Chlor jest bardzo aktywnym pierwiastkiem, pod wpływem promieniowania uv reaguje wybuchowo tworząc HCl
H2 + Cl2 + hν → 2HCl + 44.1 kcal
Teoretycznie jeden kwant energii świetlnej wystarczy, aby reakcja biegła łańcuchowo bez końca. Ze względu na rekombinację na cząstki chloru i wodoru ulega ona przerwaniu. W wyniku rozpuszczenia w wodzie tworzy się kwas solny, jeden z najmocniejszych kwasów beztlenowych, który prawie całkowicie dysocjuje w wodzie na jony H+ i Cl. Zużycie kwasu solnego w przemyśle jest bardzo wysokie: w przemyśle włókienniczym, do produkcji soli chlorkowych, do produkcji barwników, środków leczniczych, w galwanotechnice, do produkcji glukozy i innych.
W technologii uzdatniania wody chlor i jego związki są powszechnie stosowane do dezynfekcji jako środek silnie bakteriobójczy. Jest to metoda szeroko rozpowszechniona i najtańsza. Dezynfekcje wody przeprowadza się jako proces końcowy w procesie uzdatniania wody, po oczyszczeniu fizycznym i chemicznym. Ogólnie metody dezynfekcji wody możemy podzielić na:
-metody fizyczne:
gotowanie, pasteryzacja – polega na poddawaniu wody działaniu wysokich temperatur - nie stosuje się w praktyce wodociągowej,
dezynfekcja za pomocą promieni ultrafioletowych – polega na naświetlaniu wody promieniami UV –nie znalazła szerszego zastosowania w wodociągach,
dezynfekcja za pomocą promieniowania jonizującego – obecnie nie ma praktycznego zastosowania,
dezynfekcja za pomocą ultradźwięków – w czasie ekspozycji nie krótszym od 5 min., woda poddawana jest działaniu fal o częstości drgań 100-225 kHz, które to niszczą bakterie,
dezynfekcja za pomocą ultrafiltracji – bakterie przeciętnie mają wymiar 1-2 µm, dlatego filtrowanie wody przez filtr o wymiarach porów mniejszych od 1 µm może usunąć z niej bakterie – znalazła zastosowanie u użytkowników potrzebujących stosunkowo małych ilości wody,
-metody chemiczne:
do związków chemicznych działających bakteriobójczo należą związki utleniające, szczególnie należące do grupy chlorowców i ozonu. Należą do nich: chlor gazowy (Cl2), woda chlorowa, podchloryn sodowy (NaCl) i potasowy, wapno chlorowane, dwutlenek chloru (ClO2), chloraminy, jod, brom, ozon.
Chlor wprowadza się do wody za pomocą chloratorów. Rozpuszczony chlor w wodzie ulega hydrolizie, powstaje słaby kwas podchlorowy i mocny kwas solny.
Cl2 + H2O → HClO + HCl
HClO → ClO + H+
Chlor wprowadzony do wody naturalnej zostaje zużyty do:
zniszczenia bakterii,
utlenienia związków organicznych i nieorganicznych (np. Fe2+ do Fe3+ ),
część łączy się z azotem amonowym (o ile jest obecny) tworząc chloraminy, NH3 + Cl2 → NH2Cl + HC (chloramina)
część pozostaje niezwiązana.
Chlor związany w postaci chloramin i chlor niezwiązany nazywa się chlorem pozostałym.
Chlor pozostały (ogólny) może występować w postaci:
użytecznego chloru wolnego – formy występowania: HClO (kwas podchlorawy), jony ClO (jony podchlorynowe), Cl2 (rozpuszczony chlor cząsteczkowy)
i (lub)
użytecznego chloru związanego w postaci chloramin lub innych związków chlorowych.
W celu skrócenia nazwy często pomijamy słowo „użyteczny”, mówiąc chlor wolny i związany w znaczeniu jako użyteczny. Wszystkie postacie chloru użytecznego możemy oznaczyć jodometrycznie w roztworze kwaśnym.
Największą aktywność bakteriobójczą ma HClO, który najłatwiej przenika przez błonę komórkową i niszczy aparat enzymatyczny bakterii. Najniższą aktywność bakteriobójczą wykazuje chlor związany w postaci chloraminy.
HClO > ClO > Cl2 > NH2Cl
Mniejsza reaktywność chloramin ma i swoje plusy. Nie reagują z wieloma składnikami wód naturalnych, które redukują chlor wolny i zużywają go nieefektywnie. Chloramina jest trwała w wodzie przez długi czas, nie jest wrażliwa na światło, które powoduje szybką fotolizę chloru wolnego i dzięki temu może zabezpieczyć wodę przez długi czas przed wtórnym zakażeniem z zewnątrz.
Zapotrzebowaniem chloru (inaczej dawka skuteczna - normalna) nazywamy taką ilość chloru, która jest potrzebna na potrzeby wszystkich procesów zużywających chlor do momentu pojawienia się w wodzie chloru pozostałego użytecznego. W praktyce zapotrzebowaniem chloru nazywa się najmniejszą ilością chloru wolnego dodanego do 1 dm3 wody o temperaturze 293 K (20oC), który po 30 min. kontaktu chloru z wodą daje 0,1 mg/dm3 pozostałego chloru użytecznego. Skuteczność wyznaczonej doświadczalnie dawki chloru sprawdza się za pomocą badań bakteriologicznych. Działanie bakteriobójcze chloru zależy od rodzaju bakterii oraz od czasu kontaktu, stężenia, a także od temperatury, pH.
Chlor ma działanie dezynfekujące i dlatego jest dodawany do wody do picia. Duże dawki chloru są jednak szkodliwe dla organizmu człowieka, dlatego ustalono dopuszczalne stężenie chloru w wodzie do picia – wynosi ono 0,1-0,3 mg/dm3.
Oznaczenie chloru pozostałego wykonuje się bezpośrednio po pobraniu próbki, ze względu na nietrwałość wodnych roztworów chloru. Należy przy tym unikać naświetlania próbki światłem uv oraz jej wstrząsanie. Jedną z prostszych metod oznaczenia jest metoda kolorymetryczna z ortotolidyną.
Przy chlorowaniu wody dużymi dawkami chloru, wymagane jest przed oddaniem wody do sieci rozdzielczej do użytku konsumentów aby cały chlor pozostały (lub jego część) został usunięty. Właśnie to usuwanie nadmiaru chloru nazywamy dechloracją, którą można wykonać metodami fizycznymi za pomocą sorpcji na sorbentach (np. węgiel aktywny) lub metodami chemicznymi, redukując pozostały chlor użyteczny do chlorków za pomocą np.: dwutlenku siarki SO2, siarczynu sodowego Na2SO3, wodorosiarczynu sodowego NaHSO3 i pirosiarczynu sodowego Na2S2O5.
Zasada oznaczenia Chlor pozostały reaguje w środowisku kwaśnym z ortotolidyną, utleniając jej grupę NH2, przy czym tworzy się żółte zabarwienie, którego intensywność jest proporcjonalna do stężenia pozostałego chloru użytecznego w badanej próbce wody.. Porównując ją z odpowiednimi wzorcami lub oznaczając spektrofotometrycznie oznacza się zawartość chloru pozostałego użytecznego (wolnego i związanego łącznie).