کلر به عنوان یک عنصر شیمیایی فعال، مهم و اثرگذار در زندگی مدرن شناخته می شود؛ که در جدول تناوبی با نماد Cl و عدد اتمی ۱۷ در گروه هالوژن ها قرار گرفته. پاسخ به این پرسش که کلر چیست، تنها یک تعریف ساده علمی نیست. و شناخت آن نیازمند درکِ نقش مؤثری است که این ماده در سلامت عمومی، صنایع مختلف و به ویژه در تصفیه آب ایفا می کند. عنصر کلر به دلیل واکنش پذیری بسیار بالا به صورت خالص در طبیعت یافت نمی شود و معمولاً به شکل ترکیبات کلر، مانند نمک طعام یعنی سدیم کلرید وجود دارد. این واکنش پذیری بالا موجب شده است که کلر یکی از ابزارهای اساسی بشر در نابودی میکروارگانیسم های بیماری زا و رفع آلودگی ها باشد.
باید توجه داشت که گاز کلر در حالت آزاد خود، به رنگ زردِ مایل به سبز دیده می شود و بوی بسیار تند و خفه کننده آن یکی از ویژگی های اصلی اش به شمار می رود. استنشاق این گاز حتی در مقادیر پایین می تواند برای انسان خطرناک و آسیب زا باشد.
کلر آب یا همان کلر محلول در آب یکی از مهم ترین ابزارهای بشر برای گندزدایی است. این خاصیت که کلر در آب حل شده و با تشکیلِ ترکیباتِ مؤثرِ ضدعفونی کننده، توانایی نابودی عوامل بیماری زا را پیدا می کند؛ آن را به ماده ای حیاتی برای سیستم های آبرسانی شهری و استخرهای شنا تبدیل کرده است. در جستجوی راهی برای تأمین آب سالم و جلوگیری از شیوع بیماری های عفونی به سوال دیگری نیز برمی خوریم؛ اینکه پودر کلر چیست؟ می توان گفت به ترکیبات پایدارتر کلر مانند هیپوکلریت کلسیم اشاره دارد و در ضدعفونی آب و محیط استفاده می شود.
کاربرد کلر
کاربرد کلر تنها به حوزه تصفیه آب محدود نمی شود، هرچند همین کاربرد، مهم ترین و حیاتی ترین نقش آن است. کلرِ آب با نابودی باکتری ها، ویروس ها، جلبک ها و سایر میکروارگانیسم ها از انتشار بیماری هایی که از طریق آب منتقل می شوند جلوگیری می کند و کیفیت آب آشامیدنی را افزایش می دهد. دلیل این که با وجود توسعه فناوری های نوین، همچنان از کلرزنی به عنوان روش اصلی ضدعفونی استفاده می شود، به مؤثر بودن، مقرون به صرفه بودن و باقی مانده پایدار آن در مسیر انتقال آب بازمی‌گردد.
کلر در صنایع شیمیایی نیز نقشی بسیار گسترده دارد. تولید پلاستیک PVC که در لوله‌کشی آب، ساختمان سازی و بسیاری از محصولات روزمره کاربرد دارد، یکی از بزرگ ترین محل های مصرف کلر محسوب می شود. علاوه بر آن کلر و ترکیبات کلر در تولید داروها، محصولات بهداشتی، رنگ ها و حلال ها استفاده می شوند. در صنایع کاغذ و نساجی، خاصیت سفیدکنندگی کلر برای حذف رنگ های ناخواسته و ناخالصی های آلی اهمیت ویژه ای دارد. کلر ترکیبی در استخرها نیز نتیجه واکنش کلر آزاد با مواد آلی مانند عرق و ادرار بوده و کنترل آن در مدیریت بهداشت استخر اهمیت به خصوصی دارد، زیرا افزایش این ترکیبات سبب ایجاد بوی تند و آزاردهنده ای می شود. در کشاورزی نیز بسیاری از آفت کش ها و قارچ کش ها بر پایه ترکیبات کلر تولید می شوند.
ویژگی های کلر
ویژگی های کلر ترکیبی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی است که این عنصر را از بسیاری مواد مشابه متمایز می کند. کلر در دمای محیط به صورت گاز است و رنگِ متمایزِ زردِ مایل به سبز آن به همراه بوی تند و نافذش باعث می شود که حضور آن در محیط قابل تشخیص باشد. سمی بودن گاز کلر یکی از جدی ترین هشدارها در خصوص این ماده است، زیرا ورود آن به دستگاه تنفس می تواند التهاب شدید، سرفه، سوزش شدید چشم و حتی خطر مرگ را به همراه داشته باشد.
کلر یک اکسیدکننده قوی است و همین توانایی باعث می شود که ترکیبات کلر در نابودی باکتری ها و ویروس ها کارایی بسیار زیادی داشته باشند. حل شدن کلر در آب باعث تشکیل اسید هیپوکلروس می شود که ماده ای بسیار مؤثر در گندزدایی و ضدعفونی است. این ویژگی کلر موجب شده که هیچ ماده دیگری تا امروز نتواند جایگزین کامل آن در تصفیه آب شود. از طرفی، واکنش پذیری بالا موجب می شود که کلر به سرعت با مواد ارگانیک واکنش دهد و ترکیبات کلری متفاوتی ایجاد کند. آگاهی از تفاوت‌های کلر آزاد و کلر ترکیبی در مدیریت بهداشتی آب، به ویژه در استخرها ضروری است.
تاریخچه
تاریخچه کشف کلر به سال ۱۷۷۴ برمی گردد، زمانی که کارل ویلهلم شله، شیمیدان سوئدی، هنگام کار با پیروکلریت ها موفق به استخراج گازی شد که بعدها مشخص شد عنصر جدیدی است. شله در ابتدا ماهیت این ماده را به‌درستی تشخیص نداد، اما چند دهه بعد، همفری دیوی شیمیدان انگلیسی ثابت کرد که این گاز در واقع یک عنصر خالص است و نام کلر را که از واژه یونانی “کلوروس” به معنای سبز رنگ گرفته شده، برای آن انتخاب کرد. این نام گذاری به طور مستقیم به رنگِ گاز کلر اشاره دارد.
استفاده گسترده از کلر ابتدا در صنعت نساجی و کاغذسازی شکل گرفت. سپس در اوایل قرن بیستم اهمیت کلر در ارتقای سطح بهداشت عمومی شناخته شد و کلرزنی آب آغاز گردید. این تحول باعث کاهش چشمگیر بیماری هایی شد که از طریق آب آلوده منتشر می شدند. می توان گفت ورود کلر به چرخه تصفیه آب یکی از مهم ترین پیشرفت های بهداشت محیط در تاریخ بشر بوده است.
تولید
تولید کلر بیشتر از طریق فرایند الکترولیز محلول آب نمک یا همان سدیم کلرید انجام می شود. در این روش، جریان الکتریکی از محلول عبور داده می شود و در آند گاز کلر تولید می گردد. سدیم هیدروکسید و هیدروژن نیز به عنوان محصولات جانبی در کاتد تشکیل می شوند که هر کدام در صنایع دیگر ارزش اقتصادی بالایی دارند. کنترل شرایط دما، فشار و طراحی دقیق تجهیزات از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا گاز کلر بسیار واکنش پذیر و خطرناک است و هرگونه نشت یا مدیریت نادرست آن، می تواند آسیب های جدی به محیط زیست و کارکنان وارد کند.
هشدارها
با وجود تمامی مزایا و استفاده گسترده، کلر ماده ای است که باید با بیشترین دقت و مسئولیت پذیری مدیریت شود. استنشاق گاز کلر می تواند اثرات بسیار جدی و مخربی بر دستگاه تنفسی بگذارد. تماس مستقیم این گاز با پوست و چشم نیز آسیب زننده است. در محیط های صنعتی استفاده از تجهیزاتِ حفاظتِ فردی، تهویه مناسب و رعایت استانداردهای ایمنی الزامی است.
در تصفیه آب نیز دوز مصرفی کلر باید با دقت بالا کنترل شود، زیرا کلر آب در صورت افزایش بیش از حد می‌تواند موجب تحریک پوست، سوزش چشم و طعم نامطلوب گردد. افراد گاهی تصور می کنند بوی تند استخر به دلیل زیاد بودن کلر است، در حالی که این بو ناشی از افزایش کلر ترکیبی بوده و به معنای پایین بودن کیفیت بهداشت آب است. پودر کلر اگر در شرایط نادرست نگهداری شود، احتمال واکنش های خطرناک با سایر مواد را دارد و باید در محیط خشک، خنک و با تهویه مناسب و طبق دستورالعمل های تخصصی انبار و مصرف شود.
جمع بندی
پاسخ به پرسش کلر چیست، نشان می دهد که این عنصر یکی از ارزشمندترین ابزارهای بشر برای حفاظت از سلامت عمومی و توسعه صنعتی است. ویژگی های کلر مانند رنگ گاز کلر، قدرت اکسیدکنندگی و توانایی ایجاد ترکیبات کلر در کنار هشدارهای مهم مرتبط با آن، اهمیتِ مدیریتِ علمی و دقیقش را برجسته می کند. تاریخچه این ماده ثابت کرده است که کلر با وجود ماهیت خطرناکش، زمانی که درست استفاده شود، نقشی اساسی در حفظ سلامت جامعه دارد و جایگاهی ثابت در تصفیه آب و صنایع مختلف خواهد داشت.