क्लोरीनचे गुणधर्म (Properties of Chlorine)

मूलद्रव्यांच्या आवर्तसारणीमध्ये (Periodic table)  क्लोरीन, फ्ल्युओरीन, ब्रोमीन व आयोडीन एकाच गटातील असून त्यांना Halogens (हॅलोजन) अथवा मीठ उत्पादक म्हणतात.  ह्या मूलद्रव्यांचा सोडियमबरोबर संयोग झाल्यास मिठाशी साधर्म्य असणारी संयुगे उत्पन्न होतात.  फ्ल्युओरीन व्यतिरिक्त क्लोरीन, ब्रोमीन आणि आयोडीन ही मूलद्रव्ये (आणि त्यांची संयुगे) जलशुद्धीकरणामध्ये जंतुनाशक म्हणून वापरली जातात, म्हणून त्यांचे काही भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म पुढील दोन कोष्टकांमध्ये दिले आहेत, तसेच क्लोरीनची पाण्याच्या तापमानानुसार बदलणारी विलयनक्षमता दाखवली आहे.

क्लोरीन वायूचा जोवर पाण्याशी संयोग होत नाही तोवर तो धातूंवर गंज चढवू शकत नाही.  परंतु त्याचे पाण्यातील संयुग हे धातूंचे प्रभावी भक्षक ठरते, म्हणून ते साठवण्यासाठी काच, कठीण रबर, चांदी, शिसे हे पदार्थ उपयोगी पडतात. तसेच शुद्धीकरण केंद्रामध्ये द्रवरूपात क्लोरीन साठवण्यासाठी seamless mild steel cylinders वापरतात.  त्यांची धारणक्षमता ३२ किग्रॅ., ४५ किग्रॅ., ६८ किग्रॅ. आणि ९०८ किग्रॅ. पर्यंत असते. क्लोरीनचे द्रावण वाहून नेण्यासाठी PVC किंवा FRP पाईपचा आणि व्हॉल्व्हचा उपयोग करतात. हे द्रावण उच्च दाबाखाली पाण्यांत मिसळावयाचे असेल तेथे mild steel rubber lined diffusers वापरतात. कोरड्या स्थितीतील क्लोरीन वायुरूपात अथवा द्रवरूपात हाताळण्यासाठी स्टेनलेस स्टील, हॅसेलॉय सी, मोनेल, निकेल, तांबे, पितळ, प्लॅटिनम ह्या धातूंचा उपयोग करतात.

कोष्टक क्र.  क्लोरीन, ब्रोमीन व आयोडीन यांचे गुणधर्म

कोष्टक क्र. २  क्लोरीनची पाण्यातील विलयनक्षमता

वरील आकडे क्लोरीनची सैद्धांतिक (Theoretical) विलयनक्षमता दाखवतात.  प्रत्यक्षात ह्याच्या साधारणपणे निम्म्याने क्लोरीन पाण्यात विरघळतो.

क्लोरीन पाण्यामध्ये मिसळला की अपघटन व आयनीभवन ह्या दोन प्रक्रिया होतात आणि हायड्रोजन आम्ल उत्पन्न होते. (पहा : पाण्याचे निर्जंतुकीकरण) त्यामुळे पाण्याची सामू (pH value) कमी होऊन पाणी आम्लधर्मी होते. त्याचबरोबर त्यामध्ये हायपोक्लोरस आम्ल (HOCl) आणि हायपोक्लोरस आयन (OCl^–) उत्पन्न होतात.  हे दोन्ही जंतुनाशक असल्यामुळे त्यांचे पाण्यामधील प्रमाण जितके जास्त असेल तितके निर्जंतुकीकरण अधिक प्रभावी होते.  पाण्याची सामू आणि त्यामधल्या ह्या आयनांचे प्रतिशत प्रमाण पुढील कोष्टकांत (कोष्टक क्र.    ) दाखवले आहे.

कोष्टक क्र.   पाण्याच्या सामूचा क्लोरीनच्या मात्रेवरील परिणाम

ज्या पाण्यामध्ये अमोनिया असतो, त्यांत क्लोरीन मिसळला तर पुढील रासायनिक प्रक्रिया होतात.

माेनाेक्लाेरामीन

डायक्लाेरामीन

नायट्राेजन ट्रायक्लाराईड

वरील तीन पदार्थांमध्ये सर्वात परिणामकारक आहे.  डायक्लोरामीन, त्यानंतर मोनोक्लोरामीन आणि शेवटी नायट्रोजन ट्रायक्लोराईड.  ह्या सर्वांची जंतुनाशक शक्ती हायपोक्लोरस आम्ल आणि हायपोक्लोरस आयन ह्यांच्यापेक्षा खूप कमी असल्यामुळे ते पाण्यामध्ये खूप काळपर्यंत टिकून रहातात.  शिवाय त्यांच्यामुळे क्लोरोफॉर्मसारखे घातक उपपदार्थ उत्पन्न होत नाहीत, म्हणून पाणी पुरवठ्याच्या विस्तृत जाळ्यामध्ये क्लोरीनबरोबर अमोनियाचाही उपयोग केला जातो.

पाण्यातील क्लोरीनची मात्रा शोधण्याच्या पद्धती : घरगुती वापरासाठी वितरण करण्याच्या पाण्यामध्ये क्लोरीनचे प्रमाण एका विशिष्ट पातळीच्या वर असले पाहिजे.  ते कमी झाल्यास त्याचा अर्थ (अ) पाण्याचे शुद्धीकरण अपूर्ण होत आहे, किंवा (आ) क्लोरीन कमी प्रमाणात मिसळला जात आहे किंवा (इ) शुद्ध केलेल्या पाण्यामध्ये बाहेरील दूषित पाणी मिसळत आहे असा होतो.  पाण्यातील क्लोरीनचे प्रमाण शोधण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या पद्धती क्लोरीनच्या ऑक्सिडीकरणाच्या क्षमतेवर अवलंबून आहेत, त्यांची नावे पुढीलप्रमाणे –

एकूण क्लोरीनसाठी (TC) पद्धत क्र. १, २, ३, ५, ६, ९, १०.

मुक्त उर्वरित क्लोरीनसाठी (Free Residual Chlorine; FRC) पद्धत क्र. २, ४, ७, ८, ९, १०

संयुक्त उर्वरित क्लोरीनसाठी (Combined Residual Chlorine; CRC) पद्धत क्र. २, ५, ९

एकूण क्लोरीन = मुक्त उर्वरित क्‍लोरीन + संयुक्त उर्वरित क्लोरीन

पद्धतींची वैशिष्ट्ये : १) OT : दीर्घकाल वापरामुळे मूत्रपिंडाचा कर्करोग होऊ शकतो.

२) OTA : एकूण क्लोरीन १० मिग्रॅ / लि. पेक्षा जास्त असल्यास वापरत नाहीत.

३) ST : एकूण क्लोरीन १० मिग्रॅ / लि. पेक्षा जास्त असल्यास, तसेच विरंजक चूर्णामधील उपलब्ध क्लोरीनचे प्रमाण काढण्यास उपयोगी.

४) DD : एकूण क्लोरीन १० मिग्रॅ / लि. पेक्षा जास्त असल्यास वापरतात.

५) FACTS : कमीत कमी ०.१ मिग्रॅ / लि. आणि जास्तीत जास्त ५ मिग्रॅ / लि. क्लोरीनसाठी वापरतात.

६) DPD :  मुक्त, संयुक्त तसेच मोनोक्लोरमीन, डायक्लोरोमीन, नायट्रोजन ट्रायक्लोराईडचे प्रमाण काढण्यास उपयोगी.

७) AT : मुक्त क्लोरीन, संयुक्त क्लोरीन यांचे प्रमाण काढण्यास, तसेच प्रयोगशाळेतील पद्धतींचे प्रमाणीकरण करण्‍यास उपयोगी.

समीक्षक – विनायक सूर्यवंशी