Dichloro
| Dichloro | ||
|---|---|---|
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| Nom IUPAC | ||
| Dichloro | ||
| Général | ||
| Autres noms | Dichloro | |
| formule semi-élaborée | Cl-Cl | |
| formule structurelle |
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| Formule moléculaire | Cl2 _ | |
| Identifiants | ||
| Numero CAS | 7782-50-5 [ 1 ] | |
| Numéro RTECS | FO2100000 | |
| ChEBI | 29310 | |
| PubChem | 24526 | |
| UNII | 4R7X1O2820 | |
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| Propriétés physiques | ||
| Apparence | gaz jaune verdâtre | |
| masse molaire | 70.9g / mol_ _ | |
| Point de fusion | 172K (−101°C) | |
| Point d'ébullition | 239K (−34°C) | |
| température critique | 416K (143°C) | |
| pression critique | 78,87 atm | |
| Valeurs dans le SI et dans des conditions standard (25 ℃ et 1 atm ), sauf indication contraire. | ||
Le dichlore (selon l' IUPAC [ 2 ] ) ou chlore diatomique (également appelé chlore moléculaire , chlore élémentaire , ou anciennement chlore gazeux ou simplement chlore) est une molécule diatomique homonucléaire formée de deux atomes de chlore . Dans des conditions normales de pression et de température , c'est un gaz jaune-vert , environ 2,5 fois plus lourd que l'air , avec une odeur désagréable et toxique. Le dichlore gazeux est très toxique ( pneumotoxique ) et a été utilisé comme gaz de guerre pendant la Première Guerre mondiale (la bertolite ), à partir de laquelle des armes chimiques ont commencé à être utilisées.
Historique
Le dichloro (du grec χλωρος, signifiant « jaune verdâtre ») a été découvert en 1774 par le suédois Carl Wilhelm Scheele , par oxydation du chlorure de sodium (NaCl) avec du dioxyde de manganèse (MnO 2 ) . Obtention de la réaction suivante :
- 2NaCl ( s ) + 2 H 2 SO 4 ( l ) + MnO 2 ( s ) → Na 2 SO 4 ( s ) + MnSO 4 ( s ) + 2 H 2 O (g) + Cl 2 (g) [ 3 ]
En 1810 , le chimiste anglais Humphry Davy montra qu'il est constitué d'atomes d'un nouvel élément chimique auquel il donne le nom de chlore en raison de sa couleur.
Il existe aussi d'autres formules avec du Chlore moléculaire comme :
MnO 2 (s) + 4 HCl (aq) → 2H 2 O + MnCl 2 (aq) + Cl 2 (g)
PbO 2 (s) + 4HCl (aq) → Cl 2(g) + PbCl 2(s) + 2H 2 O
Utilisation
Il est utilisé comme source principale pour produire de l'acide chlorhydrique (HCl) à partir de la réaction entre le dichloro et le dihydrogène . Il est également utilisé pour produire du chlorure de polyvinyle (PVC).
Abondance et obtention
Le dichlore est obtenu dans l'industrie principalement (plus de 95 % de la production) par électrolyse du chlorure de sodium (NaCl), en solution aqueuse, appelé procédé chlore-alcali . Trois méthodes sont employées : l'électrolyse par cellule d'amalgame au mercure , l'électrolyse par cellule à diaphragme et l'électrolyse par cellule à membrane . En laboratoire, il peut être obtenu par réaction entre l'acide chlorhydrique et l'hypochlorite de sodium ou le permanganate de potassium .
Électrolyse de cellule à cathode de mercure
C'était la première méthode utilisée pour produire du dichlore à l'échelle industrielle.
Des pertes de mercure se produisent dans le processus générant des problèmes environnementaux. Au cours des deux dernières décennies du XXe siècle, les procédés ont été améliorés, bien qu'environ 1,3 gramme de mercure soit encore perdu par tonne de dichlore produite. En raison de ces problèmes environnementaux, ce procédé a été remplacé par celui qui utilise une cellule à membrane et représente actuellement moins de 20 % de la production mondiale de dichlore.
Une cathode au mercure et une anode en titane recouverte de platine ou d'oxyde de platine sont utilisées. La cathode est déposée au fond de la cellule d'électrolyse et l'anode au-dessus, à une courte distance.
La cellule est alimentée en chlorure de sodium et, avec la différence de potentiel appropriée, l'électrolyse se produit :
- 2Cl – – 2e - → Cl 2
- Hg + 2Na + + 2e – → NaHg
Ensuite, la décomposition de l'amalgame formé est effectuée pour récupérer le mercure. La base sur laquelle repose l'amalgame est légèrement inclinée et de cette façon il quitte la cellule d'électrolyse et passe dans une tour où de l'eau est ajoutée à contre-courant, produisant les réactions :
- H 2 O + 1e – → 1/2H 2 + OH –
- NaHg – 1e – → Na + + Hg
De cette manière, le mercure est réutilisé.
Avec cette méthode on obtient une soude très concentrée (NaOH) et un dichlore très pur, cependant elle consomme plus d'énergie que les autres méthodes et se pose le problème de la contamination par le mercure.
Électrolyse
Cette méthode est principalement utilisée au Canada et aux États-Unis.
On utilise une cathode perforée en acier ou en fer et une anode en titane recouverte de platine ou d'oxyde de platine. Un diaphragme poreux constitué de fibres d' amiante et mélangées à d'autres fibres (par exemple avec du polytétrafluoroéthylène) est collé sur la cathode. Ce diaphragme sépare l'anode de la cathode évitant la recombinaison des gaz générés dans celles-ci.
Le système est alimenté en continu par de la saumure qui circule de l'anode vers la cathode. Les réactions qui se produisent sont les suivantes :
- 2Cl – – 2e – → Cl 2 (à l'anode)
- 2H + + 2e – → H 2 (à la cathode)
Un mélange de NaOH et de NaCl reste dans la solution. Le NaCl est réutilisé et le NaOH présente un intérêt commercial.
Cette méthode a l'avantage de consommer moins d'énergie que celle qui utilise l'amalgame au mercure, mais l'inconvénient est que le NaOH obtenu est de moindre pureté, il est donc généralement concentré. Il existe également un risque lié à l'utilisation de l'amiante.
Électrolyse
Cette méthode est celle qui est généralement mise en œuvre dans les nouvelles usines de production de chlore. Il représente environ 30 % de la production mondiale de dichlore.
Elle est similaire à la méthode qui utilise une cellule à diaphragme : le diaphragme est remplacé par une membrane synthétique sélective qui laisse passer les ions Na + , mais pas les ions OH – ou Cl – .
Le NaOH obtenu est plus pur et plus concentré que celui obtenu avec la méthode des cellules à diaphragme, et comme dans cette méthode, moins d'énergie est consommée que dans les cellules à amalgame au mercure. Bien que la concentration en NaOH soit encore plus faible, on obtient des concentrations de 32 à 35 % et il est nécessaire de le concentrer. Par contre, le dichlore obtenu par la méthode d'amalgamation au mercure est un peu plus pur. La troisième génération de membranes dépasse déjà les cellules à mercure en pureté dichloro.
Précautions
Le dichlor provoque une irritation du système respiratoire , en particulier chez les enfants et les personnes âgées. A l'état gazeux il irrite les muqueuses et à l'état liquide il brûle la peau . Il peut être détecté dans l'air par son odeur à partir de 3,5 ppm, étant mortel à partir de 1000 ppm environ. Il a été utilisé comme arme chimique pendant la Première Guerre mondiale .
Une exposition aiguë à des concentrations élevées (mais non mortelles) de dichlore peut provoquer un œdème pulmonaire ou la présence de liquide dans les poumons . L'exposition chronique à de faibles concentrations affaiblit les poumons, augmentant la susceptibilité à d'autres maladies pulmonaires.
Dans de nombreux pays, la limite d'exposition professionnelle à ce gaz est fixée à 0,5 ppm (moyenne de 8 heures par jour, 40 heures par semaine).
Références
- ↑ Numéro CAS
- ↑ Union internationale des sciences pures et appliquées ; Nomenclature de la chimie inorganique - recommandations IUPAC 2005 ; 2005 ; 0-85404-438-8 ; [1]
- ^ "Introduction à la chimie" .
Liens externes
Wikimedia Commons a une galerie média sur le chlore .- ATSDR en espagnol - ToxFAQs™ : Chlore
- Institut national de sécurité et d'hygiène au travail d'Espagne : Fiche internationale de sécurité chimique pour le chlore.
- Groupement des fabricants de chlore
