Chlorobenzène

Le chlorobenzène est un composé aromatique halogéné de formule chimique brute C₆H₅Cl, constitué d'un noyau benzénique substitué par un atome de chlore.

Chlorobenzène
Identification
Nom UICPA	Chlorobenzène
Synonymes	Monochlorobenzène
No CAS	108-90-7
No ECHA	100.003.299
No CE	203-628-5
Apparence	liquide incolore, d'odeur caractéristique[1].
Propriétés chimiques
Formule	C6H5Cl  [Isomères]
Masse molaire[2]	112,557 ± 0,007 g/mol C 64,02 %, H 4,48 %, Cl 31,5 %,
Moment dipolaire	1,69 ± 0,03 D [3]
Diamètre moléculaire	0,566 nm [4]
Propriétés physiques
T° fusion	−45 °C[1]
T° ébullition	132 °C[1]
Solubilité	dans l'eau à 20 °C : 0,5 g·l-1[1]
Paramètre de solubilité δ	19,4 MPa1/2 (25 °C)[5]
Masse volumique	1,11 g·cm-3[1] équation[6] : ${\displaystyle \rho =0.8711/0.26805^{(1+(1-T/632.35)^{0.2799})}}$ Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 227,95 à 632,35 K. Valeurs calculées : 1,10038 g·cm-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 227,95 −45,2 10,385 1,16891 254,91 −18,24 10,15633 1,14318 268,39 −4,76 10,03979 1,13006 281,87 8,72 9,9215 1,11674 295,35 22,2 9,80133 1,10322 308,83 35,68 9,67917 1,08947 322,31 49,16 9,55488 1,07548 335,79 62,64 9,42831 1,06123 349,27 76,12 9,29929 1,04671 362,75 89,6 9,16762 1,03189 376,23 103,08 9,03309 1,01675 389,71 116,56 8,89545 1,00125 403,19 130,04 8,75442 0,98538 416,67 143,52 8,60966 0,96909 430,15 157 8,46079 0,95233 T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 443,63 170,48 8,30736 0,93506 457,11 183,96 8,14882 0,91722 470,59 197,44 7,98454 0,89872 484,07 210,92 7,8137 0,87949 497,55 224,4 7,63531 0,85942 511,03 237,88 7,44812 0,83835 524,51 251,36 7,25046 0,8161 537,99 264,84 7,04012 0,79242 551,47 278,32 6,81401 0,76697 564,95 291,8 6,56757 0,73923 578,43 305,28 6,29368 0,7084 591,91 318,76 5,97994 0,67309 605,39 332,24 5,60121 0,63046 618,87 345,72 5,08847 0,57275 632,35 359,2 3,250 0,36581
T° d'auto-inflammation	590 °C[1]
Point d’éclair	27 °C (coupelle fermée)[1]
Limites d’explosivité dans l’air	1,3–11 %vol[1]
Pression de vapeur saturante	1,17 kPa à 20 °C 21 hPa (30 °C) 54 hPa (50 °C) équation[6] : ${\displaystyle P_{vs}=exp(54.144+{\frac {-6244.4}{T}}+(-4.5343)\times ln(T)+(4.7030E-18)\times T^{6})}$ Pression en pascals et température en kelvins, de 227,95 à 632,35 K. Valeurs calculées : 1 585,84 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 227,95 −45,2 8,4456 254,91 −18,24 92,26 268,39 −4,76 250,09 281,87 8,72 609,64 295,35 22,2 1 356,85 308,83 35,68 2 791,54 322,31 49,16 5 364 335,79 62,64 9 709,92 349,27 76,12 16 679,68 362,75 89,6 27 358,69 376,23 103,08 43 076,6 389,71 116,56 65 404,87 403,19 130,04 96 143,89 416,67 143,52 137 301,94 430,15 157 191 069,49 T (K) T (°C) P (Pa) 443,63 170,48 259 792,9 457,11 183,96 345 951,59 470,59 197,44 452 142,72 484,07 210,92 581 077,26 497,55 224,4 735 590,57 511,03 237,88 918 670,6 524,51 251,36 1 133 506,4 537,99 264,84 1 383 559,8 551,47 278,32 1 672 663,33 564,95 291,8 2 005 148,21 578,43 305,28 2 386 007,55 591,91 318,76 2 821 101,62 605,39 332,24 3 317 414,64 618,87 345,72 3 883 376,11 632,35 359,2 4 529 300
Point critique	45,2 bar, 359,25 °C [7]
Vitesse du son	1 311 m·s-1 à 20 °C [8]
Thermochimie
Cp	équation[6] : ${\displaystyle C_{P}=(-1.3075E6)+(1.5338E4)\times T+(-53.974)\times T^{2}+(6.3483E-2)\times T^{3}}$ Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 227,95 à 360 K. Valeurs calculées : 150,117 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 227,95 −45,2 136 170 1 210 236 −37,15 140 569 1 249 241 −32,15 142 699 1 268 245 −28,15 144 110 1 280 249 −24,15 145 286 1 291 254 −19,15 146 465 1 301 258 −15,15 147 205 1 308 263 −10,15 147 914 1 314 267 −6,15 148 339 1 318 271 −2,15 148 665 1 321 276 2,85 148 968 1 323 280 6,85 149 157 1 325 285 11,85 149 368 1 327 289 15,85 149 545 1 329 293 19,85 149 756 1 330 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 298 24,85 150 105 1 334 302 28,85 150 482 1 337 307 33,85 151 116 1 343 311 37,85 151 782 1 348 315 41,85 152 617 1 356 320 46,85 153 933 1 368 324 50,85 155 235 1 379 329 55,85 157 214 1 397 333 59,85 159 107 1 414 337 63,85 161 302 1 433 342 68,85 164 508 1 462 346 72,85 167 473 1 488 351 77,85 171 718 1 526 355 81,85 175 575 1 560 360 86,85 181 010 1 608
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	9,07 ± 0,02 eV (gaz)[9]
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\displaystyle {\textit {n}}_{D}^{25}}$ 1,521 [4]
Précautions
SGH[10]
Attention H226, H332 et H411 H226 : Liquide et vapeurs inflammables H332 : Nocif par inhalation H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
SIMDUT[11]
B2, D1B, D2B, B2 : Liquide inflammable point d'éclair = 28 °C coupelle fermée (méthode non rapportée) D1B : Matière toxique ayant des effets immédiats graves létalité aiguë : CL50 inhalation/4 heures (souris, femelle) = 2 310 ppm D2B : Matière toxique ayant d'autres effets toxiques irritation des yeux chez l'animal; irritation de la peau chez l'animal Divulgation à 1,0 % selon la liste de divulgation des ingrédients
NFPA 704
3 2 0
Transport
-    1134    Numéro ONU : 1134 : CHLOROBENZÈNE
Inhalation	Maux de tête, nausées, perte de conscience
Peau	Rougeurs
Yeux	Rougeur, douleur
Écotoxicologie
LogP	2,18-2,84[1]
DJA	0,43 mg·kg-1 p.c./jour[12]
Seuil de l’odorat	bas : 0,08 ppm haut : 5,9 ppm[13]
Composés apparentés
Autres composés	Bromobenzène Fluorobenzène Iodobenzène
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
modifier

Histoire

Il a été préparé pour la première fois en 1851 par réaction du phénol et du pentachlorure de phosphore^[14]. Il a notamment, au début du XX^e siècle et durant la Première Guerre mondiale, servi à fabriquer la mélinite (acide picrique), explosif très puissant, le plus utilisé à l'époque.

Dès 1960, sa production a décliné aux États-Unis, au profit du cumène (utilisé pour synthétiser le phénol) et à la suite de l'abandon progressif du DDT.

Propriétés physico-chimiques

Ce liquide incolore, inflammable et nocif, est presque insoluble dans l'eau, mais soluble dans les produits organiques.

Sa température de vaporisation est de 132 °C, mais il forme avec 28,4 % d'eau un azéotrope qui bout à 90 °C.

Production et synthèse

Il est produit par chloration catalysée du benzène (catalyseur : chlorure ferrique, stannique ou alumineux), qui donne un mélange de chlorobenzène, dichlorobenzène et d'autres corps chimiques proches, qui sont ensuite séparés par distillation puis cristallisation. Le chlorobenzène commercialisé au Canada contenait au début des années 2000 environ 1 % d'impuretés qui sont surtout du dichlorobenzène et moindrement du benzène^[15].

Utilisation

Le chlorobenzène est (ou a été) utilisé comme intermédiaire de synthèse en chimie, notamment pour fabriquer des pesticides, dont le DDT obtenu par réaction avec du trichloroacétaldéhyde... et des désherbants ou fongicides (antimite notamment). Note : Le DDT est aujourd'hui interdit ou fortement réglementé^[16].
Il a été très utilisé pour produire le phénol, l’aniline et comme solvant (nettoyage des graisses).
Dans les réactions de substitution électrophile, c'est un ortho-para directeur désactivant.

Producteurs

L'ESIS, en 2005 citait pour l'Europe : Bayer, BASF (Allemagne), Monsanto (Belgique), Zeneca (Royaume-Uni). Le site français de l’usine Arkema, à Jarrie a fermé en 2002.

Sécurité

C'est une substance nocive, à manipuler avec précautions. Sa limite d'exposition professionnelle est fixée en France à 10 ppm, soit 46 mg·m^-3 d'air.

En France, La teneur limite mensuelle des rejets est de 4 mg·l^-1 (si le rejet dépasse 10 g par jour). La norme française « qualité des eaux » pour le chlorobenzène est 32 μg·l^{-1 [17]}.

Son utilisation est règlementée en France et dans de nombreux pays.

Notes et références

1. CHLOROBENZENE, Fiches internationales de sécurité chimique
2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
3. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 9-50
4. (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)
5. (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5 et 0-387-69002-6, lire en ligne), p. 294
6. (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
7. « Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010)
8. (en) William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 1^er juillet 2010, 91^e éd., 2610 p. (ISBN 9781439820773, présentation en ligne), p. 14-40
9. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 10-205
10. Numéro index 602-033-00-1 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
11. « Chlorobenzène » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
12. Concentrations/doses journalières admissibles et concentrations/doses tumorigènes des substances d'intérêt prioritaire calculées en fonction de critères sanitaires, publié par Santé Canada
13. « Chlorobenzene », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)
14. (en) « Chlorobenzene | Solvent, Aromatic Compound, Halogenated Hydrocarbon | Britannica », sur www.britannica.com (consulté le 29 février 2024)
15. Rapport du Gouvernement du Canada (1992), cité par la fiche toxicologique de l'INERIS
16. Voir notamment les conventions internationales d'Aarhus, Genève et Stockholm).
17. (Arrêté du 20 avril 2005 relatif au programme national d’action contre la pollution des milieux aquatiques par certaines substances dangereuses)

Voir aussi

Articles connexes

• Chlore
• Composé organochloré
• Dichlorobenzène
• Tétrachlorobenzène
• Trichlorobenzène
• Pentachlorobenzène
• Hexachlorobenzène

Liens externes

• Fiche internationale de sécurité
• [PDF] Fiche de sécurité INRS

Halogénobenzènes

	–F	–Cl	–Br	–I
Benzène	Fluorobenzène	Chlorobenzène	Bromobenzène	Iodobenzène
Phénol (–OH)	Fluorophénol	Chlorophénol	Bromophénol	Iodophénol
Aniline (–NH2)	Fluoroaniline	Chloroaniline	Bromoaniline	Iodoaniline
Anisole (–OCH3)	Fluoroanisole	Chloroanisole	Bromoanisole	Iodoanisole
Toluène (–CH3)	Fluorotoluène	Chlorotoluène	Bromotoluène	Iodotoluène
Nitrobenzène (–NO2)	Fluoronitrobenzène	Chloronitrobenzène	Bromonitrobenzène	Iodonitrobenzène
Alcool benzylique (–CH2OH)	Alcool fluorobenzylique	Alcool chlorobenzylique	Alcool bromobenzylique	Alcool iodobenzylique
Benzaldéhyde (–CHO)	Fluorobenzaldéhyde	Chlorobenzaldéhyde	Bromobenzaldéhyde	Iodobenzaldéhyde
Acide benzoïque (–COOH)	Acide fluorobenzoïque	Acide chlorobenzoïque	Acide bromobenzoïque	Acide iodobenzoïque

• Portail de la chimie