CHLORE

Le chlore (symbole Cl, numéro atomique 17) est un élément chimique de la famille des halogènes. Sa molécule Cl₂ (le dichlore) est un gaz verdâtre plus lourd que l'air. Irritant et suffocant, il fut employé comme gaz de combat pendant la Première Guerre mondiale. Trop réactif pour exister à l'état libre, le chlore est très répandu dans la nature, dans les eaux salées et les gisements de sel notamment, à l'état d'halogénures. Il est aussi un constituant important de la matière vivante : le sérum sanguin renferme environ 7 grammes de chlorure de sodium par litre.

La production mondiale de chlore a atteint près de trente-sept millions de tonnes en 1989. Sa progression fut très rapide entre 1965 et 1975 mais a ensuite ralenti. L'industrie chimique consomme environ 80 p. 100 du chlore pour la préparation de solvants, de plomb tétraéthyle, de plastiques, de caoutchoucs synthétiques, d'insecticides. L'industrie papetière est un autre utilisateur important. La fabrication du chlore fournit simultanément de la soude et de l'hydrogène : chlore et soude constituent donc des coproduits dont, normalement, les demandes s'équilibrent ; cependant, il y a parfois déséquilibre ; c'est ainsi que des besoins accrus en soude nécessitent, depuis le début des années quatre-vingt-dix, l'obtention d'une certaine quantité de celle-ci par caustification du carbonate de sodium.

Propriétés

Le chlore, dont le tableau présente les principales propriétés physiques, se situe dans la septième colonne du tableau de Mendeleïev. Possédant sept électrons périphériques, il a tendance à en capter un huitième pour former l'anion chlorure Cl^-, en passant au degré d'oxydation − 1 ; mais, avec ses trois doublets libres, il peut également former diverses liaisons atomiques dans lesquelles ce degré est compris entre + 1 et + 7.

Sa pression de vapeur à 20 ⁰C étant de 6,5 bar (1 bar = 10⁵Pa), le chlore est aisément liquéfiable, soit par refroidissement au-dessous de − 35 ⁰C, soit par compression sous 7 à 10 bars, soit par refroidissement et compression.

Il est assez soluble dans l'eau (4,6 l/l à 0 ⁰C ; 2,3 l/l à 20 ⁰C) et peut donner un hydrate (voisin de Cl₂ . 6H₂O) vers 0 ⁰C ; il est soluble dans le tétrachlorure de carbone CCl₄. Élément très actif, il est, du fait de son caractère électronégatif, très avide d'hydrogène et se comporte souvent comme un oxydant. Il réagit avec la plupart des éléments non métalliques, sauf avec le carbone ; parfaitement sec, il est sans action sur les métaux, mais il suffit d'une trace d'eau pour qu'il les attaque tous, y compris l'or et le platine. Il est donc très corrosif.

Il déplace le brome et l'iode de leurs composés ; il en est de même de l'oxygène, mais les réactions sont alors généralement limitées.

Ainsi, la réaction de dismutation :

est fortement déplacée vers la gauche, surtout à l'abri de la lumière, de telle sorte que l'on peut parler de solubilité du chlore dans l'eau. Sous l'action de la lumière, l'acide hypochloreux est décomposé avec libération d'oxygène et l'équilibre est déplacé vers la droite :

Cette réaction avec l'eau liquide explique les propriétés oxydantes de l'eau de chlore.

Avec les hydroxydes, le chlore donne lieu à des réactions de dismutation conduisant aux hypochlorites :

qui se transforment en chlorates :

Le chlore donne lieu à des réactions d'addition avec certains anhydrides (obtention du chlorure de sulfuryle à partir de l'anhydride sulfureux : SO₂ + Cl₂→ SO₂Cl₂) et avec les carbures éthyléniques, acétyléniques et benzéniques (préparation du dichloréthane, du tétrachloréthane et de l'hexachlorocyclohexane).

Il peut également fournir avec les composés organiques des réactions de déplacement[...]

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Écrit par

Henri GUÉRIN : ingénieur de l'École supérieure de physique et chimie industrielles, professeur honoraire de l'université de Paris-XI

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