หากคุณเคยไปว่ายน้ำในสระ คุณคงเคยได้ยินเกี่ยวกับคลอรีน ซึ่งเป็นสารเคมีที่ใช้ในการรักษาความสะอาดของน้ำในสระ หากดวงตาของคุณรู้สึกคันหลังจากว่ายน้ำโดยลืมตาใต้น้ำ คุณก็โทษคลอรีนได้เช่นกัน คลอรีนยังถูกใช้เพื่อทำให้น้ำดื่มบริสุทธิ์ในบางสถานที่ และการวัดความเข้มข้นของคลอรีนและการรักษาระดับคลอรีนให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยนั้นมีความสำคัญมากกว่า
คลอรีนคืออะไร
คลอรีนเป็นองค์ประกอบทางเคมีจากตระกูลฮาโลเจน ฮาโลเจนผลิตเกลือเช่นเกลือแกงซึ่งประกอบด้วยโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) สามารถผลิตคลอรีนได้โดยการใส่น้ำเค็มผ่านกระบวนการที่เรียกว่าอิเล็กโทรลิซิส กระแสที่ไหลผ่านแผ่นโลหะในน้ำเค็มทำให้ NaCl แยกออกเป็นโซเดียม (Na) และคลอไรด์ (Cl)
คลอรีน (Cl2) เป็นสารเคมีที่มีปริมาณสูงสุดที่ผลิตในเชิงพาณิชย์โดยอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเกลือโซเดียมคลอไรด์ คลอรีนใช้ในอุตสาหกรรมและในผลิตภัณฑ์ทำความสะอาดในครัวเรือน คลอรีนเป็นก๊าซพิษชนิดแรกที่ใช้เป็นอาวุธในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง
คุณสมบัติทางเคมี/ทางกายภาพบางประการของคลอรีนได้แก่:
- คลอรีนเป็นก๊าซสีเหลืองเขียวที่อุณหภูมิห้อง
- คลอรีนมีกลิ่นฉุนและระคายเคืองคล้ายกับสารฟอกขาวที่ตรวจพบได้ที่ความเข้มข้นต่ำ
- ความหนาแน่นของก๊าซคลอรีนมากกว่าอากาศประมาณ 2.5 เท่า ซึ่งจะทำให้ก๊าซคลอรีนยังคงอยู่ใกล้พื้นดินในขั้นต้นในบริเวณที่มีอากาศเคลื่อนตัวเพียงเล็กน้อย
- คลอรีนไม่ติดไฟ แต่อาจทำปฏิกิริยาระเบิดหรือเกิดสารประกอบที่ระเบิดได้กับสารทั่วไปหลายชนิด (รวมถึงอะเซทิลีน อีเทอร์ น้ำมันสน แอมโมเนีย ก๊าซธรรมชาติ ไฮโดรเจน และโลหะที่แบ่งอย่างประณีต)
- คลอรีนสามารถละลายน้ำได้เล็กน้อย และทำปฏิกิริยากับความชื้นเพื่อสร้างกรดไฮโปคลอรัส (HClO) และกรดไฮโดรคลอริก (HCl)
- คลอรีนมักถูกอัดความดันและทำให้เย็นสำหรับการจัดเก็บและการขนส่งในลักษณะของเหลวสีเหลืองอำพัน
การฆ่าเชื้อด้วยคลอรีน
แม้ว่าพวกเราส่วนใหญ่จะรู้จักการใช้คลอรีนในอุตสาหกรรมน้ำเป็นหลัก แต่คุณสามารถพบได้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น เภสัชกรรม สิ่งทอ และกระดาษ คลอรีนทำหน้าที่เป็นตัวทำปฏิกิริยาเคมีในทุกกรณี สามารถฟอกขาว ออกซิไดซ์ หรือฆ่าเชื้อได้
กลับมาที่ตัวอย่างสระกัน คลอไรด์ที่ละลายในน้ำจะเกิดกรดไฮโปคลอรัส (HOCl) และไฮโปคลอไรท์ (OCl) สารเคมีเหล่านี้ทำลายแบคทีเรียและจุลินทรีย์ที่เป็นอันตราย ฆ่าเชื้อในน้ำ
อย่างไรก็ตาม คุณต้องวัดและตรวจสอบระดับคลอรีนในน้ำ มากเกินไปจะทำให้เสียสารเคมีและเพิ่มค่าใช้จ่าย และน้อยเกินไปจะไม่ฆ่าเชื้อน้ำของคุณอย่างสมบูรณ์
การวัดระดับคลอรีน
ก่อนที่เราจะพูดถึงวิธีการวัด เรามาทำความเข้าใจสิ่งที่เรากำลังวัดกันก่อน ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ คลอไรด์ในสารละลายจะทำให้เกิดกรดไฮโปคลอรัสและไฮโปคลอไรท์ เราเรียกสองธาตุนี้ว่าคลอรีนอิสระ
ปริมาณของแต่ละองค์ประกอบจะขึ้นอยู่กับ pH ของสารละลาย ด้วยค่า pH ประมาณ 7.5 กรดไฮโปคลอรัสและไฮโปคลอไรท์มีอัตราส่วนประมาณ 1:1 สำหรับค่า pH ที่ต่ำกว่า คุณจะมีกรด HOCl มากกว่า OCl- และสำหรับค่า pH ที่สูงขึ้น คุณจะมีรูปแบบอัลคาไลน์มากกว่ารูปแบบกรด