمی آن 17 و جرم اتمی میانگینش برابر با 35.45 است. نام کلر از یک واژه یونایی به معنی سبز گرفته شده است، چرا که کلر خالص به صورت گازی شکل و رنگی زرد مایل به سبز دارد. از خواص فیزیکی این عنصر می توان به فراریت بالا اشاره کرد. این گاز به میزان 2,5 بار از هوا سنگین تر بوده و بوی بد نامطبوعی دارد. کلر گازی سمی است و منجر به بروز مسائل تنفسی و حتی خفگی می شود، به همین دلیل استفاده از کلر در محیط های بسته ممنوع است.

خواص فیزیکی کلر

از جمله خواص مهم کلر، ناپایداری این گاز است که باعث شده است نگهداری از آن تنها در مخازن مخصوصی ممکن باشد. نقطه جوش کلر 34 درجه سانتیگراد است. داشتن این نقطه جوش برای کلر، مایع کردن آن در محیطی با فشاری بالاتر از فشار جو را فراهم کرده است. قدرت اکسندگی و واکنش پذیری کلر خیلی زیاد است و به آسانی با مواد آلی وارد واکنش شیمیایی می شود.

ایزوتوپ های کلر

وقتی یک عنصر با عدد اتمی یکسان، دارای اعداد جرمی متفاوتی باشد، به شکل های مختلف آن عنصر، ایزوتوپ گفته می شود. کلر نیز عنصری با عدد اتمی 17، ولی با 9 عدد جرمی یا وزن اتمی فرق دارد. پس می توان گفت کلر دارای 9 ایزوتوپ با اعداد جرمی بین 32 تا 40 است. از بین این ایزوتوپ ها، کلر 35، کلر 37 و کلر36 به شکل طبیعی وجود دارند. در این بین، ایزوتوپ های 35 و 37 پایدار بوده و کلر 36، رادیواکتیو است. ایزوتوپ های 35 و 37 کلر به نسبت های 1 به 3 وجود دارند. واکنش های پروتون های اشعه کیهانی باعث پراشیدن آرگون 36 و تشکیل کلر 36 در اتمسفر می شود. کلر 35 با جذب نوترون در زیر سطح زمین، کلر 36 را تولید می کند.

نکته: میزانی از کلر 36 نیز در فاصله بین سال های 1952 و 1958، بر اثر انفجارهای اتمی سلاح های اتمی تولید شده است.

کاربرد کلر

همان طور که گفته شد، مهمترین استفاده از کلر در تصفیه و گندزدایی آب با هدف از بین بردن باکتری ها و مواد آلوده کننده آن است. البته این عنصر به عنوان یک ماده آلی شیمیایی در تولید مواد شیمیایی و پلاستیکی نیز کاربرد دارد.

از کلر همچنین در تولید مواد غذایی، رنگدانه ها، رنگ ها، حشره کش ها، پلاستیک، دارو، مواد کاغذی، فرآورده های نفتی (به دلیل اکسندگی بالا) و … استفاده می شود. حلال هایی مانند تتراکلرید کربن، کلروفرم و هممچنین کلرات ها نیز در ترکیب خود کلر دارند. در ترکیبات آلی، کلر نقش اکسنده دارد که خواص این ترکیبات با قرار گرفتن کلر به جای هیدروژن ایجاد می شود.

استفاده از کلر برای ضدعفونی کردن استخر

همانطور که اشاره شد یکی از مهمترین استفاده های کلر در تصفیه آب و فاضلاب است. از آنجایی که آب استخر با پوست افراد تماس مستقیم دارد، به همین دلیل نمی توان از هر ماده شیمیایی برای ضد عفونی کردن آن مورد استفاده نمود. چه مالک یک استخر عمومی بزرگ باشید و چه از یک استخر کوچک شخصی برای شنا استفاده کنید، ضدعفونی و گندزدایی آب استخر یکی از چالش های بسیار مهم برای شما است. کلر در واکنش با آب، تولید اسید هیپوکلرو می کند و می تواند در مدت زمان بسیار کمی، میکروب های موجود در آب ها را از بین ببرد.

آب استخر برای پاکیزه نگهداشته شدن، نیازمند رسیدگی های خاصی است زیرا در این حجم آب، بسیاری از جلبک ها، ویروس ها و باکتری ها رشد می کنند و ممکن است سلامت افراد را به خطر بیاندازند. در حال حاضر از کلر به سه شکل قرص کلر، پودر کلر و کلر مایع برای ضدعفونی آب استخر استفاده می شود.

پودر کلر

استفاده، میزان گیری و کنترل آسان و همچنین قیمت مناسب و دوام بیشتر در مقایسه با سایر ضدعفونی کننده های رایج، از جمله ویژگی هایی هستند که پودر کلر را به یکی از پرکاربردترین ضدعفونی کننده های مورد استفاده در جهان برای برای غیرفعال سازی میکروارگانیسم های بیماری زا تبدیل است. پودر کلر دارای سه نوع هیپوکلریت کلسیم، هیپوکلریت لیتیوم و سدیم دی کلرو ایزو سیانورات است.

هیپوکلریت لیتیوم

هیپوکلریت لیتیوم دارای انحلال سریع و AC (کلر در دسترس) موجود در آن 35 درصد است. این ترکیب برای استخرهای ساخته شده از فایبر گلاس و افرادی که با آب سخت و سطح کلسیم آب مشکل دارند، بسیار مناسب است. اما قدرت پاک کنندگی تقریبا پایین و هزینه بالای خرید آن باعث شده است که هیپوکلریت لیتیوم اغلب به عنوان ضد عفونی کننده در استخرهای خانگی مورد استفاده قرار بگیرد و در استخرهای عمومی کاربرد چندانی نداشته باشد.

سدیم دی کلرو ایزو سیانورات (کلر90%)

سدیم دی کلرو ایزو سیانورات، پودر کلر مبتنی بر سدیم با pH 7 است، به این معنی که بدون افزودن محصولات اضافی می تواند به صورت مستقیم وارد استخر شود. سدیم دی کلرو ایزو سیانورات یک گزینه عالی برای استخرهای روباز در معرض آفتاب است. پایه سدیمی دی کلرو، باعث شده است که این ماده شیمیایی، یک گزینه بسیار مناسب برای افرادی باشد که در پی ضدعفونی کننده ای با قدرت انحلال سریع و بدون باقیمانده هستند. سطح AC دی کلر، معمولاً 90% است و از طریق تغذیه کننده های شیمیایی یا شناورها وارد آب می شود. به دلیل سطح بالای AC از این پودر کلر برای رفع مسائل استخرهای روباز مثل سبز شدن آب و رشد جلبک ها نیز استفاده می شود.

هیپوکلریت کلسیم (60-70%)

هیپوکلریت کلسیم نوع دیگری از پودر کلر است که دارای فرمول مولکولی Ca (ClO) 2 است. این پودر از طریق Vedant Bodkhe از ترکیب آهک و کلرید کلسیم ساخته شد و در حال حاضر برای تصفیه آب در حجم بسیار زیاد تولید و به بازار عرضه می شود. هیپوکلریت کلسیم دارای ترکیب نسبتاً پایدار است و کلر موجود در آن بیشتر از هیپوکلریت سدیم (سفید کننده مایع) می باشد.

این ماده شیمیایی یک جامد سفید رنگ است، اگرچه نمونه های تجاری آن کمی زرد رنگ به نظر می رسند و به دلیل تجزیه آهسته دارای بوی شدید کلر هستند. هیپوکلریت کلسیم در آب، چندان محلول نیست و ترجیحاً بیشتر در آب نرم و آب های با سختی میانه استفاده می شود. از نظر تجاری، هیپوکلریت کلسیم یکی از مواد اولیه موجود در پودر سفید کننده و پودر کلر است. ترکیب شیمیایی هیپوکلریت کلسیم در مقیاس صنعتی از طریق واکنش گاز کلر با هیدروکسید کلسیم تولید می شود.

مزایای استفاده از پودر کلر با کیفیت برای ضدعفونی کردن آب استخر

همانطور که گفته شد پودر کلر با کیفیت 90% به سرعت در آب حل می شود و به این ترتیب احتمال به وجود آمدن رسوب روی دیوارها و کاشی های استخر کاهش می یابد. به خاطر داشته باشید که هرچه سطح AC بیشتر باشد، مواد ضد عفونی کننده بیشتری به استخر وارد می شود. این ترکیب نه تنها برای شوک دادن به استخر استفاده می شود بلکه در تغذیه کننده های فرسایشی به عنوان اصلی ترین راه برای ضدعفونی کردن استخر مورد استفاده قرار می گیرد.

پودر کلر با درصدهای خلوص 65% و 70% (هیوکلریت کلسیم) معمولاً برای ضد عفونی کردن استخرهای عمومی و آب آشامیدنی استفاده می شود. این ماده همچنین در تصفیه خانه فاضلاب صنعتی، تمیز کردن سرویس های بهداشتی خانگی، ضدعفونی سبزیجات و همچنین برای تمیزکردن استخرهای پرورش ماهی مورد استفاده قرار می گیرد.

عوامل متعددی بر فرایند ضدعفونی آب تأثیر می گذارند. از این میان، غلظت یا دوز کلر و زمان تماس با کلر (زمانی که کلر اجازه می دهد با هرگونه ناخالصی موجود در آب واکنش نشان دهد) مهمترین عوامل هستند. کلر به زمان نیاز دارد تا هرگونه میکروارگانیسم موجود در آب تصفیه شده را غیرفعال کند. هرچقدر زمان تماس کلر با میکروارگانیسم ها بیشتر باشد، این فرایند موثرتر خواهد بود. زمان تماس، از لحظه افزودن کلر برای اولین بار تا زمان استفاده یا مصرف آب در نظر گرفته می شود. هرچه غلظت کلر بیشتر باشد فرآیند ضدعفونی آب نیز موثرتر خواهد بود.

روش نگهداری پودر کلر

محل نگهداری پودرکلر باید حتما به سیستم تهویه مناسب مجهز باشد. توجه داشته باشید که پودر کلر در کنار سایر مواد فرار، قرار نگیرد و افرادی که از آن استفاده می کنند از دارای لباس محافظ باشند.

هیپوکلریت کلسیم بسیار پایدار است ولی چنانچه به درستی بسته بندی شده باشد، می توان میزان زیادی از آن را خریداری و تا زمان مورد نیاز ذخیره کرد.

انواع پودر کلر باید در منطقه ای خشک و دور از مواد آلی نگهداری شود. هرگز نباید آن ها را در نزدیکی چوب، منسوجات یا بنزین ذخیره کرد زیرا ترکیب هیپوکلریت کلسیم و مواد آلی می تواند گرمای کافی برای انفجار ایجاد کند. همچنین باید از رطوبت دور نگه داشته شوند زیرا قرص ها و پودر کلر به راحتی رطوبت را جذب کرده و گاز کلر (سمی) ایجاد می کنند.

نکات مهم استفاده از پودر کلر یا هیپوکلرید کلسیم

پودر کلر یک ماده شیمیایی خطرناک و خورنده است که در صورت استفاده نادرست می تواند باعث تحریک شدید و سوختگی شیمیایی شود. این ترکیب می تواند به بافت های انسانی مانند پوست و چشم ها، لوله های فلزی و تجهیزات مختلف آسیب برساند و همچنین باعث آتش سوزی و انفجار شود. بنابراین با احتیاط زیاد با آن برخورد کنید.

هیپوکلرید کلسیم یک ماده اکسید کننده قدرتمند است، و به ویژه در صورت وجود آب یا در دمای بالا، باعث آزاد شدن گازهای اکسیژن و کلر می شود.

ترکیب پودر کلر با بعضی از مواد شیمیایی آزمایشگاهی ممکن است باعث انفجار شود. به همین دلیل بدون دانش کافی و آگاهی از نتایج آن، هرگز پودر کلر را با ماده دیگری ترکیب نکنید.

این ماده شیمیایی بسیار خورنده است و هنگام استفاده از آن برای تصفیه آب باید از تجهیزات محافظ استفاده نمود.

سایر کاربردهای هیپوکلریت کلسیم

هیپوکلریت کلسیم به دلیل خاصیت اکسیدکنندگی در شیمی آلی بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال از این ترکیب جهت تجزیه گلیکول ها، اسیدهای α-هیدروکسی کربوکسیلیک و اسیدهای کتو و همچنین برای تولید آلدهیدهای کوچک تر یا کربوکسیلیک اسید استفاده می شود.

از هیپوکلریت کلسیم می توان برای به دست آوردن آلدئیدها یا اسیدهای کربوکسیلیک با قطع پیوندهای گلیکول و کتواسید استفاده کرد. این ترکیب همچنین در واکنش هالوفرم استفاده می شود و کلروفرم تولید می کند.

هیپوکلریت کلسیم در آشپزخانه ها برای ضدعفونی سطوح و تجهیزات استفاده می شود. سایر کاربردهای رایج شامل پاک کننده های حمام، اسپری های ضدعفونی کننده خانگی، جلبک کش ها، علف کش ها و شوینده های لباسشویی است. هیپوکلریت کلسیم در بعضی از محلول های سفید کننده نیز استفاده می شود.

هیپوکلریت کلسیم به عنوان یک پودر کلر تجاری با خلوص 68٪ (با افزودنی های دیگر بر اساس هدف مورد نظر محصول) به فروش می رسد. برای مثال، به عنوان یک ماده شیمیایی ضد عفونی کننده استخر، اغلب با تثبیت کننده هایی مانند اسید سیانوریک و عوامل ضد شوره (به منظور کاهش از دست رفتن کلر در برابر اشعه ماوراء بنفش و جلوگیری از سخت شدن و رسوب کلسیم) مخلوط می شود.

قرص کلر

قرص کلر، یک روش متداول برای ضدعفونی آب در مقابل میکروب ها، باکتری ها و جلبک ها است. به طور معمول، قرص های کلر در یک پخش کننده شناور یا یک تغذیه کننده خارجی قرارگرفته و به آرامی در مخزن آب حل می شوند.

انواع قرص کلر موجود در بازار ایران

در حال حاضر انواع قرص آنزیم دار و ساده 90 درصد 20 و 200 گرمی برای ضد عفونی کردن آب استخرهای شنا و جکوزی و آبنماها با حلالیت 100 % در آب و بدون ته نشینی در بازار وجود دارد. هر یک عدد قرص را می توان برای تصفیه 10 هزار لیتر آب در یک هفته استفاده کرد. از مزایای قرص های کلر این است که به آرامی در آب پخش شده و دیگر نیاز به استفاده مکرر از پودر کلر به صورت روزانه نیست.

این قرص ها برای ضدعفونی استخرهایی که فقط آخر هفته استفاده می شوند یا در طول هفته امکان ضدعفونی کردن استخر با پودر کلر را ندارند، بسیار ایده آل است زیرا با تابش نور خورشید پودر کلر استفاده شده در استخر بی اثر خواهد شد. اغلب قرص های کلر موجود در بازار، در بسته های 1 کیلویی و داخل یک بشکه 50 کیلویی بزرگ بسته بندی می شوند.

متاسفانه بدلیل افزایش قیمت دلار و قیمت قرص کلر در یک سال گذشته بعضی از فروشندگان کلر 65% ایرانی (هیپوکلریت کلسیم) را تحت پرس قرار داده و بعنوان قرص کلر 90% (تری کلرو ایزوسیانوریک اسید) به مصرف کنندگان می فروشند که بخاطر کیفیت پایین سبب مسائل و نارضایتی زیادی در استخردارها شده است.

راه های اضافه کردن کلر به استخرها

در قسمت به بیان توضیحاتی درباره روش های رایج اضافه کردن کلر به استخر می پردازیم.

کلرزن شناور

یکی ازشیوه های اضافه کردن کلر به استخرها با استفاده از ظرف هایی به نام کلرزن شناور است. این ظروف، دارای محفظه هایی برای قرار گرفتن پودر یا قرص کلرهستند. کلرزن شناور، به دلیل اینکه تنها در سطح آب غوطه ور است در بعضی اوقات نمی تواند به خوبی کلر را در تمامی قسمت های استخر پخش کرده و آن را ضدعفونی کند. یکی از دیگر معایب استفاده از شناور، احتمال برخورد و گیر کردن آن به نردبان و پله های استخر است. نکته مهم دیگر پخش همیشگی بوی کلر در فضای استخر به دلیل وارد شدن دایمی کلر به آن (حتی در زمان خاموش بودن پمپ) است.

اسکیمر

اسکیمر قسمتی از سیستم فیلتر استخر است که با اضافه کردن کلر به آن، کلر وارد آب استخر شده و آب را ضدعفونی می کند. ازآنجاییکه وقتی قرص کلر در سبد اسکیمر قرار می گیرد، آب پرفشار از روی کلر رد می شود، در مقایسه با کلرزن شناور، کلرزنی با نسبت بهتری انجام می شود. البته در صورت خاموش بودن پمپ، ورود میزان زیاد کلر به اسکیمر می تواند باعث خورده شدن اجزای سیستم شود. کلر زیاد همچنین سبب خورندگی در لوله ها می شود. به همین جهت بهتر است که در هنگام عدم استفاده از استخر و سیستم تصفیه و پمپ، کلر را از اسکیمر خارج کنید.

کلریناتور اتوماتیک

دستگاه کلریناتور به فیلتر و تصفیه آب متصل می شود. با استفاده از این دستگاه، میزان مورد نیاز کلر برای استخر میزان گیری شده و به آسانی وارد آب می شود. نکته منفی استفاده از کلریناتور اتوماتیک، هزینه بالای آن در مقایسه با سایر روش هایی است که پیشتر معرفی شدند.

نکات مهم استفاده از قرص کلر

این قرص به دلیل داشتن سولفات مس از تولید جلبک و سبز شدن استخر و لیز شدن کف استخر جلوگیری کرده و باکتری های بیماریزا و سایر میکروارگانیسم ها را از بین می برد. قرص کلر همچنین ماندگاری آب را افزایش داده و نیاز به تعویض آب استخر را کاهش می دهد.

نگهداری صحیح از ظرف حاوی قرص کلر بسیار مهم است چرا که قرص کلر می تواند بوی شدیدی در فضا منتشر کند؛ این امر، در فضاهای بسته خطرناک است.

سطح بالای کلر می تواند باعث تحریک پوست شود؛ بنابراین برای جلوگیری از تماس مستقیم قرص ها با سطح پوست از دستکش استفاده کنید.

برای انتشار یکنواخت کلر در آب و همچنین جلوگیری ازآسیب دیدن سطوح و تجهیزات استخر توصیه می شود قرص کلر را مستقیماً در داخل آب استخر قرار ندهید و از روش های معرفی شده مثل کلرزن و یا سبد اسکیمر استفاده نمایید.

به هیچ عنوان انواع قرص های ضد عفونی کننده را با سایر مواد شیمیایی مانند پاک کننده های خانگی مخلوط نکنید.

کلر مایع

کلر مایع راهکاری آسان برای اضافه کردن کلر طور مستقیم که در استخرها است. به دلیل انتشار سریع این نوع از کلر اغلب از آن برای اسخترهای بسیار بزرگ استفاده می شود. آب ژاول یا هیپوکلریت سدیم مهمترین ترکیب کلر مایع است و با توجه به خاصیت سفیدکنندگی در صنایع رنگرزی، نساجی و تولید کاغذ کاربرد دارد. آب ژاول منجر به کاهش PH محلول می شود و کاهش PH برای بهتر کردن واکنش هیپوکلریت سدیم با میکروب های موجود در آب لازم است. اما در نهایت بعد از اتمام تصفیه آب، میزان PH دوباره افزایش می یابد. با این عمل خصلت اسیدی یا بازی محلول استاندارد می شود. لازم به ذکر است که برای استفاده از کلر مایع به دلیل PH قلیایی که دارد نیاز به استانداردسازی و صرف هزینه های بیشتر است.

مزایا و معایب استفاده از کلر در استخرها

اولین مزیت استفاده از کلر برای ضدعفونی کردن آب اسخر هزینه کمتر آن در مقایسه با سیستم های تصفیه مثل اسمز معکوس، آب نمک و … است. اما از آنجاییکه کلر یک ماده شیمیایی است می تواند باعث خشکی مو شده و چشم و پوست را تحریک کند. مواردی چون سمی بودن، سوزش پوست در صورت تماس با آن، قدرت واکنش پذیری بالا در روبرو با مواد شیمیایی دیگر و تولید محصولات جانبی در هنگام استفاده از آن در گندزدایی آب استخرها، مهمترین معایبی هستند که استفاده از کلر می تواند در پی داشته باشد. همچنین گازهایی که در نتیجه استفاده از کلر برای ضدعفونی در سطح استخر متساعد می شوند، می توانند برای برای محیط زیست مضر می باشند.

کلام پایانی

اگرچه کلر گزینه بسیار مناسبی برای از بین بردن میکروب ها و باکتری های موجود در استخرها و ضدعفونی کردن آن ها است اما به خاطر داشته باشید که هرگز نباید کلر را با سایر مواد شیمیایی و پاک کننده های دیگر ترکیب کرد. این امر می تواند باعث ایجاد واکنش های شیمیایی خطرناکی شود. در هنگام استفاده از کلر باید وسایل حفاظت کننده چشم و بینی را به کار گرفت تا از اثرات تحریک پذیر گاز کلر جلوگیری شود. کلر نیز مانند سایر مواد شیمیایی خطرناک باید همواره از دسترس بچه ها دور نگه داشته شود.