Clo - Một Nguyên Tố Phản ứng Mạnh - Phạm Nguyễn

Clo tự do

Clo tự do là tổng hợp của hai chất có tính phản ứng cao và khử trùng, tạo thành khi khí clo hòa tan trong nước.

HClO + NH 3  → NH 2 Cl + H 2 O HClO + NH 2 Cl → NHCl 2 + H 2 O HClO + NHCl 2 → NCl 3  + H2O

Quá trình khử trùng bằng clo tự do trong nước được gọi là quá trình khử trùng bằng clo. Nó thường được sử dụng trong nước có ít chất ô nhiễm hữu cơ. Nó được ứng dụng để ngăn chặn sự phát triển của tảo, kiểm soát mùi vị và mùi trong thực phẩm, loại bỏ các nguyên tố như sắt và mangan, phân hủy hydro sulfua hoặc xyanua và cải thiện quá trình đông tụ. Về khử trùng, khử trùng bằng  clo được sử dụng trong các mẫu có nồng độ vi sinh vật khó xử lý thấp, ví dụ như giardia hoặc cryptosporidium.

Clo kết hợp (Chloramines)

Chloramine, thường được gọi là clo kết hợp, hình thành khi clo tự do được thêm vào nước có chứa amoniac. Chloramine vẫn có thể sử dụng cho mục đích khử trùng, do đó phản ứng này có thể xảy ra trong xử lý nước. Có ba loại cloramin tùy thuộc vào mức độ phản ứng của clo với ion amoniac. Đây là monoloramine, dichloramine và nitơ trichloride.

HClO + NH 3  → NH 2 Cl + H 2 O HClO + NH 2 Cl → NHCl 2 + H 2 O HClO + NHCl 2 → NCl 3  + H2O

Việc sử dụng chlormine trong khử trùng được gọi là quá trình khử trùng bằng clo. Bởi vì cloramin có ít tiềm năng oxy hóa hơn và khả năng phản ứng thấp hơn so với clo tự do, chúng cũng tạo ra ít sản phẩm phụ với chất hữu cơ hơn trong quá trình khử trùng. Điều này có thể có lợi, vì clo tự do có thể tạo thành các sản phẩm phụ khử trùng như trihalomethanes. Các sản phẩm phụ khử trùng đó được gọi là DBP và có thể gây ung thư. Do đó, xu hướng chung là thay thế quá trình khử clo bằng clo tự do bằng phương pháp khử clo. Ngoài ra, nhu cầu clo ít hơn trong quá trình clo hóa, do ít phản ứng phụ hơn, giúp tiết kiệm chi phí.

Tổng lượng clo

Tổng của tất cả các loại clo tự do và kết hợp được gọi là tổng clo. Nó thường được xác định để đánh giá mức độ của clo kết hợp bằng phép trừ, vì không có sẵn phép đo trực tiếp của clo kết hợp.

Cách đo Clo

Clo thường được theo dõi bằng phương pháp so màu. Bằng cách thêm vào một số thuốc thử và chất đệm, clo phản ứng để tạo thành một sản phẩm có màu. Cường độ của màu này tỷ lệ với nồng độ clo. Cường độ màu sau đó được xác định trực quan, phản xạ hoặc trắc quang bằng quang kế compact hoặc quang phổ.

Hình 1: Chuỗi thử nghiệm nồng độ của ống NANOCOLOR Clo / ozon 2 của chúng tôi với nồng độ clo tăng dần.

Que thử – Nhúng & Đọc

Cách dễ nhất và nhanh nhất để thực hiện phép đo clo là thử nghiệm Dip & Đọc. Các que thử này kết hợp hiệu suất nhanh với kết quả chính xác. Chúng dựa trên phản ứng hóa học giữa clo và thuốc nhuộm. Phản ứng oxy hóa khử xảy ra và các miếng thử nghiệm phát triển một cường độ màu nhất định tùy thuộc vào nồng độ clo trong mẫu.

Các dải thử nghiệm khác nhau được sử dụng để thực hiện đánh giá clo tự do hoặc tổng số.

MACHEREY-NAGEL cung cấp các loại que thử và giấy thử khác nhau chủ yếu thuộc dòng QUANTOFIX và DiaQuant.

Bộ dụng cụ kiểm tra đo màu – Kiểm tra DPD dễ dàng

DPD (N, N-Diethyl-p-phenylendiamine) là chất được sử dụng phổ biến nhất trong bộ dụng cụ thử nghiệm clo so màu. Nó phản ứng với clo tự do để tạo ra thuốc nhuộm có màu hồng đậm. Cường độ của thuốc nhuộm tỷ lệ với nồng độ clo tự do.

Trong các thử nghiệm trực quan, đo màu, mẫu có màu hồng này sau đó được so sánh với thang màu để xác định nồng độ phù hợp.

Bộ dụng cụ kiểm tra trắc quang – Phân tích độ chính xác

Bộ dụng cụ kiểm tra trắc quang sử dụng cùng một hóa chất DPD như bộ dụng cụ kiểm tra đo màu. Nhưng thay vì xác định trực quan bằng mắt, người ta sử dụng máy đo quang. Nó có thể phát hiện cường độ màu của dung dịch chính xác hơn. Điều này giúp tăng cường độ chính xác và độ chính xác trong phân tích clo.

MACHEREY-NAGEL cung cấp bộ dụng cụ kiểm tra clo trắc quang trong các dòng sản phẩm NANOCOLOR và VISOCOLOR.

Chlorine được giám sát ở đâu?

Nhà máy xử lý nước uống và phân phối

Clo là một trong những chất khử trùng được sử dụng thường xuyên nhất trong xử lý nước uống. Nó cũng giúp kết tủa các khoáng chất và các chất khác bằng quá trình oxy hóa trước khi lọc. Ở nhiều quốc gia và khu vực trên toàn thế giới, nước uống phải được khử trùng trước khi phân phối. Điều này được thực hiện sau quá trình lọc bằng cách bổ sung clo nhiều lần. Mức độ clo phải được theo dõi, cùng với giá trị pH và nhiệt độ, ở nhiều giai đoạn của quá trình.

Tùy thuộc vào vi sinh vật có trong nước, mức clo dư được điều chỉnh trước khi phân phối nước uống cho khách hàng. Các tiêu chuẩn quốc tế quy định cẩn thận mức độ clo có thể chấp nhận được trong nước uống. Luật pháp quốc gia cũng có thể hạn chế mức clo tối đa có trong nước uống tại vòi. Nước uống quốc gia thay đổi rất nhiều về nồng độ clo tối đa cho phép. Trong khi Trinkwasserverordnung của Đức yêu cầu 0,3 mg / L, US-EPA đặt 4,0 mg / L làm giới hạn trên.

Bên cạnh việc khử trùng, clo còn dùng để khử các sulfua gây ra mùi trứng thối, amoniac và các hợp chất nitơ có thể gây ra mùi khó chịu. Clo cũng loại bỏ sắt và mangan có thể gây ra vị đắng và màu sắc của nước uống.

Trái ngược với nhiều tác dụng tích cực của quá trình khử trùng bằng clo, clo cũng có thể phản ứng với các chất hữu cơ trong nước để tạo thành cái gọi là sản phẩm phụ khử trùng (DBP) có thể gây hại cho sức khỏe con người. Đây là một lý do khác tại sao nồng độ clo phải được theo dõi cẩn thận trong quá trình sản xuất nước uống.

Nhà máy xử lý nước thải

Ở nhiều nước, khử trùng bằng clo được sử dụng là công đoạn cuối cùng trong xử lý nước thải. Trong trường hợp này, nước sau xử lý được khử trùng bằng clo trước khi xả vào nguồn nước tiếp nhận. Lý do cho quá trình khử trùng bằng clo là để ngăn ngừa các bệnh lây truyền qua đường nước từ các mầm bệnh và vi sinh vật từ lần xử lý trước.

Quá trình khử clo kỹ lưỡng là rất quan trọng để giảm tác động có hại đối với nước tiếp nhận do clo dư trong nước thải đầu ra.

Hệ thống làm mát công nghiệp

Các hệ thống làm mát công nghiệp, như tháp giải nhiệt, có tác dụng chống lại sự phát triển của tảo và sự hình thành các màng sinh học trong ống. Hầm sinh học này có thể làm tắc nghẽn hệ thống nước. Clo được sử dụng để ngăn chặn sự phát triển sinh học một cách hiệu quả. Nhưng nó phải được giám sát chặt chẽ, vì nồng độ quá thấp sẽ không ngăn cản sự phát triển sinh học và nồng độ clo quá cao có thể gây ăn mòn và hư hỏng.

Nguồn: Macherey-Nagel