يستخدم الكلور وهو عنصر كيميائي شديد التفاعل، بشكل شائع كمطهر ومعقم نظرًا لقدرته على قتل البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى. عند إضافة الكلور إلى الماء، يخضع لسلسلة من التفاعلات لتشكيل حمض هيبوكلوروس (HOCl) وهو العنصر النشط الأساسي المسؤول عن خصائصه المطهرة.
تفاعل الكلور مع الماء
في البداية ، عندما يتم إدخال الكلور إلى الماء ، فإنه يذوب ويشكل خليطًا من حمض هيبوكلوروس (HOCl) وحمض الهيدروكلوريك (HCl) من خلال التفاعل التالي:
Cl2 + H2O → HOCl + حمض الهيدروكلوريك
في هذا التفاعل يتفاعل الكلور (Cl2) مع الماء (H2O) لإنتاج حمض هيبوكلوروس (HOCl) وحمض الهيدروكلوريك (HCl). حمض الهيبوكلوروس هو المطهر المرغوب ، بينما حمض الهيدروكلوريك منتج ثانوي.
حمض هيبوكلوروس ، الذي تمثله الصيغة الكيميائية HOCI ، هو حمض ضعيف موجود في حالة توازن مع أشكاله المنفصلة: أيون هيبوكلوريت (OCl-) وأيون الهيدروجين (H +). يتأثر هذا التوازن بعوامل مثل الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة والتركيز.
HOCl ⇌ OCl- + H +
تُعزى فعالية حمض الهيبوكلوروس كمطهر في المقام الأول إلى قدرته على اختراق جدران الخلايا للكائنات الحية الدقيقة وتعطيل عمليات التمثيل الغذائي الخاصة بها ، مما يؤدي إلى تدميرها. إنه يعمل عن طريق أكسدة المكونات الخلوية الأساسية ، بما في ذلك البروتينات والإنزيمات ، مما يجعل الكائنات الحية الدقيقة غير قادرة على البقاء على قيد الحياة.
يتأثر تفاعل الكلور مع الماء لتكوين حمض هيبوكلوروس بشكل كبير بالرقم الهيدروجيني للماء. عند قيم الأس الهيدروجيني المنخفضة (الظروف الحمضية) ، يزداد تركيز حمض هيبوكلوروس ، لصالح خصائصه المطهرة. مع زيادة الأس الهيدروجيني (الظروف القلوية) ، يزداد تركيز أيون هيبوكلوريت (OCl-) ، وهو مطهر أقل فعالية.
باختصار عندما يتفاعل الكلور مع الماء، فإنه يشكل خليطًا من حمض هيبوكلوروس وحمض الهيدروكلوريك. حمض هيبوكلوروس هو المطهر النشط المسؤول عن خصائص الكلور المضادة للميكروبات. يعد فهم التفاعلات والتوازن الذي يتضمن الكلور والماء أمرًا بالغ الأهمية في تحسين استخدام الكلور كمطهر في تطبيقات مختلفة، مثل معالجة المياه وحمامات السباحة وعمليات التعقيم.
