Analizadores de cloro

¿Qué es el cloro residual?

Definición de cloro residual

El cloro residual se define en los métodos estándar para el examen del agua (2001), publicados por la Asociación de Obras Hidráulicas de Japón, y en los métodos de ensayo para Agua industrial (Normas Industriales de Japón, JIS K0101-1998), como sigue:

Cloro residual = cloro libre disponible + cloro combinado disponible; o
Cloro residual = cloro residual libre + cloro residual combinado.

A veces, el cloro libre disponible también se denomina cloro libre, y el cloro residual también se denomina cloro total.

¿Qué es el cloro libre disponible?

Cloro libre disponible

Cuando se añade cloro gaseoso (_Cl2) al agua, reacciona para formar ácido hipocloroso (HClO) y ácido clorhídrico (HCl) y la reacción alcanza el equilibrio, como se muestra en la ecuación química (1). Si el pH de la solución es 4 o superior, la reacción se desplaza hacia la derecha con producción predominante de HClO.

El HClO se disocia en equilibrio en ión hidrógeno (^_H+) e ión hipoclorito (^ClO-), como se muestra en la ecuación (3). La constante de equilibrio depende de la temperatura y del pH de la solución

La figura 1 muestra la relación entre el HClO y el ^ClO y el pH. A pH 5 o inferior, sólo existe HClO. El agua clorada tiene fuertes propiedades bactericidas en el lado ácido y débiles propiedades bactericidas en el lado alcalino. Por lo tanto, se considera que el HClO es eficaz como desinfectante. El cloro libre disponible, en general, se refiere al cloro que está presente en forma de _Cl2, HClO, ^ClO-, etc. en el agua.

Figura 1 Disociación del ácido hipocloroso (HClO) frente al pH (20 °C)

¿Qué es el cloro disponible combinado?

Cloro disponible combinado

Si el agua contiene nitrógeno amoniacal, como el ion amonio (NH ₄⁺) causada por la contaminación del agua de río u otra fuente, las cloraminas se generan por las reacciones que se muestran en las ecuaciones (4), (5) y (6).

Las cloraminas son una de las combinaciones de cloro disponible y existen en diferentes formas: monocloramina (_NH2Cl); dicloramina (_NHCl2) y tricloramina (_NCl3). La forma predominante depende del pH. A pH 8,2 o superior, sólo existe _NH2Cl, cuando el pH está entre 5,0 y 8,0, _coexisten​ ​_NH2Cl y NHCl2, y a pH 4,4 o inferior, sólo _existe NCl3. La relación entre las formas de cloramina y el pH se muestra en la figura 2.

Figura 2 Formas de cloramina en función del pH

Las cloraminas son mucho menos eficaces como desinfectantes que el cloro libre disponible. Para eliminar completamente las bacterias en un periodo de tiempo determinado, se necesita 25 veces más cloro combinado disponible que cloro libre disponible en términos de cantidad. También se dice que cuando el cloro combinado disponible y el cloro libre disponible tienen la misma concentración, la desinfección con cloro combinado disponible tardará 100 veces más que la realizada con cloro libre disponible.

¿Cuál es el método de medición?

Método polarográfico con electrodo giratorio

La unidad de sensor de cloro libre disponible sin reactivos FC800D emplea el método polarográfico utilizando un electrodo giratorio, como principio de medida para medir el cloro libre disponible existente en forma de cloro (_Cl2), ácido hipocloroso (HClO), e iones hipoclorito (^ClO-).
El FC800D aplica una tensión externa entre los electrodos de medida y los electrodos de referencia para reducir electrolíticamente el cloro libre disponible y, a continuación, mide la corriente de difusión durante la aplicación de dicha tensión para obtener la concentración de cloro libre disponible. El voltaje a aplicar se selecciona entre los valores de la zona en la que el valor de la corriente permanece estable aunque cambie el valor del voltaje, es decir, la zona (zona de meseta) en la que se produce la polarización de la concentración en polarografía. Dado que esta tensión aplicada cambia en función del valor de la corriente de difusión, el FC800D realiza una compensación conforme a este cambio, para aplicar una tensión adecuada. Además, este valor de corriente de difusión obtenido también cambia con la temperatura, y la corriente se corrige automáticamente utilizando señales del RTD (Pt 1000 Ω) incorporado en el electrodo de referencia.

(Nota) El FC800D fue diseñado para requerir un mantenimiento mínimo y no utiliza reactivo. Sin embargo, debe entenderse que existen restricciones en las condiciones del agua a medir (muestra) en comparación con el Analizador de Cloro Residual RC800D que utiliza reactivo. Si hay cloro combinado en la muestra, el rendimiento del FC800D se ve afectado.

El RC800D se basa también en el método polarográfico de electrodos rotatorios.
La cantidad de cloro libre o cloro total residual que contiene cloro combinado en cloro libre se mide mediante el uso selectivo de reactivos, electrodos y voltajes aplicados.