Chlore

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

1 Découverte
2 Caractéristiques notables
3 Utilisations
4 Historique
5 Sources
6 Composés
7 Isotopes
8 Précautions
9 Voir aussi
10 Sources d'informations et liens externes
11 Notes et références

[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.

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 XIX^e 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).