Was ist Chlor und warum messen wir es?

Wenn Sie jemals in einem Pool schwimmen gegangen sind, haben Sie wahrscheinlich von Chlor gehört. Die Chemikalie wird verwendet, um das Schwimmwasser sauber zu halten. Wenn Ihre Augen nach dem Schwimmen mit offenen Augen jucken, können Sie auch Chlor dafür verantwortlich machen.

Aber was genau ist Chlor und warum benutzen wir es in unserem Wasser?

Was ist Chlor?

Chlor ist ein chemisches Element der Halogen-Familie. Halogene produzieren Salze wie Tafelsalz, das aus Natriumchlorid (NaCl) besteht. Ja, das ist Chlor, was Sie hier sehen.

Chlor
Bild mit freundlicher Genehmigung von theleveredge.com

Man kann Chlor erzeugen, indem man Salzwasser einem Prozess unterzieht, der Elektrolyse genannt wird. Durch in Salzwasser getauchte Metallplatten geleiteter Strom bewirkt, dass NaCl in Natrium (Na) und Chlor (Cl) aufgespalten wird.

Wofür benötigen wir Chlor?

Obwohl die meisten von uns die Verwendung von Chlor hauptsächlich in Wasseranwendungen kennen, können Sie es in Branchen wie Pharmazie, Textilien und Papier finden. In allen Fällen wirkt Chlorid als Reagenzmittel für chemische Reaktionen. Es kann bleichen, oxidieren oder desinfizieren.

Zurück zum Schwimmbad-Beispiel. In Wasser aufgelöstes Chlorid bildet Hypochlorsäure, HOCl und Hypochlorit, Ol. Diese Chemikalien zerstören schädliche Bakterien und Mikroorganismen.

Sie müssen jedoch den Chlorgehalt im Wasser messen und überwachen. Zu viel würde zur Verschwendung der Chemikalie und erhöhten Kosten führen und zu wenig würde das Wasser nicht komplett desinfizieren.

Was müssen wir messen?

Bevor wir über die Art und Weise der Messung reden, lassen Sie uns erkunden, was wir messen. Wie bereits erwähnt, produziert Chlorid in einer Lösung Hypochlorsäure und Hypochlorit. Wir nennen diese beiden Elemente freies Chlor.

Die Menge jeder Komponente hängt vom pH-Wert der Lösung ab. Mit einem pH-Wert von rund 7,5 haben Hypochlorsäure und Hypochlorit ein Verhältnis von ungefähr 1:1. Für niedrigere pH-Werte haben Sie mehr von der Säureform, HOCl, als von OCL-. Und für höhere pH-Werte haben Sie mehr von der alkalischen Form als der Säureform.

Abbildung der Chlormessung
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Neben dem freien Chlor finden Sie auch andere Chlorverbindungen wie Chloramin (freies Chlor + Ammoniak) und organisch gebundenes Chlor. Wir nennen diese Verbindungen gebundenes Chlor. Die Menge an freiem Chlor und gebundenem Chlor bildet den gesamten Chlorgehalt der Lösung.

Wie messen wir Chlor?

Industriesensoren messen in der Regel entweder freies oder das gesamte Chlor in der Lösung. Im Trinkwasser können Sie auch Chlordioxid messen. Unabhängig davon, was Sie messen müssen, wird der Sensor die amperometrische Methode verwenden, die wir im Artikel über gelösten Sauerstoff besprochen haben. Wir fassen das schnell für alle zusammen, die das verpasst haben. Alle anderen können zum nächsten Absatz übergehen.

Bild des Chlormesssensors
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Die amperometrische Methode besteht aus zwei metallischen Elektroden, die von einem Elektrolyt abgedeckt werden. Eine durchlässige Membran lässt das Medium durch sie diffundieren. Eine Spannung geht durch die Elektroden, reduziert das Chlor und erzeugt Cl- auf der Messkathode. Auf der Silberanode oxidiert das Silber zu Silberchlorid (AgCl).  Dieser Prozess erzeugt einen Strom im Verhältnis zur Konzentration von Chlor in der Lösung.

Welcher Sensor würde am besten funktionieren?

Welchen Sensor Sie verwenden, hängt von Ihrer Anwendung ab. Im Schwimmbadwasser finden Sie oftmals Sensor für freies Chlor. Chlordioxid-Sensoren werden oft für Trinkwasser, Lebensmittel und Prozesswasseranwendungen verwendet. Und zu guter Letzt verwenden Kläranlagen in der Regel Sensoren für gesamtes Chlor, um den Wasserdesinfektionsstatus zu messen. Einer davon sollte für Ihren Prozess funktionieren.

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