O Cloro começou a ser utilizado na desinfecção da água a partir do hipoclorito de sódio (NaOCl) em 1908. Hoje é o agente desinfetante mais utilizado no tratamento de água e efluente devido ao seu alto poder oxidante. Pode ser encontrado na forma de Cloro inorgânico (gás Cloro, hipoclorito de cálcio e hipoclorito de sódio) ou Cloro orgânico (dicloroisocianurato de sódio ou ácido tricloroisocianúrico). Os dois tipos de Cloro ao reagirem com a água se dissociam em ácido hipocloroso (HClO) e íon hipoclorito (ClO^-).

Em processos de Cloração podemos encontrar o Cloro em três formas: Cloraminas, Cloro Residual Livre e Cloro Residual Total. Para cada espécie que se quer quantificar há uma metodologia adequada.

As Cloraminas, também chamadas de Cloro combinado, são formadas a partir da reação do Cloro com compostos amoniacais presentes na água e são responsáveis pelo forte odor de Cloro observado em piscinas, por exemplo. O Cloro sob a forma de ácido hipocloroso reage com a amônia formando monocloraminas (NH₂Cl), dicloraminas (NHCl₂) e tricloraminas (NCl₃). As dicloraminas possuem maior potencial desinfetante que as monocloraminas. Já as tricloraminas não tem efeito desinfetante. Entretanto, tanto mono quanto dicloraminas possuem menor efeito bactericida que o Cloro residual livre. Uma vantagem das Cloraminas é que são compostos mais estáveis do que o Cloro livre. Dessa forma, quando é desejável uma manutenção do residual de Cloro por um período maior, a formação de Cloraminas é forçada em uma etapa secundária de cloração.

 

Após toda a oxidação das Cloraminas, matérias orgânicas e inorgânicas, o Cloro residual é chamado de Cloro Livre e apresenta-se na forma de ácido hipocloroso e íon hipoclorito.

Equilíbrio entre Ácido Hipocloroso e Íon Hipoclorito

O break point apresentado na figura abaixo é o ponto onde todo o Cloro adicionado a água já reagiu e oxidou as Cloraminas e a partir dessa etapa fica disponível como Cloro Residual Livre. A potabilidade da água é determinada pela Portaria de Consolidação nº 5 de 2017 do Ministério da Saúde e exige que o mínimo de residual de Cloro em toda a extensão da rede de fornecimento seja de 0,2 ppm de Cloro Residual Livre. O máximo permitido é de 5 ppm, porém é recomendável que a concentração fique em torno de 2 ppm. Mesmo que no processo de tratamento seja utilizado outro tipo de oxidante, como Ozônio ou Peróxido de Hidrogênio, por exemplo, deve-se dosar Cloro de modo a respeitar os limites estabelecidos pela portaria.

Relação entre o cloro adicionado e o cloro residual no processo de cloração por break point

O Cloro residual total nada mais é que a somatória do Cloro combinado (cloraminas) e do Cloro residual livre. A análise de Cloro total é importante para conseguir determinar o teor de Cloraminas por diferença (entre livre e total). É comum realizar a dosagem de Cloro em um processo e ao realizar a análise obter resultado igual a zero. Muitas vezes o problema não está com os equipamentos utilizados na análise, mas sim com Cloraminas presentes no processo que consomem o Cloro e não deixam residual. Uma forma de perceber esse fenômeno é medir Cloro livre e total e verificar a diferença entre eles. 

Ao analisar Cloro livre ou Cloro total alguns pontos devem ser levados em conta. No caso de equipamentos colorimétricos, os reagentes mudam dependo do tipo de Cloro que será analisado. O tampão utilizado deverá ter em sua composição a adição de Iodeto de Potássio (KI) para que haja redução das cloraminas à Cloro livre. Já para equipamentos amperométricos não é possível utilizar o mesmo instrumento para análise das duas espécies, já que a construção da célula amperométrica é diferente para cada tipo de Cloro.

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