پرکلرین

این ماده به دو صورت پودر و یا گرانول سفید رنگی با بوی زننده و تند می‌باشد که معمولا با خلوص ۶۰ الی ۷۰ درصد و  در بازار عرضه می‌شود. از نام‌های دیگر این ترکیب می‌توان به نمک کلسیم،اسید هیپوکلروس، اکسی‌کلرید کلسیم، پودر سفید کننده، پودر کلر و آهک کلر اشاره کرد. این ماده دارای خاصیت گندزدایی بوده و از آن می‌توان جهت ضدعفونی کردن آب، سبزی، میوه، ظروف، سرویس‌های بهداشتی و… استفاده نمود ولی به دلیل اینکه اکسنده‌ای قوی می‌باشد، هنگام کار کردن با آن باید نکات ایمنی مورد توجه قرار گیرد.

مشخصات پرکالرین

ساختار پرکلرین

با استفاده از روش Rietveld  و طبق داده‌های پراش پرتو X  ساختار کلریت کلسیم بدست آمده است، این ترکیب در گروه‌های فضایی با Z=4  متبلور می‌شود و ساختار بر اساس لایه‌های جداگانه‌ای به موازات صفحه ac که از کاتیون‌های کلسیم تشکیل شده است‌، توسط آنیون‌های کلریت هماهنگ می‌شود.

همچنین اتم‌های O  موجود در این ترکیب تقریبا آنتی بادی مربع شکل تشکیل می‌دهند. اتم‌های کلسیم در موقعیت‌های ویژه تقارن 222، اتم‌های کلر بر روی دو محور و اتم‌های اکسیژن در موقعیت‌های کلی قرار دارند

نحوه تولید پرکلرین

این ماده طی دو فرایند کلی تولید می‌شود که در اصطلاح فرایند کلسیم و فرایند سدیم نام دارند.

نحوه تولید پرکالرین

در این روش HCL  اضافی توسط Ca(OH)₂ اضافی خنثی شده و تشکیل cacl₂ می‌دهد.

روش دیگری نیز در صنعت وجود دارد که طی آن هیپوکلریت کلسیم  به صورت صنعتی به وسیله تیمار آهک (Ca(OH)2) با گاز کلر در حضور سدیم هیدروکسید تولید می شود. این واکنش را می توان به صورت مرحله ای انجام داد تا ترکیبات مختلفی، هرکدام با غلظت های مختلف هیپوکلریت کلسیم، همراه با آهک غیرقابل تبدیل و کلرید کلسیم، به دست آید.

پس از انجام واکنش‌‌های متوالی پرکلرین بدست آمده که به صورت مایع می‌باشد را با روش فیلتراسیون و خشک نمودن به صورت پودر و یا گرانول تهیه می‌کنند.

نحوه تولید پرکلرین

• سفیدسازی پارچه‌ها (پنبه، کنف، فیبر، تفاله، نشاسته) البته کاربرد کلرید کلسیم در این روش محدود می‌باشد چرا که فرایندهای سفید کننده نیاز به تولید دی اکسید کربن دارند که برای انسان سمی و برای تجهیزات خورنده می‌باشند.
• ماده ضدعفونی کننده برای تصفیه آب
• کپسول آتشنشانی جامد (این ترکیب شامل مخلوطی از هیپوکلریت کلسیم هیدراته با حداقل دو نمک معدنی هیدراته می‌باشد که در نهایت منجر به آزاد شدن آب در یک واکنش درون گرمایی می‌شود)
• پاکسازی استخرهای شنای عمومی
• در واکنش‌های شیمی آلی (تجزیه گلیکول‌ها، اسیدهای هیدروکسی کربوکسیلیک)
• تولید کلروفرم در واکنش هالوفرم
• اکسید کننده دستگاه‌های تولید مواد شیمیایی و کنترل الکتریسیته ساکن در بسته بندی مواد غذایی
• اکسیداسیون تیول و سولفید
• اکسید کننده در پیشرانه‌های موشک، آتش بازی و صنایع تولید مواد شیمیایی

واکنش‌های پرکلرین

• واکنش هیپوکلریت کلسیم یا پرکلرین جامد با مواد آلی، روغن‌ها و متانول

پرکرین در صورت تماس با موادی چون روغن‌ها،مواد آلی ( ترکیبات آلی گوگرد مانند سولفیدها) متانول، اتانول و… ممکن است سبب ایجاد انفجار شدید شود. همچنین در صورتی که پرکلرین با نیترومتان در تماس باشد، موجب بروز یک واکنش تاخیری خواهد شد.

• واکنش هیپوکلریت کلسیم با آب

هیپوکلریت کلسیم عمل اکسید کننده‌ای قوی می‌باشد که در حضور آب و یا در دمای بالاتر به دلیل تجزی‌ی گازهای اکسیژن و کلر، خود نیز تجزی می‌شود.

در نتیجه محصول باید تا قبل از فرا رسسدن تاریخ انقضاء، مصرف شود

• واکنش هیپوکلریت کلسیم با استیلن

در صورتی که پرکلرین با استیلن واکنش دهد، کلرواستیلن‌های منفجره ایجاد می‌شوند.

• واکنش هیپوکلریت کلسیم با اوره

تماس هیپوکلریت کلسیم با اوره ممکن است سبب واکنشی انفجاری شود، این نمک در هنگام گرم شدن و یا ترکیب با اسیدها منجر به تولید گاز کلر، که گازی سمی می‌باشد خواهد شد.

• واکنش هیپوکلریت کلسیم با کربن

هیپوکلریت کلسیم در صورت ترکیب با کربن، به دلیل اینکه اکسید کننده‌ای قوی می‌باشد سبب انجام واکنش‌های شدیدی می‌شود که اگر با ذرات کربن ریز تقسیم شده، ترکیب شود یک مخلوط انفجاری را تشکیل می‌دهد.

مزایای پرکلرین

1. این ماده برای نگهداری پایداری بالایی دارد که می‌توان آن را در دمای معمولی برای مدت زمان بسیاری نگهداری کرد.
2. حتی با گذشت زمان، پرکارین قدرت خود را حفظ می‌کند.
3. این ماده از حلالیت بالای برخوردار است.
4. پرکلرین یکی از مقرون به صرفه‌ترین مواد جهت تصفیه‌آب می‌باشد.
5. با رطوبت هوا واکنش می‌دهد.
6. هیپوکلریت کلسیم ماده‌ای در دسترس می‌باشد.
7. این ماده نسبت به کلر،کم خطر تر می‌باشد.

تصفیه آب با پرکلرین

درصورتی که منبع آب احتیاج به کلرزنی داشته باشد وسیستم فاقد کارخانه اتوماتیک کلرزنی باشد از ماده ای به نام پرکلرین استفاده می‌شود که زمانی که در آب حل میشود تولید گاز کلر نموده و میکروب های موجود درآب و آهن و منگنز و هیدروژن سولفید موجود در آب را از بین برده و مانع رشد لجن‌ها و جلبک‌ها در آب می‌شود.

این ماده یک ضدعفونی کننده ارزان و در دسترس برای تصفیه آب می‌باشد که برخلاف برخی از مواد شیمیایی که برای از بین بردن میکروب‌ها و باکتری‌ها سبب تغییر رنگ، طعم و بوی آب می‌شوند، هیچ تغییر در این موارد ایجاد نمی‌کند.

جهت تصفیه آب به وسیله پرکلرین، حتما باید ابتدا ذرات ریز و درشت معلق موجود در آب و کدریه آن رفع شود سپس عمل تصفیه آب به وسیله‌ی پرکلرین صورت گیرد.

دوز مصرف پرکلرین برای ضدعفونی نمودن هرمتر مکعب آب ۳ الی۵ گرم می باشد که مطلوب است حدود 2/0 تا 8/0 میلی گرم در هر لیتر اب کلر آزاد درآب باقی بماند.

هر زمان که به آب کلر افروده میشود باید آب را بهم زد تا به خوبی کلر با آب مخلوط شود و برای استفاده ۳۰ دقیقه صبر کرد. البته توجه شود که آب های بسیار آلوده که حاوی مقادیر بالایی مواد آلی می باشند و یا آب‌های تیره را اول باید صاف نمود و سپس کلر را به آن اضافه کرد. هنگام استفاده از پرکلرین بهتر است جلوی دهان با استفاده از ماسک بسته شود.

پس از حل شدن پرکلرین در آب، مفداری آهک در کف ظرف باقی می‌ماند به همین دلیل در پکیج‌های تزریق پرکلرین مخزنی جهت مخلوط سازی و مخزنی جهت تزریق قرار داده شده است.

این روش نسبت به گاز کلر از ایمنی بالاتری برخوردار می‌باشد چرا که در آن احتمال نشتی وجود ندارد.

مبانی کلرزنی

برای حصول اطمینان از درستی کلرزنی قواعد زیر بایستی رعایت شود:
1 ـ آب مورد گندزدایی، صاف و بدون کدورت باشد.
2 ـ کلر مورد نیاز آب مشخص گردد، نقطه شکست کلر و کلر باقی مانده آزاد حائز اهمیت است.
3 ـ در هر حال زمان تماس حدود یک ساعت برای ازبین بردن زیستوارک‌های حساس در مقابل کلر منظور گردد.
4 ـ حداقل کلر باقیمانده پس از یک ساعت 0.5 میلی گرم در لیتر پیشنهاد می‌شود. این مقدار در بیماری‌های همه گیر‌ روده تا 1 میلی گرم در لیتر نیز توصیه شده است.
5 ـ مقدار کلر مورد نیاز هر نوع آب برابر خواهد بود با مقدار کلری که به آب اضافه می‌شود تا پس از یک ساعت مقدار 0.5 میلی گرم در لیتر کلر باقی مانده داشته باشد.

روش کلرزنی

با توجه به حجم آب مورد گندزدایی و وسعت پروژه، روش کلرزنی تعیین می‌گردد. کلر ممکن است به یکی از اشکال زیر در دسترس باشد:
الف) گازکلر Cl2
ب) کلرامین NH2 Cl و NHCl2
ج) پرکلرین High Test Hypochlorit) H.T.H)
د) دی اکسید کلر Clo2
کلر اولین ماده انتخابی در گندزدایی آب است زیرا ارزان، موثر و کاربرد آن بسیار ساده است. برای جلوگیری از آثار سمی آن توسط دستگاه کلرزنی به آب اضافه می‌شود. ترکیب آمونیاکی کلر نیز برای گندزدایی آب به کار می‌رود لیکن اثر آن کندتر از اثر کلر است. این امر باعث محدودیت استفاده از آن شده است.
پرکلرین یا H.T.H یا هیپوکلریت پر قدرت، یکی از ترکیبات کلسیم است که 70ـ60 درصد کلر دارد. محلول ساخته شده از H.T.H و ترکیبات دیگر کلردار برای گندزدایی آب بکار می‌رود.
ـ پرکلرین Ca(OCL)2 به صورت پودر یا کریستال ریز در بسته هایی با وزن مشخص تهیه و توزیع می‌گردد.
ـ گرد سفید کلر CaOCL2 که کلر قابل استفاده آن 39ـ33.5% است.
ـ محلول هیپوکلریت سدیم Naocl که دارای 5ـ3 و 16ـ10 درصد وزنی کلر قابل استفاده است.
به هر حال علی رغم ترکیبات جانبی کلر با مواد آلی آب و خطرات احتمالی آن برای سلامت هنوز کلر به عنوان یک ماده شیمیایی گندزدا برای بهسازی آب آشامیدنی مورد استفاده است.

روش کلر زنی مخازن آب

کلرینه کردن آب مخازن:  ابتدا حجم مخزن را معین نموده، سپس به ازای هر متر مکعب ( 1000لیتر ) آب از 3 تا 5 گرم پـــــــودرپرکلرین استفاده می شود. کلرینه کردن مخازن به روش هــای دستی و مکانیکی انجام می شود که در روش دستی لازم است حتماً پس از اضافه کردن محلول کلر آب مخزن به هم زده شود. بعد از گذشت نیم ساعت در صورت مناسب بودن نتیجه کلرسنجی آب قابل مصرف است. قابل ذکر است که نتیجه کلرسنجی در کلیه ساعات شبانه روز و در نقاط مختلف شبکه لوله کشی باید در حد مطلوب باشد. حد مطلوب  آخرین شیر مصرفی شبکه 0.5 تا 1  PPM  (قسمت در میلیون)

طرز تهیه و استفاده از محلول کلر مادر

از ترکیب سه قاشق مرباخوری ( ۱۵ گرم ) از پودر پرکلرین۷۰درصد در یک لیتر آب، کلر مادر بدست می آید که باید در یک بطری تیره رنگ یا پوشیده با کاغذ آلومینیوم نگهداری شود. ۳ تا ۷  قطره از این محلول کلرمادر در یک لیتر آب بمدت ۳۰ دقیقه آنرا بهداشتی و قابل شرب می نماید.
نحوه گندزدایی مخازن تعمیر شده و یا جدیدالاحداث
طبق جدول زیر مقدار کلر مورد لزوم محاسبه می گردد:

نحوه گندزدایی مخازن تعمیر شده و یا جدیدالاحداث

قبل از گند زدائی، جدار داخلی مخازن با برس سیمی تمیز و شست و شو می گردد و با توجه به حجم مخزن می توان به ازای هر متر مکعب 43 گرم پرکلرین(70 درصد به صورت محلول) آماده نمود. بعد از این مرحله چندین بار با آب مخزن را شستشو می دهیم.

ترکیبات آلی جانبی حاصل از عمل کلرزنی آب آشامیدنی

تشکیل ترکیبات جانبی آلی حاصل از عمل کلرزنی آب آشامیدنی از نظر سلامتی انسان و همچنین ایجاد مشکلات در تاسیسات تصفیه آب از سال 1974 که وجود کلروفرم و سه تری هالومتان (THMs) دیگر گزارش شد، مورد توجه بوده است. تحقیقات وسیعی از آن تاریخ انجام شده است تا فاکتورهایی که در تشکیل این ترکیبات دخالت دارند شناخته شوند و بتوان از طریق تکنیکهای آب آشامیدنی، غلظت آنها را کاهش داد. بعضی از این ترکیبات جانبی با دز زیاد به صورت خوراکی و یا تزریقی در حیوان ایجاد سرطان می کنند و ممکن است در درازمدت اثرات نامطلوبی بر سلامت انسان نیز داشته باشند.

مواد هوموسی که به صورت طبیعی در آبهای سطحی یافت می شوند، مواد پیش سازی هستند که در کلرزنی آب آشامیدنی ترکیبات جانبی ایجاد می کنند که برخی از این ترکیبات مشکوک به ایجاد سرطان می باشند. در اثر واکنش بین کلر و ترکیبات هوموسی بیش از 780 ترکیبات جانبی ایجاد می گردد، که درصد عمده این ترکیبات هالوژنه می باشند. از جمله گروههای شناخته شده ترکیبات جانبی می توان تری هالومتانها (چهار ترکیب) هالواستیک اسیدها (نه ترکیب)، هالواستونیتریلها (چهار ترکیب) را نام برد. چنانچه تعیین مقدار کل این ترکیبات مورد نظر باشد از دستگاه تعیین مقدار کل ترکیبات آلی هالوژنه Total Organic Halogen (TOX) استفاده می شود. و اگر تعیین مقدار کیفی و کمی هر یک از این ترکیبات لازم باشد از دستگاههای گاز کروماتوگرافی (GC) و یا گاز کروماتوگرافی / مس اسپکترومتری (GC/MS) استفاده می شود. در این مقاله ترکیبات اصلی حاصل از عمل کلرزنی آب آشامیدنی، فاکتورهایی که موجب افزایش و یا کاهش این ترکیبات اصلی می شود، تکنیکهایی که در تاسیسات تصفیه خانه می توان بکار برد تا تشکیل این ترکیبات را به حداقل رسانید و روشهای اندازه گیری این ترکیبات مورد بازنگری قرار می گیرد.

نکات ایمنی پرکلرین

• این ماده به گرما و رطوبت حساس می‌باشد، بنابراین بهتر است در جای خشک و خنک نگهداری شود.
• پرکلرین در مجاورت مواد بودار و اشتعال پذیری چون نفت، بنزین، گازوئیل و یا سموم کشاورزی چون سم فسفره و مواد ضدعفونی کننده مانند کرئولین نباید قرار داده شود و در صورت بروز اشتعال تنها با آب خاموش شود. همچنین انبار نگهداری از پرکلرین باید مجهز به تهویه مناسب باشد و کف انبار از جنس مقاوم به رطوبت باشد.
• در صورت تماس با چشم و وارد شدن به دهان و بینی، با آب فراوان شسته شده و به پزشک مراجعه شود.