Dioxyde de chlore
| Dioxyde de chlore | ||
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| Dioxyde de chlore à sa pression de vapeur saturante : Le haut du tube contient la phase gazeuse tandis que le bas est sous forme liquide. Le changement d'état s'effectue à 11°C à pression atmosphérique. | ||
| Identification | ||
|---|---|---|
| Nom UICPA | Dioxyde de chlore | |
| Synonymes |
Oxyde de chlore |
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| No CAS | ||
| No ECHA | 100.030.135 | |
| No CE | 233-162-8 | |
| No E | E926 | |
| Apparence | gaz rouge-jaune, d'odeur acre[1]. | |
| Propriétés chimiques | ||
| Formule | ClO2 [Isomères] |
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| Masse molaire[2] | 67,452 ± 0,003 g/mol Cl 52,56 %, O 47,44 %, |
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| Propriétés physiques | ||
| T° fusion | −59 °C[1] | |
| T° ébullition | 11 °C[1] | |
| Solubilité | dans l'eau à 20 °C : 8 g·l-1[1] | |
| Masse volumique | 1,642 à 0 °C (liquide)[3] 1,77 à −55 °C |
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| Limites d’explosivité dans l’air | en volume % dans l'air : >10[1] | |
| Pression de vapeur saturante | à 20 °C : 101 kPa[1] | |
| Thermochimie | ||
| ΔvapH° | 30 kJ·mol-1 (1 atm, 11 °C)[4] | |
| Propriétés électroniques | ||
| 1re énergie d'ionisation | 10,33 ± 0,02 eV (gaz)[5] | |
| Précautions | ||
| SGH[6],[7] | ||
     Danger Danger |
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| SIMDUT[8] | ||
    C, D1A, E, F, |
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| Inhalation | Très toxique | |
| Peau | provoque des brûlures | |
| Yeux | provoque des brûlures | |
| Ingestion | Très toxique | |
| Écotoxicologie | ||
| DL50 | 292 mg·kg-1 (rat, oral)[9] | |
| Seuil de l’odorat | bas : 0,1 ppm haut : 15 ppm[10] |
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| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | ||
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Le dioxyde de chlore (ou bioxyde de chlore) est un gaz jaune rougeâtre, de formule ClO2, qui est l'un des divers oxydes connus du chlore. Le dioxyde de chlore est relativement stable dans ses états gazeux et liquide, mais prompt à exploser. En pratique, on ne l'utilise jamais à l'état pur.
Utilisations
[modifier | modifier le code]- Désinfectant
- Blanchiment du papier, tissus, etc.
- Traitement de farines alimentaires (E926).
Préparation
[modifier | modifier le code]Le dioxyde de chlore peut être produit avec du chlorate de sodium en solution aqueuse concentrée (à saturation) chaude (60 °C) par un réducteur par exemple du peroxyde d'hydrogène, du dioxyde de soufre (risque d'explosion par élévation de la température dans la zone de réaction) ou l'acide chlorhydrique :
- 2 ClO3− + 2Cl− + 4 H+ → 2 ClO2 + Cl2 + 2 H2O
ainsi
- 2 NaClO3 + 4 HCl → 2 ClO2 + Cl2 + 2NaCl + 2 H2O
Cette réaction a le défaut de produire du chlore, on peut la combiner avec la réaction suivante:
- 2 NaClO2 + Cl2 → 2 NaCl + 2 ClO2
Mais comme le chlorite de sodium NaClO2 est plus coûteux à produire que le chlorate de sodium NaClO3, la réaction suivante est préférée :
- 5 NaClO3 + 6 HCl → 6 ClO2 + 5 NaCl + 3 H2O
Afin d'éviter la manipulation du chlorure d'hydrogène HCl, volatil et corrosif, une autre réaction utilise l'acide sulfurique H2SO4 moins cher et peu volatil :
- 5 NaClO3 + 3 H2SO4 + NaCl → 6 ClO2 + 3 Na2SO4 + 3 H2O
ou encore avec un réducteur plus puissant, le sulfite de sodium Na2SO3 qui donne du dioxyde de soufre SO2 comme intermédiaire :
- H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + H2O + SO2
puis
- 2 NaClO3 + SO2 → 2 ClO2 + Na2SO4
au total :
- 2 NaClO3 + H2SO4 + Na2SO3 → 2 ClO2 + 2 Na2SO4 + H2O
Pour diluer le dioxyde de chlore, un réducteur encore plus puissant peut être utilisé, l'oxalate de sodium, Na2C2O4 :
- 2 NaClO3 + 2 H2SO4 + Na2C2O4 → 2 ClO2 + 2 Na2SO4 + 2 CO2 + 2 H2O
Le dioxyde de carbone CO2 produit dilue le dioxyde de chlore ce qui diminue le risque d'explosion.
Le dioxyde de chlore peut être produit par action de chlorite de sodium et de chlore gazeux :
- 2 NaClO2 + Cl2 → 2 ClO2 + 2 NaCl.
Il est explosif si sa concentration dans l’air dépasse 10 %. Il ne peut donc pas être stocké et acheminé dans une station, il doit donc être préparé in situ.
Références
[modifier | modifier le code]- National Library of Medicine (US)
- WebElements
- NIST Standard Reference Database
- European Chemicals Bureau
- Fiche toxicologique de l'INRS
- DIOXYDE DE CHLORE, Fiches internationales de sécurité chimique
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- « CHLORINE DIOXIDE », sur toxnet.nlm.nih.gov, Hazardous Substances Data Bank (consulté le ).
- (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc, , 90e éd., 2804 p., Relié (ISBN 978-1-4200-9084-0)
- (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, Boca Raton, CRC, , 89e éd., 2736 p. (ISBN 978-1-4200-6679-1), p. 10-205
- Numéro index dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
- Numéro index dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
- « Dioxyde de 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 24 avril 2009
- (en) « Dioxyde de chlore », sur ChemIDplus, consulté le 23 août 2009
- « Chlorine dioxide », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le ).
