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Chlore

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Données  v · d · m 
Soufre - Chlore - Argon
F
Cl
Br
 
 
 
 
17
Cl
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               

Table complète - Table étendue

Général
Nom, Symbole, Numéro Chlore, Cl, 17
Série chimique Halogènes
Groupe, Période, Bloc 17 (VII), 3, p
Masse volumique 3,214 kg/m3
Couleur vert jaunâtre
Propriétés atomiques
Masse atomique 35,453 u
Rayon atomique (calc) 100 (79) pm
Rayon de covalence 99 pm
Rayon de van der Waals 175 pm
Configuration électronique [Ne]3s2 3p5
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 7
État(s) d'oxydation ±1, 3, 5, 7
Oxyde Acide fort
Structure cristalline Orthorhombique
Propriétés physiques
État ordinaire gaz (non-magnétique)
Température de fusion 171,6 K
Température de vaporisation 239,11 K
Énergie de fusion 3,203 kJ/mol
Énergie de vaporisation 10,2 kJ/mol
Volume molaire 17,39 ×10-3 m3/mol
Pression de la vapeur 1300 Pa à ?? K
Vélocité du son 206 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 3,16
Chaleur massique 480 J/(kg·K)
Conductivité électrique  ?? S/m
Conductivité thermique 0,0089 W/(m·K)
1er potentiel d'ionisation 1251,2 kJ/mol
2e potentiel d'ionisation 2298 kJ/mol
3e potentiel d'ionisation 3822 kJ/mol
4e potentiel d'ionisation 5158,6 kJ/mol
5e potentiel d'ionisation 6542 kJ/mol
6e potentiel d'ionisation 9362 kJ/mol
7e potentiel d'ionisation 11018 kJ/mol
8e potentiel d'ionisation 33604 kJ/mol
9e potentiel d'ionisation 38600 kJ/mol
10e potentiel d'ionisation 43961 kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN période MD Ed MeV PD
35Cl 75,77% stable avec 18 neutrons
36Cl {syn.} 301 000 ans Bêta-
ε
0,709
1,142
36Ar
36S
37Cl 24,23% stable avec 20 neutrons
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le chlore est un élément chimique de la famille des halogènes, de symbole Cl, et de numéro atomique 17.

Il est abondant dans la nature, son dérivé le plus important est le « sel de table » ou chlorure de sodium (NaCl). Ce dernier est nécessaire à de nombreuses formes de vie.

Le chlore, à l'état de corps simple se présente sous la forme de la molécule de dichlore Cl2, qui est un gaz jaune-vert 2,5 fois plus lourd que l'air, aux conditions normales de température et de pression. Ce gaz a une odeur suffocante très désagréable et est extrêmement toxique.

L'ion hypochlorite de l'eau de Javel contenant un atome de chlore, on dit souvent d'une eau traitée à la Javel qu'elle est « chlorée ». Il s'agit toutefois d'un abus de langage, source fréquente de confusions entre l'élément chlore, le gaz dichlore et l'ion hypochlorite... On parle aussi de chlore lorsqu'il s'agit en fait de dichlore. C'est sous le nom de chlore que le dichlore est en effet répertorié pour le transport des matières dangereuses par exemple.

Sommaire

[modifier] Découverte

Le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele l'isola en 1772. Il lui donna le nom d'acide muriatique déphlogistiqué. Il croyait que c'était un gaz composé, mais en 1809 le chimiste britannique Humphry Davy découvrit que c'était un gaz simple et lui donna son nom actuel.

[modifier] Caractéristiques notables

L'élément chimique pur a la forme d'un gaz vert diatomique, le dichlore cité plus haut. Le nom de chlore vient du grec chloros qui signifie « vert tirant sur le bleu », en référence à sa couleur.

Cet élément est un membre de la série des halogènes et est extrait des chlorures par oxydation, et plus souvent par électrolyse. Le chlore est un gaz jaune-verdâtre qui se combine aisément avec presque tous autres éléments. À 10 °C, 1 litre d'eau dissout 3,10 litres de chlore et 1,77 litre à 30 °C. En solution, le chlore se trouve généralement sous forme d'ion chlorure Cl.

[modifier] Utilisations

échantillon de chlore gazeux.
échantillon de chlore gazeux.

Le chlore est un produit chimique important dans la purification de l'eau, dans les désinfectants, les agents de blanchiment ainsi que dans le gaz moutarde.

En raison de sa toxicité, le dichlore a été un des premiers gaz employés lors de la Première Guerre mondiale comme gaz de combat. Les premiers masques à gaz inventés pour s'en protéger étaient en fait des compresses ou des cagoules de toiles imbibées de thiosulfate de sodium.

Le dichlore est depuis largement utilisé pour fabriquer de nombreux objets et produits courants :

  • comme biocide, pour tuer les bactéries et autres microbes, dont pour la potabilisation de l'eau (dichlore, eau de Javel...). Le chlore a des propriétés rémanentes, ce qui signifie que son action désinfectante est valable sur tout le long du réseau de distribution d'eau. Pour purifier l'eau, on peut également utiliser le peroxyde de chlore, gaz très oxydant qui présente l'avantage de ne pas produire de chlorophénols lorsqu'il reste des traces de dérivés phénoliques dans l'eau. Ce produit est en outre décolorant et désodorisant ;
  • pour le traitement de l'eau des piscines comme biocide sous la forme de chloro-isocyanurates (par exemple le Dichloroisocyanurate de Sodium dihydrate pour le chlore choc) ou d'acide trichloroisocyanurique (par exemple pour le chlore lent) qui ont l'avantage de se présenter sous une forme solide[1].
  • pour le blanchiment du papier : autrefois on utilisait du chlore gazeux mais ce procédé était très polluant. Il a été remplacé par un procédé employant du dioxyde de chlore en combinaison avec du peroxyde d'hydrogène ;
  • pour la production d'antiseptiques, de colorants, d'insecticides, de peintures, de produits pétroliers, des plastiques (comme le PVC), des médicaments, des textiles, des dissolvants, et de beaucoup d'autres produits de consommation.

La chimie organique emploie cet élément intensivement comme oxydant et dans la substitution parce que le chlore donne souvent beaucoup de propriétés désirées dans un composé organique quand il est substitué à l'hydrogène (dans le caoutchouc synthétique, par exemple).

Il existe d'autres emplois dans la production des chlorates, chloroforme, tétrachlorure de carbone, et dans l'extraction de brome.

En géomorphologie et paléosismologie, l'isotope 36Cl, créé par les rayons cosmiques, est utilisé pour la datation par isotopes cosmogéniques de surfaces ou la détermination de taux d'érosion.

[modifier] Historique

Le dichlore fut découvert en 1772 par le chimiste Carl Wilhelm Scheele, en versant quelques gouttes d'acide chlorhydrique sur du dioxyde de manganèse. Scheele pensait à tort qu'il contenait de l'oxygène. C'est en 1810 que Humphry Davy lui attribua le nom de chlore, en insistant sur le fait que c'était en fait un élément chimique bien distinct.

À partir du XIXe siècle, le chlore, notamment sous forme d'eau de Javel, est utilisé comme désinfectant et pour le traitement de l'eau potable. Il est également utilisé pour le blanchiment des tissus dans l'industrie textile.

[modifier] Sources

Dans la nature, on ne trouve le chlore que combiné avec d'autres éléments, en particulier du sodium, sous forme de sel (chlorure de sodium : NaCl), mais également avec la carnallite et la sylvite.

L' électrolyse chlore-soude est la principale méthode de production du chlore. Elle a lieu à partir d'une solution aqueuse de chlorure de sodium.

[modifier] Composés

chlorures - hypochlorites - chlorites - chlorates - perchlorates

[modifier] Isotopes

Il existe deux principaux isotopes stables du chlore, de masses 35 et 37, trouvés dans les proportions de 3 pour 1 respectivement et qui donnent aux atomes en vrac une masse atomique apparente de 35,5.

Le chlore a 13 isotopes avec des nombres de masse s'étendant de 31 à 43. Seulement trois de ces isotopes se produisent naturellement: le 35Cl stable (75,78 %), le 37Cl (24,22 %) (sources: Nubase) et le 36Cl radioactif. Le rapport de 36Cl au Cl stable dans l'environnement est d'environ 700×10-15 pour 1. Le 36Cl est produit dans l'atmosphère par spallation d'36Ar grâce à des interactions avec des protons de rayons cosmiques.

Dans l'environnement, au ras du sol, le 36Cl est produit principalement en raison de la capture de neutrons par le 35Cl ou la capture de muons par le 40Ca. Le 36Cl se décompose en 36S et en 36Ar, avec une demi-vie combinée de 308 000 ans. La demi-vie de cet isotope hydrophile non-réactif en fait un outil intéressant pour dater géologiquement des objets sur une période allant de 60 000 à 1 million d'années. De plus, de grandes quantités de 36Cl ont été produites par irradiation de l'eau de mer pendant les détonations atmosphériques des armes nucléaires entre 1952 et 1958. Le temps de séjour de 36Cl dans l'atmosphère est d'environ une semaine. Ainsi, comme marqueur événementiel des années 1950 dans les sols et les eaux souterraines, le 36Cl est également utile pour dater les eaux de moins de 50 ans. Le 36Cl a été utilisé dans d'autres secteurs des sciences géologiques, comme la datation de la glace et des sédiments.

[modifier] Précautions

Le chlore irrite le système respiratoire, spécialement chez les enfants et les personnes âgées. Une forte exposition au chlore peut entraîner un asthme induit ou syndrome de Brooks.

Dans son état gazeux, il irrite les membranes des muqueuses et dans son état liquide, il brûle la peau. Il suffit de 3,5 ppm pour distinguer son odeur, mais ce gaz est mortel à partir de 1 000 ppm pour une bouffée d'environ une minute.

L'exposition à ce gaz ne devrait donc pas excéder 0,5 ppm (valeur d'exposition moyenne pondérée sur 8 heures, 40 heures par semaine).

[modifier] Voir aussi

wikt:

Voir « chlore » sur le Wiktionnaire.

commons:Accueil

Wikimedia Commons propose des documents multimédia libres sur Chlore.

[modifier] Sources d'informations et liens externes

[modifier] Notes et références

  1. (en) Doug de la Matter, Swimming pool chemistry, www.magma.ca, 24/04/2007 [lire en ligne]
Chimie | Éléments chimiques

Listes par symbole ~ par nom ~ Tableau périodique
Tables des isotopes divisée ~ complète

Dimitri Mendeleïev ~ Ernest Rutherford