کلر

کلر عنصری از جدول تناوبی در دسته ی هالوژن هاست که به گروه 17 ام تعلق دارد. این عنصر گازی به رنگ زرد مایل به سبز بوده و بوی بسیار تندی دارد که سمی است. بوی بد کلر می تواند باعث ایجاد اختلالات تنفسی شده و حتی منجر به خفگی شود. چگالی کلر نسبت به هوا، 2,5 بار بیشتر بوده و از عناصر مهم اکسید کننده محسوب می شود. عدد اتمی کلر، 17 است و فراریت بالایی دارد.

کلر ماده ای ناپایدار است که در دمای 34 درجه سانتی گراد به جوش می آید. با این دمای جوش، می توان کلر را با فشاری که بیشتر از فشار اتمسفر است، مایع کرد. کلر توانایی واکنش پذیری با بسیاری از مواد آلی را دارد، چون با داشتن 7 الکترون در لایه ظرفیت خود، می تواند یک الکترون گرفته و به آرایش اوکتت برسد.

تاریخچه و تولید کلر

گاز کلر برای اولین بار در سال 1774 توسط شل کشف شد. این گاز از واکنش بین اسید کلریدریک با دی اکسید منگنز به دست می آمد. این دانشمند نمی دانست که این گاز تولید شده، یک عنصر است. کشف گاز کلر را معمولا به نام دوی معرفی می کنند. اولین کاربردهای این گاز تولید شده با این روش، برای سفید کردن منسوجات بود. اما در سال 1886 با اکسید کردن گاز کلریدریک با استفاده از اکسیژن هوا، توسط دی کن کلر تولید شد. در این روش از نمک مس به عنوان کاتالیزور استفده می شود. میزان کلری که در این روش تولید می شود، بازده و راندمان بالاتری نسبت به روش شل دارد.

با این که تولید کلر با استفاده از الکتروشیمیایی در سال 1800 انجام شده بود ولی به دلیل نداشتن ژنراتور استفاده نمی شد. اما بعد از ساخت ژنراتور تولید کلر با استفاده از کلر آلکالی به عنوان پرکاربردترین روش در سطح جهانی بوده به طوری که تا 95 درصد کلر با این روش در صنعت به دست می آید.

الکترولیز اسید کلریدریک و الکترولیز کلریدهای فلزات قلیایی و قلیایی خاکی، از روش های دیگر تولید این عنصر به عنوان محصول جانبی است.

ایزوتوپ های کلر

به شکل های مختلف هر عنصری که عدد اتمی یکسانی داشته ولی در عدد جرمی با هم متفاوت باشند، ایزوتوپ می گویند. کلر عنصری است که تعداد 9 ایزوتوپ دارد. اعداد جرمی ایزوتوپ های کلر بین 32 تا 40 عدد جرمی دارند. دو شکل ایزوتوپ کلر 36 و کلر 37، به صورت طبیعی وجود دارد. ایزوتوپ های کلر 35 و کلر 37، پایدار هستند و کلر 36 رادیواکتیو است.

انواع کلر

هیپوکلریت سدیم یا همان آب ژاول، کلر مایع نامیده می شود که در تصفیه آب استخرها با اضافه شدن به شکل اتوماتیک و به وسیله پمپ های تزریق استفاده می شود.

هیپوکلریت کلسیم شکل جامد کلر است که می تواند به دو صورت پودری و یا قرص، مورد استفاده قرار گیرد. هیپوکلریت کلسیم نتیجه ترکیب آهک با کلرید کلسیم بوده و نسبت به هیپوکلریت سدیم دارای مقدار کلر بیشتری است. این ماده سفید رنگ، با تجزیه شدن به طور آهسته، بوی کلر از آن متصاعد می شود.

اما گاز کلر شکل دیگری از کلر است که در ترکیب با آب، تولید اسید هیپوکلرو یا همان کلر آزاد را می کند. اسید هیدروکلریک تولید شدن، خاصیت اسیدی آب را زیاد می کند ولی دو صورت کلر مایع و کلر جامد، خصلت بازی آب را زیاد می کنند. 

کاربرد کلر

یکی از کاربردهای مهم کلر در تصفیه آب و برای ضدعفونی کردن این ماده حیاتی است تا مناسب خوردن شود. کلر می تواند میکروب ها و باکتری های موجود در آب های آشامیدنی را از بین برده و ما را از انواع بیماری هایی که با آب های آلوده امکان سرایتشان وجود دارد را مهار می کند. استفاده از کلر به دلیل ارزان و قابل دسترس بودن، برای گندزدایی آب بسیار مهم است. اما کلر به سه صورت می تواند در کلراسیون آب استفده شود. کلرین به صورت گاز کلر، هیپوکلریت کلسیم و هیپو کلریت سدیم، سه ترکیبی است که برای پاک سازی آب استفاده می شود.

یکی دیگر از کاربردهای کلر در صنعت کاغذسازی و باری رنگبری خمیر کاغذ است. در ساخت برخی از داروها مانند داروهای کم کننده کلسترول، داروهای تسکین دهنده دردهای آرتریت و همچنین تسکین دهنده علایم آلرژی نیز از کلر استفاده می شود. در کیسه های خون، بخیه های جراحی و همچنین برخی از تجهیزات پزشکی نیز از کلر بهره برده می شود. در ساخت عایق های فوم پلاستیکی و پنجره های وینیل ساختمان نیز کلر به کار برده می شود.