Klor (Cl), atom numarası 17 olan diatomik bir elementtir ve periyodik tabloda halojenler sınıfında yer alır. Aşağıdaki görselde görüldüğü üzere Cl’nin dış katmanında 7 elektron vardır ve tek başına kararsız yapıdadır. Doğaları gereği daha kararlı yapıda olma başka bir deyişle soygaz konfigürasyonunu elde etme eğilimindedirler bu nedenle de iki klor atomu elektronlarını ortaklaşa kullanarak kararlı yapıya ulaşırlar ve Cl₂  olarak varlıklarını sürdürürler. Ayrıca oda koşullarında gaz halinde bulundukları için “klor gazı” yerine doğrudan “klor” ismi de kullanılmaktadır.

 

 

 

 

 

 

Klor doğada element olarak bulunmaz, bileşikler halinde bulunur. Sofra tuzu olarak da bildiğimiz sodyum klorür en yaygın bileşiğidir ve halit, karnalit gibi minerallerin yapısında da klor bulunur. Sodyum Klorürün (NaCl) elektrolizinden her yıl 40 milyon ton klor gazı üretilir.

Klor (Cl₂) ve klorür (Cl^–) birbirine karıştırılmamalıdır. Klor bir elementi ifade ederken klorür negatif yüklü bir iyonu ifade eder. Örneğin NaCl’deki klor, klorür formundadır.

Serbest klor, bağlı klor terimlerini kavrayabilmek için kısaca suların klorlanmasına göz atmamız gerekmektedir. Su kaynaklarının ve kirli suların klorlanmasındaki temel amaç hastalık üreten mikroorganizmaları etkisiz hale getirmek veya yok etmektir. Klor gazı dezenfeksiyon işlemlerinde yaygın olarak kullanılır. Bu işlem sodyum hipoklorit (NaClO) ve kalsiyum hipoklorit (Ca(ClO)₂ ) gibi belli başlı klor bileşikleri ile de yürütülebilir.  Ek olarak, günlük hayatta temizlik amaçlı kullandığımız çamaşır suyu düşük konsantrasyonlu sodyum hipoklorittir.
Temelde su ile girilen tepkimede Hipokloröz Asit (HOCl) oluşur.

• Cl₂ + H₂O ® HOCl + HCl
• NaClO + H₂O ® HOCl +NaOH
• Ca(ClO)₂ + 2 H₂O ® 2 HOCl + Ca(OH)₂

Mevcut pH’a göre de aşağıdaki tersinir ayrışma gerçekleşir:

HOCl ⇌ H⁺ + OCl^–

Burada esasen dezenfeksiyon görevini yerine getiren “HOCl” veya “OCl^–” hipoklorit iyonudur. Klorür (Cl^–) iyonu ile de karıştırılmamalıdır.

Klorun ve klor bileşiklerinin su ile çok hızlı reaksiyon vermesi nedeniyle “serbest klor” kavramı pratikte klorü değil hipokloröz asidi (HOCl) karşılamaktadır. Yani toparlayacak olursak klorlama işlemiyle oluşan hipokloröz asit (HOCl) ve hipoklorit iyonlarının (OCl-) konsantrasyonuna “serbest klor” adı verilir. Suda bulunan amonyak, azot veya azotlu bileşiklerle (kloraminler) birleşen klora ise “bağlı klor” denir. Bu iki türün tamamı da toplam klor olarak ifade edilir. Hem serbest hem de bağlı klor aynı anda mevcut olabilir.

Klorlama sonucunda serbest klorun tamamı tüketilmeyebilir. Klorun su ile temas süresi sonucunda suda kalan serbest klor konsantrasyonu bakiye klor olarak tanımlanır.

Sularda  kalıcı  dezenfeksiyonu  tespit  edebilmek  için,  dezenfeksiyon  işleminden  sonra  kalan  bağlı  veya  serbest  klorun  miktarını  belirlemek  önemlidir.

 

Melisa ÇELEBİ
Kimyager

 

KAYNAKLAR

https://www.sciencehistory.org/distillations/a-brief-history-of-chemical-war

https://www.rsc.org/periodic-table/element/17/chlorine

https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2015/08/20150826-21.htm

ELEMENTARY HANDBOOK OF WATER DISINFECTION by F.H.H. Carlsson