Chlor ist wegen seiner guten Wirksamkeit und durch seine einfache Anwendung das meistverwendete Desinfektionsmittel für Wasser.
Beim Lösen von Chlorgas in Wasser laufen im wesentlichen folgende Reaktionen ab:
Cl2 + H2O -> HClO + HCl (Hydrolyse)
HClO <-> H+ + ClO- (Dissoziation)
Die stärkste keimtötende Wirkung hat das elementare Chlor, Cl2, und die undissoziierte unterchlorige Säure, HClO. Bei den in der Wasseraufbereitung vorhandenen Bedingungen ist oberhalb von pH 6 kein freies elementares Chlor mehr im Wasser vorhanden. Im pH Bereich von 7 bis 8 sinkt der Anteil an undissoziierter unterchloriger Säure von 70 auf 20%, gleichzeitig steigt der Gehalt an Hypochlorition von 30 auf 80%. Dies erklärt das starke Absinken der keimtötenden Wirkung bei zunehmendem pH Wert
Es ist ein starkes Oxidationsmittel mit Wirkung auf Sulfid, Nitrit und zweiwertigem Eisen. Mit Ammonium Ionen reagiert Chlor zu Chloraminen. Organische Inhaltsstoffe (Huminsäuren, Phenole, usw.) reagieren mit Chlor unter Bildung chlororganisches Verbindungen wie z.B. CKW´s, Chlorphenol.