Comisión Nacional del Agua - Conagua

6.5.1. Química de la cloración
6.5.1.1. Cloro libre disponible
Cuando el cloro es disuelto en el agua a una temperatura entre 9°C y 100°C, forma
los ácidos hipocloroso y clorhídrico:
pH > 8
Cl2 + H2O HOCl + HCl ⇔ H + + OCl -
(6.11)
pH < 7
La reacción se lleva a cabo en muy pocos segundos. A su vez, el ácido hipocloroso
se ioniza en forma instantánea en ión hidrógeno y ión hipoclorito.
HOCl H + + OCl -
Si se adiciona hipoclorito al agua se forma el ion hipoclorito en forma directa
128
(6.12)
Ca(OCl)2 + H2O Ca 2+ + 2OCl - + H2O (6.13)
El cloro presente en el agua como ácido hipocloroso o como ión hipoclorito es
definido como “cloro libre disponible” o agente verdadero de desinfección.
6.5.1.2. Demanda de cloro, cloro combinado y punto de quiebre
El ión hipoclorito se combina rápidamente con el amoniaco contenido en el agua para
liberar las cloraminas de acuerdo con
HOCl + NH3 H2O + NH2Cl (Monocloroamina) (6.14)
HOCl + NH2Cl H2O + NHCl2 (Dicloroamina) (6.15)
HOCl + NHCl2 H2O + NCl3 (Tricloroamina) (6.16)
Los productos predominantes de la reacción depende del pH, temperatura, tiempo y
la concentración inicial de la relación entre el cloro y el amonio. La mono y
dicloramina se forman preferentemente a valores de pH de 4.5 a 8.5. Por arriba de
8,5, casi sólo hay monocloramina pero debajo de 4.4 se produce la tricloroamina. Si
la relación molar entre el cloro y el nitrógeno amoniacal es menor de 1, se forma
preferencialmente la mono y dicloroaminas. Cuando el cloro se encuentra
combinado, generalmente en las cloraminas, se dice que hay cloro combinado, a
diferencia del cloro libre que incluye el ácido hipocloroso y el ion hipoclorito.
Si en las reacciones anteriores se continúa la adición de cloro, se llega al punto en
que tres moles de cloro reaccionan con el amoniaco para liberar nitrógeno gas y
reducir el cloro a ión cloruro. Este es el punto de quiebre (ecuación 24). A medida