Cloramin

Cloramin là chất khử trùng được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước uống, khử trùng trong y tế, sản xuất chế biến, vệ sinh nhà cửa, dụng cụ thiết bị …Cloramin được hình thành bởi phản ứng của amoniac với clo trong nước. Sản phẩm của phản ứng này có thể là monochloramine NH₂Cl, dichloramine NHCl₂ hoặc nito triclorua NCl₃.

Khi clo được bổ sung vào nước nhanh chóng xảy ra phản ứng sau:

Cl₂ + H₂O →HOCl + Cl^–

Axit hypochlorous là axit yếu nên phân ly như sau:

HOCl ↔OCl^– + H⁺

Tỷ lệ tương đối của HOCl và OCl^– phụ thuộc vào độ PH, và cả hai đều là chất oxy hóa có khả năng phản ứng với nhiều chất hiện diện trong nước. Trong dung dịch nước với độ PH 7 -8,5 Hocl phản ứng nhanh chóng với amoniac để tạo thành chloramine vô cơ trong một loạt các phản ứng:

NH₃ + HOCl →NH₂Cl + H₂O (monochloramine)

NH₂Cl + HOCl →NHCl₂ + H₂O ( dichloramine)

NHCl₂ + HOCl → NCl₃ + H₂O ( nitrogen trichloride)

Các phản ứng xảy ra chủ yếu phụ thuộc vào độ PH và kiểm soát tỷ lệ clo – nito amoniac. Nhiệt độ và thời gian tiếp xúc cũng đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng này. Monochloramine là hình thức chloramine được sử dụng để khử trùng nước uống. Vì vậy để đảm bảo các hợp chất này được hình thành thực tế là khống chế tỷ lệ clo/ amoniac 3/1, tuy nhiên do các vấn đề như quá trình nitrat hóa và màng sinh học tăng tưởng có thể gây ra bởi amoniac dư thừa nên thực tế tỷ lệ có thể dao động trong phạm vi: 3/1; 4/1; 5/1

Bảng dưới đây cho thấy liều lượng clo cần thiết để NH₃ phản ứng với clo tạo thành các hình thức của cloramin – Nguồn AWWA và ASCE 1990

Tốc độ phản ứng hình thành monochloramine phụ thuộc vào độ PH. Bảng dưới đây cho thấy thời gian để clo kết hợp để tạo thành monochloramine

Khi cloramin được sử dụng để khử trùng nước uống, monochloramine là hình thức phổ biến nhất, dichloramine và trichloramine, cloramin hữu cơ có thể sử dụng như hiệu quả thấp hơn nhiều so với monochloramine.