Dichlore

Le dichlore (Cl₂) est un gaz jaune-vert (chloros signifie « vert » en grec) dans les conditions normales de température et de pression. Il est 2,5 fois plus dense que l'air. Il a une odeur suffocante très désagréable et est extrêmement toxique car il se recombine avec l'humidité des muqueuses et des poumons pour former des acides qui attaquent les tissus.

Dichlore
Dichlore dans une ampoule.
Identification
Nom UICPA	dichlore
No CAS	7782-50-5
No ECHA	100.029.053
No CE	231-959-5
No E	E925
Apparence	gaz jaune-verdâtre, d'odeur âcre[1]
Propriétés chimiques
Formule	Cl2  [Isomères]
Masse molaire[2]	70,906 ± 0,004 g/mol Cl 100 %,
Propriétés physiques
T° fusion	−101 °C[1]
T° ébullition	−34,6 °C[1]
Solubilité	14,6 g l−1 dans l'eau à 0 °C, 7,3 g l−1 à 20 °C, 5,7 g l−1 à 30 °C[réf. souhaitée]
Masse volumique	2,48 (densité par rapport à l'air) à 20 °C, 6,864 atm : 1,408 5 g cm−3 (liq.) à −35 °C, 0,994 9 atm : 1,564 9 g cm−3 (liq.) équation[3] : ${\displaystyle \rho =2.23/0.27645^{(1+(1-T/417.15)^{0.2926})}}$ Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 172,12 à 417,15 K. Valeurs calculées : 1,39384 g·cm-3 à 25 °C. T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 172,12 −101,03 24,242 1,71888 188,46 −84,69 23,71481 1,6815 196,62 −76,53 23,44566 1,66241 204,79 −68,36 23,17254 1,64305 212,96 −60,19 22,8952 1,62338 221,13 −52,02 22,61336 1,6034 229,29 −43,86 22,32672 1,58308 237,46 −35,69 22,03492 1,56239 245,63 −27,52 21,73758 1,5413 253,8 −19,35 21,43427 1,5198 261,96 −11,19 21,1245 1,49783 270,13 −3,02 20,8077 1,47537 278,3 5,15 20,48323 1,45236 286,47 13,32 20,15036 1,42876 294,64 21,49 19,8082 1,4045 T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3) 302,8 29,65 19,45574 1,37951 310,97 37,82 19,09176 1,3537 319,14 45,99 18,71478 1,32697 327,31 54,16 18,32301 1,29919 335,47 62,32 17,91421 1,27021 343,64 70,49 17,4855 1,23981 351,81 78,66 17,03319 1,20774 359,98 86,83 16,55228 1,17364 368,14 94,99 16,03579 1,13702 376,31 103,16 15,4735 1,09715 384,48 111,33 14,84936 1,05289 392,65 119,5 14,13554 1,00228 400,81 127,66 13,27571 0,94131 408,98 135,83 12,11543 0,85904 417,15 144 8,067 0,57199
Pression de vapeur saturante	6,776 bar à 20 °C 8,8 bar à 30 °C 14,3 bar à 50 °C équation[3] : ${\displaystyle P_{vs}=exp(71.334+{\frac {-3855}{T}}+(-8.5171)\times ln(T)+(1.2378E-2)\times T^{1})}$ Pression en pascals et température en kelvins, de 172,12 à 417,15 K. Valeurs calculées : 780 559,59 Pa à 25 °C. T (K) T (°C) P (Pa) 172,12 −101,03 1 366 188,46 −84,69 5 383,11 196,62 −76,53 9 705,92 204,79 −68,36 16 595,59 212,96 −60,19 27 088,66 221,13 −52,02 42 448,72 229,29 −43,86 64 165,89 237,46 −35,69 93 947,98 245,63 −27,52 133 704,87 253,8 −19,35 185 528,08 261,96 −11,19 251 667,32 270,13 −3,02 334 506,1 278,3 5,15 436 537,96 286,47 13,32 560 344,58 294,64 21,49 708 576,7 T (K) T (°C) P (Pa) 302,8 29,65 883 938,57 310,97 37,82 1 089 176,15 319,14 45,99 1 327 069,1 327,31 54,16 1 600 426,65 335,47 62,32 1 912 086,9 343,64 70,49 2 264 919,45 351,81 78,66 2 661 830,79 359,98 86,83 3 105 772,37 368,14 94,99 3 599 750,72 376,31 103,16 4 146 839,5 384,48 111,33 4 750 193,07 392,65 119,5 5 413 061,46 400,81 127,66 6 138 806,36 408,98 135,83 6 930 918,13 417,15 144 7 793 000
Point critique	143,81 °C 79,914 bar 0,576 88 kg l−1[réf. souhaitée]
Point triple	−100,98 °C 0,013 87 bar[réf. souhaitée]
Vitesse du son	206 m s−1 (0 °C, 1 atm)[4]
Thermochimie
ΔvapH°	20,41 kJ mol−1 (1 atm, −34,04 °C) ; 17,65 kJ mol−1 (1 atm, 25 °C)[5]
Cp	équation[3] : ${\displaystyle C_{P}=(6.3936E4)+(46.350)\times T+(-0.16230)\times T^{2}}$ Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 172,12 à 239,12 K. Valeurs calculées : T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 172,12 −101,03 67 110 946 176 −97,15 67 066 946 178 −95,15 67 044 946 181 −92,15 67 008 945 183 −90,15 66 983 945 185 −88,15 66 956 944 187 −86,15 66 928 944 189 −84,15 66 899 943 192 −81,15 66 852 943 194 −79,15 66 820 942 196 −77,15 66 786 942 198 −75,15 66 750 941 201 −72,15 66 695 941 203 −70,15 66 657 940 205 −68,15 66 617 940 T (K) T (°C) Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}$ Cp ${\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}$ 207 −66,15 66 576 939 210 −63,15 66 512 938 212 −61,15 66 468 937 214 −59,15 66 422 937 216 −57,15 66 375 936 219 −54,15 66 303 935 221 −52,15 66 252 934 223 −50,15 66 201 934 225 −48,15 66 148 933 227 −46,15 66 094 932 230 −43,15 66 011 931 232 −41,15 65 954 930 234 −39,15 65 895 929 236 −37,15 65 835 928 239,12 −34,03 65 740 927
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	11,480 ± 0,005 eV (gaz)[6]
Cristallographie
Symbole de Pearson	${\displaystyle oC8\,}$[7]
Classe cristalline ou groupe d’espace	Cmca (no 64)[7]
Strukturbericht	A14[7]
Structure type	I2[7]
Précautions
SGH[8]
Danger H270, H315, H319, H330, H335 et H400 H270 : Peut provoquer ou aggraver un incendie ; comburant H315 : Provoque une irritation cutanée H319 : Provoque une sévère irritation des yeux H330 : Mortel par inhalation H335 : Peut irriter les voies respiratoires H400 : Très toxique pour les organismes aquatiques
SIMDUT[9]
A, D1A, E, A : Gaz comprimé tension de vapeur absolue à 50 °C =750 kPa D1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats graves Transport des marchandises dangereuses : classe 2.3 E : Matière corrosive Transport des marchandises dangereuses : classe 8 Divulgation à 1,0 % selon la liste de divulgation des ingrédients Commentaires : tel que présenté dans l'interprétation d'une politique de santé Canada, le symbole de danger D1 (tête de mort) n'a pas à apparaître sur l'étiquette du fournisseur. Cependant, tous les dangers pour la santé et la sécurité que présentent ce produit doivent être divulgués sur l'étiquette et la fiche signalétique.
NFPA 704
0 4 0 OX
Transport
265    1017    Code Kemler : 265 : gaz toxique et comburant (favorise l'incendie) Numéro ONU : 1017 : CHLORE Classe : 2.3 Code de classification : 2TOC : Gaz liquéfié, toxique, comburant, corrosif. Étiquettes : 2.3 : Gaz toxiques (correspond aux groupes désignés par un T majuscule, c'est-à-dire T, TF, TC, TO, TFC et TOC). 5.1 : Matières comburantes 8 : Matières corrosives
Inhalation	odeur suffocante
Écotoxicologie
CL50	1 heure : rat 293 ppm souris 137 ppm
Seuil de l’odorat	bas : 0,02 ppm haut : 3,4 ppm[10]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le dichlore a été découvert par Carl Wilhelm Scheele en 1774. Il a été utilisé lors de la Première Guerre mondiale en tant que gaz de combat, la bertholite.

Le dichlore est soluble dans l'eau, formant l'eau de chlore, mais il n'est pas soluble dans l'eau salée.

La molécule de dichlore est formée de deux atomes de chlore.

Production

Le dichlore peut être produit facilement en électrolysant une solution de chlorure de sodium (procédé chlore-alcali) :

2Na⁺ + 2Cl⁻ + 2H₂O → 2NaOH + Cl₂ + H₂.

Scheele le synthétisa en faisant réagir du dioxyde de manganèse (MnO₂) avec de l'acide chlorhydrique (HCl).

On peut également en fabriquer de petites quantités grâce à la réaction de l'acide chlorhydrique sur le permanganate de potassium.

De plus, quand on verse un acide dans de l'eau de Javel, on observe une libération de dichlore (mais en présence d'urée, présent dans l'urine, elle dégage de la trichloramine (NCl₃) ; gaz très irritant)^[11]. Le degré chlorométrique d'une solution de Javel est le volume de dichlore libéré par un litre de cette solution (acide en excès).

Cl⁻ + ClO⁻ + 2H⁺ → Cl₂ + H₂O

Utilisation

Le dichlore est utilisé comme matière première pour produire de l'acide chlorhydrique par réaction entre le dichlore et le dihydrogène.

Cl₂ + H₂ → 2HCl

Il est aussi utilisé pour produire du polychlorure de vinyle (PVC).

Il sert dans la fabrication des produits avec une liaison carbone-chlore comme le fluide frigorigène R12 dichlorodifluorométhane.^{[réf. nécessaire]}

Il sert aussi à désinfecter l'eau potable en remplacement de l'eau de Javel.

Il a été utilisé comme gaz de combat (car irritant pour les voies respiratoires supérieures et toxique^[12]) pendant la Première Guerre mondiale où il a fait cinq mille morts et quinze mille rescapés, et il a laissé aux victimes des séquelles à vie^[13] dans les cas les plus graves. Son utilisation a aussi été prouvée par l'Organisation pour l'interdiction des armes chimiques (OIAC) lors de la guerre civile syrienne contre les forces rebelles à Douma en 2018^[14].

Propriétés

Le dichlore a la propriété de décolorer la solution d'indigo^[15] et plusieurs autres substances organiques. La couleur de plusieurs colorants organiques vient des différences entre les nombreux niveaux d’énergie de leurs liaisons conjuguées. Or le dichlore oxyde les doubles liaisons carbone-carbone qui constituent les systèmes de liaisons conjuguées.

Références

1. CHLORE, 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) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, États-Unis, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50.
4. (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.
5. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor & Francis, 3 juin 2009, 90^e éd., 2804 p. (ISBN 9781420090840, présentation en ligne).
6. (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.
7. « The Molecular Iodine (I2) Crystal Structure (A14) », sur cst-www.nrl.navy.mil (consulté le 17 décembre 2009).
8. Numéro index 017-001-00-7 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE n^o 1272/2008 (16 décembre 2008).
9. « Chlore » 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.
10. « Chlorine », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009).
11. « Dossier : L’Eau de Javel - Solution aqueuse d’hypochlorite de sodium » [PDF], Chambre syndicale nationale de l’eau de Javel, mai 2010, p. 8, § 7 : Sécurité pour l'homme, sur eaudejavel.fr.
12. « Expositions individuelles et collectives aux vapeurs de chlore », Centre Antipoisons belge.
13. « Les gaz : 22 avril 1915 à Ypres (Belgique) », sur La Grande Guerre.
14. « Syrie : du chlore a été utilisé contre la ville de Douma en 2018, selon l’OIAC », Le Monde.fr,‎ 1^er mars 2019 (lire en ligne, consulté le 4 octobre 2022).
15. Chimie, terminale S obligatoire, programme 2002, Nathan, coll. « Sirius », 2008, 351 p. (ISBN 978-2-09-172496-6), p. 248.

Articles connexes

• Difluor
• Dibrome
• Diiode

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