ضدعفونی کننده کلرین

کلر یا کلرین یکی از رایج ترین مواد ضد عفونی کننده برای ضد عفونی و تصفیه فاضلاب بهداشتی آب است. کلر نسبتا ارزان است و می توان از آن برای غیرفعال کردن اکثر میکروارگانیسم ها استفاده کرد.

چه زمانی کلر کشف شد؟

احتمالاً گاز کلر در قرن سیزدهم کشف شده است. کلر (Cl2) اولین بار در سال ۱۷۷۴ توسط شیمی دان سوئدی Carl Wilhelm Scheele در شیمی خالص تهیه شد. کارل ویلهلم شل سنگ قهوه ای گرم شده (دی اکسید منگنز؛ (MnO2)  با اسید هیدروکلریکHCl) ). با گرم شدن این مواد، اوراق قرضه شکسته می شوند و باعث تشکیل کلرید منگنز، آب و گاز کلر می شوند.

MnO2 + 4HCl ==> MnCl2 + Cl2 + 2H2O

شل کشف کرد که گاز کلر محلول در آب است و می توان از آن برای سفید کردن کاغذ، سبزیجات و گل استفاده کرد. همچنین این گاز با فلزات و اکسیدهای فلزی واکنش نشان داد. در سال ۱۸۱۰ سر هامفری دیوی، یک شیمیدان انگلیسی که آزمایش های اساسی گاز کلر را آزمایش کرد، کشف کرد که گاز موجود با توجه به اینکه گاز غیرقابل تفکیک بود باید یک عنصر باشد. وی گاز را ” Chlorine ” (کلر) نام گذاری کرد، از کلمه یونانی”chloros” ، که به معنی زرد مایل به سبز است و به رنگ گاز کلر اشاره دارد (White، ۱۹۹۹. Watt، ۲۰۰۲)

کلر را در کجا می توان یافت؟

کلر یا کلرین را می توان در بسیاری از نقاط مختلف در سراسر جهان یافت. کلرین همیشه در ترکیبات یافت می شود، زیرا یک عنصر بسیار واکنش پذیر است. معمولاً کلرین را می توان به سدیم یا نمک آشپزخانه (کلرید سدیم؛   (NaCl)پیوند داد. کلر را بیشتر می توان در دریاها و دریاچه های شور حل کرد. مقادیر زیادی کلر را می توان در زمین به عنوان نمک سنگ یا هالیت یافت.

خواص Chlorine چیست؟

کلر یا کلرین یکی از واکنش پذیرترین عناصر است. این عنصر به راحتی به عناصر دیگر متصل می شود. در جدول تناوبی کلر را می توان در بین هالوژن ها یافت. هالوژن های دیگر عبارتند از: فلوئور، بر ، ید وastatine (At) . همه هالوژن ها با سایر عناصر به همان روش واکنش نشان می دهند و می توانند مقدار زیادی از مواد را تشکیل دهند. هالوژن ها معمولاً با فلزات واکنش نشان می دهند تا نمک های محلول در آنها تشکیل شود.

اتم های کلر حاوی ۱۷ الکترون منفی (ذرات با بار منفی) هستند. اینها در اطراف هسته سنگین اتم در سه پوسته حرکت می کنند. در داخل پوسته داخلی دو الکترون، در داخل پوسته میانی هشت و در داخل پوسته بیرونی هفت وجود دارد. در پوسته بیرونی فضایی برای الکترون دیگر باقی مانده است. این باعث می شود اتم های دارای بار آزاد به نام یون ها تشکیل شوند. همچنین می تواند باعث ایجاد الکترون اضافی شود (پیوند کووالانسی ؛ پیوند کلر) و در نتیجه پوسته بیرونی کامل شود.

کلر می تواند مواد بسیار پایداری مانند نمک آشپزخانه را تشکیل دهد. کلر همچنین می تواند محصولات بسیار واکنشی مانند کلرید هیدروژن (HCl) را تشکیل دهد. با حل شدن کلرید هیدروژن در آب، اسید هیدروکلریک تشکیل می شود. اتم هیدروژن یک الکترون را به اتم کلر می بخشد و باعث تشکیل یون های هیدروژن و کلر می شود. این یون ها با هر نوع ماده ای که در تماس با آنها قرار می گیرند، واکنش نشان می دهند، حتی فلزاتی که در شرایط عادی مقاوم به خوردگی هستند. اسید هیدروکلریک متمرکز حتی می تواند فولاد ضدزنگ را دچار خوردگی کند. به همین دلیل در شیشه یا پلاستیک نگهداری می شود.

کلر چگونه حمل می شود؟

کلر یک گاز بسیار واکنش پذیر و خورنده است. هنگام حمل، ذخیره یا استفاده از آن، باید اقدامات احتیاطی انجام شود. به عنوان مثال در هلند، کلر در قطار های کلر جداگانه حمل می شود.

چگونه کلرین قابل ذخیره است؟

کلر مایع باید در برابر نور خورشید محافظت شود. کلر تحت تأثیر نور خورشید شکسته می شود. تشعشع اشعه ماوراء بنفش در نور خورشید انرژی لازم را برای تجزیه مولکولهای اسید (HOCl) فراهم می کند. ابتدا مولکول آب شکسته می شود و باعث آزاد شدن الکترون ها می شود و در نتیجه اتم کلر اسید به کلرید تبدیل می شود. در طی این واکنش، یک اتم اکسیژن آزاد می شود ، که به یک مولکول اکسیژن تبدیل می شود:

۲HOCl ==> 2H+ + 2Cl- + O2

کلر چگونه تولید می شود؟

کلر از طریق پیوندهای کلر با استفاده از اکسیداسیون الکترولیتی یا شیمیایی تولید می شود. این غالباً با الکترولیز آب دریا یا نمک سنگ حاصل می شود. نمک ها در آب حل می شوند و آب نمک تشکیل می دهند. آب نمک می تواند یک جریان مستقیم قدرتمند را در یک سلول الکترولیت انجام دهد. به دلیل همین یون های کلر موجود (که از محلول نمک در آب منشا می گیرند) به اتمهای کلر تبدیل می شوند. نمک و آب در هیدروکسید سدیم (NaOH) و گاز هیدروژن (H2) روی کاتد و گاز کلر روی آند تقسیم می شود. این محصولات کاتد و آند باید از هم جدا شوند، زیرا گاز هیدروژن با گاز کلر بسیار تهاجمی واکنش نشان می دهد.

کاربرد های Chlorine چیست؟

کلرین در مقیاس گسترده استفاده می شود. کلر یک عنصر بسیار واکنش پذیر است و سریعا با سایر مواد ترکیب شود. کلر همچنین توانایی ایجاد پیوند بین دو ماده را دارد که به طور معمول با یکدیگر واکنش نشان نمی دهند. هنگامی که کلر به ماده ای که حاوی اتم کربن است پیوند می زند، مواد آلی تشکیل می شود. نمونه های آن پلاستیک، حلال ها و روغن ها، بلکه چندین مایعات بدن انسان است. هنگامی که کلر از نظر شیمیایی به عناصر دیگر متصل می شود، اغلب در طی یک واکنش به اصطلاح جایگزینی ، یک اتم هیدروژن جایگزین می کند. چندین اتم هیدروژن در همان مولکول را می توان با اتم های کلر جایگزین کرد و باعث می شود مواد جدید یکی پس از دیگری تشکیل شوند.

کلر نقش مهمی در علم پزشکی دارد. این ماده نه تنها به عنوان ضد عفونی کننده مورد استفاده قرار می گیرد، بلکه از ترکیبات داروهای مختلف نیز می باشد. بیشتر داروها حاوی کلر هستند و یا با استفاده از فرآورده های حاوی کلر تولید می شوند. گیاهان دارویی نیز حاوی کلر هستند. اولین بی حسی که در طی عمل جراحی استفاده شد کلروفرم (CHCl3) بود.

صنایع شیمیایی ده هزار محصول کلرین را با استفاده از تعداد کمی از مواد شیمیایی حاوی کلر ایجاد می کنند. محصولات حاوی کلر شامل چسب، رنگ، حلالها، لاستیک فوم، ضربه گیر خودرو، مواد افزودنی غذایی، سموم دفع آفات و ضد یخ می شوند. یکی از متداول ترین مواد حاوی کلر پلی وینیل کلرید (PVC) است. PVC بطور گسترده در لوله های تخلیه، سیم های عایق، کف، پنجره، بطری، لباس ضد آب و… کاربرد دارد.

سفید کننده کلر به عنوان ماده ضد عفونی کننده در مقیاس بزرگ استفاده می شود. از این مواد برای سفید کردن کاغذ نیز استفاده می شود. سفید کردن در نتیجه اکسیداسیون کلر یا هیپوکلریت اتفاق می افتد.

حدود ۶۵٪ کلر صنعتی برای تولید مواد شیمیایی آلی مانند پلاستیک استفاده می شود. حدود ۲۰٪ برای تولید مواد سفید کننده و ضد عفونی کننده استفاده می شود. کلر باقیمانده برای تولید ترکیبات معدنی از کلر و چندین عنصر مختلف مانند روی، آهن و تیتانیوم استفاده می شود.

خاصیت ضدعفونی کننده کلر چگونه است؟

کلر یکی از ضد عفونی کننده های پرکاربرد است. برای غیرفعال کردن میکروارگانیسم های بیماری زا بسیار کاربردی و بسیار مؤثر است. ضدعفونی کننده کلر به راحتی قابل استفاده، اندازه گیری و کنترل است. نسبتاً پایدار و نسبتاً ارزان است.

کلر بیش از دویست سال است که در کاربردهایی مانند غیرفعال کردن عوامل بیماری زا در ضدعفونی آب آشامیدنی ، آب استخر و فاضلاب، برای ضد عفونی کردن مناطق خانگی و سفید سازی نساجی مورد استفاده قرار گرفته است. در قرن نوزدهم پزشکان و دانشمندان کشف کردند که بسیاری از بیماری ها مسری است و با ضد عفونی کردن مناطق بیمارستان می توان از گسترش این بیماری جلوگیری کرد. خیلی زود پس از آن، ما شروع به آزمایش با کلر به عنوان ضد عفونی کننده کردیم. در سال ۱۸۳۵ پزشک و نویسنده الیور وندل هولمز به ماماها توصیه کرد که برای جلوگیری از شیوع تب ماماها، دست خود را در هیپوکلریت کلسیم بشویند.

با این حال، ما فقط در قرن نوزدهم، استفاده از مواد ضد عفونی کننده را در مقیاس وسیع تر شروع کردیم، پس از اینکه لوئیز پاستور فهمید که میکروارگانیسم ها بیماری های خاصی را گسترش می دهند. در نتیجه کلر نقش مهمی در افزایش طول عمر انسانها داشته است.