Clorazione dell’acqua:reazioni chimiche

La clorazione delle acque viene effettuata con lo scopo di eliminare microrganismi patogeni quali batteri, virus, funghi, protozoi e spore  al fine di  impedire la trasmissione di malattie infettive.

Quando il cloro viene aggiunto all’acqua reagisce con i composti in essa presenti come ad esempio con i composti organici, con agenti riducenti, con ioni Fe2+, con ioni NO2.

Consideriamo, ad esempio, la reazione tra cloro e solfuro di idrogeno in acqua. Questa reazione può avvenire in due modi:

H2S + Cl2 + O2- → S + H2O + 2 Cl

in cui dalla reazione si ottiene zolfo che precipita

H2S + 4 Cl2 + 4 H2O → H2SO4 + 8 HCl

Come si può notare in ciascuna reazione il cloro reagisce per dare rispettivamente cloruro e acido cloridrico che non hanno proprietà disinfettanti e pertanto la quantità di cloro aggiunta non ha prodotto composti con le proprietà desiderate. Deve essere aggiunta quindi una quantità di cloro superiore affinché possa trovarsi in eccesso ed espletare la sua attività.

Il cloro peraltro reagisce anche con l’acqua e questa reazione dipende dal tipo di cloro usato e dal pH dell’acqua. Il cloro, infatti, può essere aggiunto sotto forma di cloro gassoso, di ipoclorito o di biossido di cloro: questi composti hanno tutti la caratteristica di uccidere i batteri a alcuni virus ma solo il biossido di cloro  è in grado di eliminare i parassiti più frequenti nelle acque ovvero il  Cryptosporidium e la Giardia lamblia oltre che alcuni virus.

Cloro gassoso

Il cloro si presenta sotto forma di Cl2 ed è gassoso a temperatura ambiente; viene pertanto compresso e liquefatto e immagazzinato in cilindri metallici. Allo stato gassoso, infatti sarebbe difficile da trasportare, ed inoltre è tossico, corrosivo, irritante e, ad alte concentrazione può essere mortale.

Quando il cloro entra in contatto con l’acqua avviene la reazione di disproporzione:

Cl2 +  H2O → HClO + HCl

L’acido ipocloroso che è un acido debole, a seconda del pH, può dissociarsi in modo più o meno marcato secondo l’equilibrio:
HClO ⇌ H+ + ClO

In base al Principio di Le Chatelier in un ambiente acido l’acido si dissocia debolmente, mentre la sua dissociazione è favorita da pH basici. Poiché solo la forma di acido indissociato ha un’azione disinfettante  ad alti valori di pH la disinfezione risulta poco efficace.

Ipoclorito

In taluni casi, al posto del cloro gassoso, alcune centrali impiegano l’ipoclorito che tuttavia pur essendo meno dannoso del cloro presenta lo svantaggio di potersi decomporre nel tempo durante lo stoccaggio; esso è infatti è sensibile alla temperatura e alla luce.

Vi sono tre tipi di ipoclorito:

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Author: Chimicamo

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