คลอรีน คืออะไร?

คลอรีน (Chlorine) เป็นสารเคมีที่มีประสิทธิภาพสูง จัดอยู่ในกลุ่มฮาโลเจน (กลุ่ม O) ในตารางธาตุ เป็นสารที่นำไปใช้ประโยชน์มากมาย ไม่ว่าจะเป็นด้านอุตสาหกรรม เกษตรกรรม ตลอดจนสาธารณสุข และที่เห็นได้ชัดเจน คือ การนำมาเป็นสารในการฆ่าเชื้อจุลินทรีย์ของขบวนการผลิต น้ำดื่ม-น้ำ ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม, ฟาร์มเลี้ยงปศุสัตว์, ฟาร์มเลี้ยงสัตว์น้ำ, ในตลาดสด และในครัวเรือน รวมทั้งใช้ในการบำบัดน้ำเสียจากแหล่งต่าง ๆ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสระว่ายน้ำ

• คลอรีน (Chlorine) เป็นชื่อเรียกคลอรีนในสถานะของธาตุคลอรีน (Cl) รวมถึงใช้เป็นชื่อเรียกในสถานะก๊าซคลอรีน (Cl2) และคลอรีนอิสระ (Cl^–)
• คลอไรด์ (Chloride) เป็นชื่อเรียกคลอรีนที่อยู่ในสถานะสารประกอบต่าง ๆ หรือ เป็นกลุ่มสารประกอบที่เรียกว่า สารประกอบคลอไรด์ (Chloride compound) เช่น โซเดียมคลอไรด์ (NaCl) และโพแทสเซียมคลอไรด์ (KCl) เป็นต้น

คลอรีน ในสภาวะปกติ จะอยู่ในรูปก๊าซสีเขียวอมเหลือง หากเพิ่มความดัน และอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเปลี่ยนเป็นของเหลวสีอำพัน และหากสัมผัสหรือผสมกับน้ำจะเกิดปฏิกิริยาได้สารที่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์ และออกฤทธิ์กัดกร่อนอย่างรุนแรง

► คลอรีน ในสภาวะปกติ จะอยู่ในรูปก๊าซสีเขียวอมเหลือง หากเพิ่มความดัน และอุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเปลี่ยนเป็นของเหลวสีอำพัน และหากสัมผัสหรือผสมกับน้ำจะเกิดปฏิกิริยาได้สารที่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์ และออกฤทธิ์กัดกร่อนอย่างรุนแรง

► คลอรีนที่อยู่ในภาชนะบรรจุจะอยู่ใน สภาพของเหลวภายใต้ความดันสูง แต่หากอุณหภูมิสูงขึ้น ของเหลวส่วนล่างในภาชนะบรรจุจะเปลี่ยนเป็นก๊าซทำให้แรงดันเพิ่มขึ้นอีก เช่น ก๊าซคลอรีนในภาชนะที่อุณหภูมิ 35 °C ความดันก๊าซจะประมาณ 10 บาร์ แต่หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นเป็น 65 °C ความดันก๊าซจะเพิ่มขึ้นเป็น 20 บาร์ ซึ่งหากภาชนะไม่สามารถรับแรงดันได้จะเกิดการระเบิดได้ ดังนั้น ก๊าซคลอรีนที่เก็บภาชนะบรรจุ ควรเก็บในที่ร่ม และมีอากาศถ่ายเทสะดวก

คลอรีน ชนิดต่าง ๆ ที่ใช้กันโดยทั่วไป เป็นแบบไหน?

คลอรีนที่ใช้กันโดยทั่วไป ในธุรกิจต่าง ๆ มีข้อดี-ข้อเสีย แตกต่างกัน ดังนั้น การใช้คลอรีนให้ได้ผล จำเป็นต้องกำหนดวัตถุประสงค์ของการใช้ แล้วทำการเปรียบเทียบข้อดี-ข้อเสีย ของคลอรีนชนิดต่าง ๆ เพื่อให้สามารถใช้คลอรีนได้ถูกต้องได้ผลสูงสุดตามที่ต้องการ

► แคลเซียมไฮโปคลอไรท์ (Calcium Hypochlorite)
เป็นคลอรีนที่ใช้กันแพร่หลายที่สุด มีหลายความเข้นข้นให้เลือกใช้ตั้งแต่ 35-70% หาได้ง่ายและมีหลากหลายราคา เนื่องจากมีหินปูนเป็นองค์ประกอบ  ดังนั้นเวลาละลายน้ำจะมีตะกอนที่ไม่ละลายน้ำค่อนข้างมาก จึงมีความจำเป็นต้องวางทิ้งไว้ให้ตกตะกอนก่อน แล้วนำเฉพาะส่วนที่ใสไปใช้ เพื่อป้องกันการอุดตันของถังจ่ายคลอรีน
หลังละลายน้ำคลอรีนจะแตกตัวให้ Hypochlorite ion ( OCl^– ) ซึ่งมีประจุลบ ทำให้มีบางส่วนไปจับกับตะกอนแขวน ลอยในน้ำก่อน และมีส่วนน้อยเปลี่ยนรูปเป็น HOCl ซึ่งมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อได้รุนแรงกว่า ทำให้การใช้ในน้ำที่มีตะกอนมากจะได้ ผลลดลง

เนื่องจากเป็นคลอรีนที่มี  pH มากกว่า 9 จึงมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และเพื่อให้ใช้ได้ผลดี จำเป็นต้องกำจัดตะกอนในน้ำก่อน และควรปรับค่า pH ของน้ำให้เป็นกรดเล็กน้อยที่ 6-6.8 โดยใช้กรดเกลือเพราะจะทำให้คลอรีนออกฤทธิ์ดีขึ้น

► โซเดียมไฮโปคลอไรท์ (Sodium Hypochlorite)
เป็นคลอรีนชนิดน้ำ ความเข้มข้นของ Available Chlorine 10% ทำให้สะดวกและง่ายต่อการใช้งาน แต่เนื่องจากอยู่ในรูปน้ำ ทำให้มีความคงตัวต่ำมาก ต้องใช้ให้หมดภายใน 2 วัน เพราะหลังจากนั้น Available Chlorine จะลดลงอย่างรวดเร็ว จนมีประสิทธิภาพไม่เพียงพอในการฆ่าเชื้อโรค

ถึงแม้จะเป็นคลอรีนรูปน้ำ เป็น Free Chlorine ทั้งหมด แต่เนื่องจากตัวคลอรีนมี pH มากกว่า 9 ทำให้ Free Chlorine อยู่ในรูป OCl^– ซึ่งจะไปจับกับตะกอนในน้ำก่อน และมีส่วนน้อยที่เปลี่ยนรูปเป็น HOCl จึงมีประสิทธิภาพต่ำในการใช้งานทั่วๆไป ยกเว้นจะมีการกำจัดตะกอนต่างๆในน้ำก่อน และปรับ pH ของน้ำให้ไม่เกิน 7 จึงจะใช้ได้ผลดี แต่ก็ยังมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง 

► คลอรีนชนิด DCCNa (Sodiumdichloro Isocyanurate)
เป็นสารประกอบคลอรีนที่พัฒนาให้มีความคงตัวสูงเก็บรักษาได้นาน สามารถละลายน้ำได้อย่างรวดเร็ว และไม่มีตะกอนหลงเหลือ มี pH ที่เหมาะสมที่ 6.4-6.8 สามารถผลิตได้ทั้งในรูป ผง ,เกล็ด และเม็ด ( Tablet ) ทำให้นำไปใช้งานได้อย่างหลากหลาย และเหมาะสมต่อสภาพการใช้งาน

DCCNa หลังจากละลายน้ำแล้ว จะแตกตัวให้ HOCl (Hypochlorous acid) และ Cyanuric Acid (ที่ช่วยทำให้ HOCl มีความคงตัวในน้ำเพิ่มมากขึ้น) ไม่มีผลกระทบต่อค่า pH ของน้ำ สามารถออกฤทธิ์ได้ดีแม้แต่ในน้ำที่มี pH 8-9 โดยมีผลทำให้ประสิทธิภาพลดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น

DCCNa สามารถออกฤทธิ์ได้ดีกว่า คลอรีนชนิด Hypochlorite 2-10 เท่า จึงใช้น้อยแต่สามารถฆ่าเชื้อได้ดี ไม่ทำให้หัวจ่ายคลอรีนอุดตัน สามารถสลายตัวได้เร็ว และมีฤทธิ์กัดกร่อนน้อยกว่าคลอรีนชนิดอื่นๆ

► คลอรีน 90% (Trichloroisocyanuric Acid)
เป็นคลอรีนที่มีความเข้มข้นสูงถึง 90% สามารถละลายน้ำได้หมด ไม่มีตะกอนหลงเหลือ แต่ละลายได้ช้ามากใช้เวลาในการละลายน้ำนาน เมื่อละลายน้ำแล้วจะแตกตัวให้ HOCl และ Cyanuric Acid ทำให้มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อสูงมาก สามารถออกฤทธิ์ได้ดีกว่า คลอรีนชนิด Hypochlorite 8-10 เท่า

แต่เนื่องจากเป็นสารประกอบคลอรีน ที่มีฤทธิ์เป็นกรดแก่ pH 2-3 ทำให้ค่อนข้างอันตรายในการใช้ และยังทำให้ pH ของน้ำลดลง และมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง

คลอรีน สารฆ่าเชื้อโรคได้อย่างไร?

คลอรีนมีความเป็นพิษที่ค่อนข้างสูง จึงมีฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ว่าจะเป็นเชื้อไวรัส เชื้อแบคทีเรีย หรือตะไคร่น้ำ ทำให้สารชนิดนี้ถูกนำไปเป็นส่วนประกอบของสารทำความสะอาดหลายชนิด เช่น สารทำความสะอาดสระน้ำ น้ำยาล้างห้องน้ำ น้ำยาล้างจาน น้ำยาฟอกขาว น้ำยาซักผ้า เป็นต้น นอกจากนี้ ยังถูกนำไปใช้ในการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานและโรงพยาบาล ใช้ควบคุมความสะอาดในน้ำสำหรับผู้ที่เพาะพันธุ์ปลาหรือสัตว์น้ำ ใช้เป็นสารฆ่าเชื้อในกระบวนการผลิตน้ำดื่ม รวมทั้งใช้ในอุตสาหกรรมกระดาษ พลาสติก สี สิ่งทอ และโลหะบางชนิดอีกด้วย