نویسنده: حدیث پاکدل مقدم
بروزرسانی: ۶ مهر ۱۴۰۰
ستاره | سرویس محتوای کمک درسی – آیا تابحال به ترکیب موجود در نمک خوراکی فکر کرده اید؟ کلر یکی از چند عنصر مهم شیمیایی است که برای زندگی گیاهان، جانوران و البته انسان‌‌ها ضروری است. استفاده انسان از کلر به زمان‌های قدیم برمی‌گردد؛ زمانی که سدیم کلرید به عنوان رایج‌ترین ترکیب کلر شناخته و از آن در شکل نمک و سنگ نمک استفاده می‌شد. کاربردهای کلر در زمینه‌های مختلف موجب شده است که امروزه به عنوان مهمترین عنصر شیمیایی در نظر گرفته شود. در ادامه ابتدا کاربردهای اصلی سپس کاربردهای فرعی کلر ارائه شده اند.
خلاصه‌ای از ویژگی‌های کلر
کلر عضوی از خانواده عناصر هالوژن است. دیگر اعضای این خانواده ید، برم و فلوئور هستند. عدد اتمی آن ۱۷ و نماد شیمیایی آن CL است. جرم اتمی کلر ۳۵.۴۵۳ گرم بر مول و چگالی آن ۳.۲ گرم بر لیتر است. رنگ آن سبز مایل به زرد است و بوی عجیب و غریبی شبیه به بوی مایع سفیدکننده دارد. دمای ذوب کلر منفی ۱۰۱.۵ درجه سانتی‌گراد و دمای جوش آن منفی ۳۴.۰۴ سانتی‌گراد است. اگرچه این عنصر در دمای اتاق به شکل گاز است، اما برای انبار کردن آن باید تحت فشار قرار گیرد و سرد شود.
کاربردهای کلر
کلر رایج‌ترین عنصر خانواده هالوژن در جدول تناوبی عناصر است. این عنصر یک مایع روشن کهربایی رنگ است که حدود ۱.۵ برابر سنگین‌تر از آب است. گاز کلر، سبز مایل به زرد است و حدود ۲.۵ برابر سنگین‌تر از هواست و در مناطقی که هوا کم رد و بدل می‌شود، در نزدیک سطح زمین باقی می‌ماند. کلر بوی تندی دارد. کلر یک عامل اکسید کننده قوی است که باید به دقت با آن کار کرد. در دمای اتاق، کلر یک گاز زرد مایل به سبز است. مهمترین کاربردهای کلر به شرح زیر است:
۱. پاکسازی
در ابتدا کلر به خاطر قیمت پایین و موثر بودن آن، به عنوان ضد عفونی کننده در گیاهان تصفیه آب در سراسر جهان استفاده می‌شد. اساسا کلر عوامل تولید کننده بیماری را از آب جدا می‌کند و موجب می‌شود تا در طول روز از شیوع بیماری‌هایی که از طریق آب منتقل می‌شوند، جلوگیری شود. به فرآیندی که طی آن از کلر برای پاکسازی آب استفاده می‌شود، کلرور آب می‌گویند. به غیر از گیاهان تصفیه آب، این عنصر شیمیایی به طور گسترده در فاضلاب و تصفیه‌خانه‌ها استفاده می‌شود.
۲. از بین بردن باکتری‌ها
اگر شما به شنا علاقه دارید باید بدانید که آب استخرها معمولا با کلر ترکیب می‌شود. زمانی که کلر به آب استخر اضافه می‌شود، به اسید هیپوکلرید و دیگر مواد شیمیایی تجزیه شده و که باکتری‌هایی که برای سلامت مضر هستند را می‌کشد. با استفاده از قرص‌های کلر یا دستگاه مخصوص کلرزنی آب استخرها ضد عفونی می‌شود. یکی دیگر از کاربردهای کلر استفاده از آن به عنوان یک ضدعفونیکننده برای کشتن باکتری‌هایی است که در گودال‌های آب، سیستم‌های تهویه هوا و … جمع می‌شوند.
۳. مصرف داوریی
کاربردهای کلر در زمینه پزشکی غیر قابل انکار است. در زمینه پزشکی تقریبا ۸۵ درصد داروها دارای کلر هستند یا با استفاده از آن تولید می‌شوند. همچنین برخی از ترکیبات کلر در آنتی سپتیک‌ها برای جلوگیری از رشد باکتری در زخم‌ها و سوختگی‌ها کاربرد دارند. ترکیبات کلر به طور گسترده به عنوان پاک‌کننده و ضدعفونیکننده ابزار تجهیزات پزشکی در سراسر جهان استفاده می‌شوند.
۴. سلاح و عامل شیمیایی
کلر به خاطر این که به راحتی آتش نمی‌گیرد، می‌تواند به همراه مواد دیگر برای تشکیل ترکیبات انفجاری به کار رود. در حقیقت کلر به عنوان عامل جنگ شیمیایی در گذشته استفاده می‌شده است. کلر به عنوان یک تهدید کننده ریه طبقه بندی شده و می‌تواند باعث ایجاد ادم ریوی شود و در نهایت منجر به مرگ شود. کلر اولین بار به عنوان سلاح، در جنگ جهانی اول در سال ۱۹۱۵ استفاده شد. به تازگی و در طی جنگ عراق، کلر توسط شورشیان برای گسترش وحشت مورد استفاده قرار گرفت. بنابراین استفاده غیر انسانی نیز یکی از کاربردهای کلر است که قابل چشم پوشی نیست.
۵. کاربرد در فناوری
همانند کاربردهای مستقیم آن، کلر تعدادی کاربرد غیرمستقیم نیز دارد. از کلر برای تولید حلال‌های کلر، کلرید، پلیمر، رشته‌های مصنوعی و … که هرکدام کاربردهای متنوعی دارند، استفاده می‌شود. همچنین از کلر برای تولید محصولات تجاری مثل سخت افزار رایانه، تراشه‌های سیلیکون، آفت‌کش‌ها، حشره‌کش‌ها، فلزات، رنگ‌ها، پلاستیک‌ها، سردکننده‌ها، حلال‌ها و … استفاده می‌شود. همچنین در ابزار‌های پزشکی مثل قطره‌های داخل وریدی و کاتتر‌های قلب کاربرد دارد. حتی پلی کربناتی که برای تولید شیشه ضد گلوله استفاده می‌شود، از کلر ساخته شده است.
۶. کاربرد در کشاورزی
یکی از بهترین کاربردهای کلر در حوزه کشاورزی نمایان می‌شود. از کلر می‌توان برای ضدعفونی و از بین بردن ویروس‌ها و آفات میوه ها استفاده کرد. از طرف دیگر، آب کشاورزی را نیز با استفاده از کلر می‌توان به آب سالم‌تری تبدیل کرد. با بهره‌گیری از این ویژگی کلر احتمال انتقال میکروب‌های مضر به میوه‌ها یا سایر محصولات به صفر می‌رسد. در کشاوری دو نوع ضدعفونی کننده کلر پرکاربرد وجود دارد: سدیم هیپوکلریت و کلسیم هیپوکلریت.
۷. کاربرد در بدن انسان
در بدن انسان، کلر در فرم نمک‌های محلول به نام کلرید موجود است. کلرید به همراه سدیم و آب به عنوان یک الکترولیت معدنی عمل می‌کند و نقش مهمی در توزیع مایعات در سراسر بدن دارد. کلر به حفظ تعادل مایعات در داخل و خارج سلول‌ها کمک کرده و همچنین برای حفظ حجم خون مورد نیاز و فشار خون مناسب ضروری است.
با ذکر این کاربردهای کلر که به این عنصر اعتبار می‌بخشد. اگر کلر نبود همه چیز خیلی بدتر می‌شد. با وجود عناصر شیمیایی زیاد روی این سیاره، بیماری‌های زیادی از طریق آب به افراد منتقل می‌شد.
سایر کاربردهای کلر (کاربردهای فرعی)
- کلر به راحتی در آب حل می‌شود تا مخلوطی از هیدروکلریک اسید ایجاد کند. این ماده در تولید کلرید‌ها، کود‌ها، رنگ‌ها و همچنین ضدعفونی‌کننده‌ها استفاده می‌شود. هیدروکلریک اسید برای تشخیص سطح آماده سازی مواد غذایی نیز به کار می‌رود. کلر یک اکسیدکننده عالی برای سفید کردن در صنایع کاغذسازی و پارچه است. این عنصر برای استخراج برم نیز کاربرد دارد.
- کلر اصلی‌ترین عضو در صنایع شیمیایی و دارویی است. کلر به عنوان ضدعفونیکننده در آب آشامیدنی و در استخر‌های شنا، شناخته شده است. کلر به پیشرفت‌هایی در زمینه‌های مختلف مانند ضد عفونی، پزشکی، امنیت عمومی و افزایش کیفیت زندگی روزمره کمک می‌کند.
- کلر قابل اشتعال نیست، اما ممکن است با بسیاری از مواد رایج از جمله استیلن، اتر، سنتور، آمونیاک، گاز طبیعی، هیدروژن و فلزات رقیق شده واکنش‌های انفجاری نشان دهد یا با آن‌ها مواد منفجره بسازد.
- کلر تقریبا در آب محلول است و با رطوبت واکنش می‌دهد تا اسید هیپوکلرید (HCLO) و اسید هیدروکلریک (HCL) ایجاد کند.
- کلر معمولا برای ذخیره سازی و حمل و نقل به صورت یک مایع کهربایی رنگ فشرده و سرد می‌شود.
- گاز کلر یک سم خطرناک است که اولین گاز مورد استفاده در جنگ‌های شیمیایی در جنگ جهانی اول بود. این گاز باعث خفگی، تنگی قفسه سینه، تنگی در گلو و ورم ریه‌ها می‌شود. حدود ۲.۵ میلی گرم در لیتر از این گاز در جو، در عرض چند دقیقه باعث مرگ می‌شود، اما کمتر از ۰.۰۰۰۱ درصد حجم آن ممکن است برای چند ساعت تحمل شود.
کلرید (Cl2) برای چه استفاده می‌شود؟
مکمل‌های کلرید برای افرادی که کمبود کلر دارند استفاده می‌شود. کمبود میزان کلرید در خون، هیپوکلرومی نامیده می‌شود. کلرید در بدن جزء کلیدی مایعاتی است که برای کنترل جریان خود در سلول‌ها و اطراف آن کار می‌کنند. کلرید به علت دفع بیش از حد مایعات بدن از طریق عرق کردن، ادرار کردن، استفراغ و اسهال می‌تواند در بدن به سطح پایین برسد. بعضی از داروها، به خصوص آن‌هایی که باعث ادرار می‌شوند، می‌توانند منجر به از دست دادن مایع شوند. کلرید همچنین با هیدروژن ترکیب شده تا هیدروکلریک اسید را در معده ایجاد کند تا غذا‌ها را در زمان هضم بشکند.
منابع شگفت آور کلر
- یک گیاه دارویی محلی چینی شامل پنج ترکیب طبیعی کلروره است.
- یک قورباغه درخت اکوادوری، یک آلکالوئید کلر تولید می‌کند که خواص کشتن آن چند صد برابر قوی‌تر از مورفین است.
- یک آنتی بیوتیک طبیعی کلر مثل وانکومایسین، دفاع کلیدی در برابر عفونت‌های استافیلوکوکوس بیمارستانی دارد.
- بعضی از محصولات طبیعی کلرید شده، دارای خاصیت ضد باکتری و ضد سرطانی هستند.
- فرستادگان جستجوگر ناسا در حال حاضر در حال بررسی سطح مریخ هستند و حضور کلر در این سیاره سرخ را کشف کرده اند.
- هنگامی که ناسا نمونه‌های خاک در آزمایشگاه هیبریدی را بررسی کرد، ترکیبات متان کلرید شده را تشخیص داد.
- کلر حدود ۰.۰۱۳ درصد از پوسته زمین را تشکیل می‌دهد.
- کلر آزاد به عنوان یک جز بسیار کوچک از گاز‌های آتشفشانی گزارش شده است که کلرید هیدروژن یک جز بسیار رایج است.
- کلر به عنوان یون کلرید –CL، یون اصلی منفی در آب‌های اقیانوس‌ها (۱.۹ درصد از وزن) و در دریا‌های داخلی مانند دریای خزر، دریای مرده و دریاچه بزرگ نمکی یوتا است.
- کلر در مواد معدنی تبخیر شده به عنوان مثال همراه با سدیم به عنوان سنگ نمک (هالیت) و در مواد معدنی کلرپاتیت و سودالیت یافت می‌شود.
- کلر طبیعی مخلوطی از دو ایزوتوپ پایدار است: کلرین ۳۵ (۷۵.۵۳ درصد) و کلریم ۳۷ (۲۴.۴۷ درصد).
- یون کلرید موجود در مایعات بدن حیوانات برتر است و به عنوان اسید هیدروکلریک در ترشحات معده وجود دارد.
