Le chlore gazeux: formule, effets, utilisations et risques

Le chlore gazeux (dichlor, chlore diatomique, chlore moléculaire ou simplement chlore) est un gaz jaune verdâtre, dégageant une odeur âcre et suffocante, incombustible à la température ambiante et à la pression atmosphérique.

C'est l'élément qui possède la plus grande affinité électronique et la troisième électronégativité la plus élevée, derrière seulement l'oxygène et le fluor. C'est un réactif extrêmement réactif et un oxydant puissant.

Le potentiel oxydant élevé du chlore élémentaire a conduit à la mise au point d'agents de blanchiment et de désinfectants du commerce, ainsi que d'un réactif pour de nombreux procédés de l'industrie chimique.

Sous forme d'ions chlorure, le chlore est nécessaire pour toutes les espèces de la vie connues. Cependant, le chlore élémentaire à fortes concentrations est extrêmement dangereux et toxique pour tous les organismes vivants. C'est pourquoi il a été utilisé pendant la Première Guerre mondiale comme premier agent de guerre chimique gazeux.

Il est toxique par inhalation. À long terme, l'inhalation de faibles concentrations ou l'inhalation à court terme de fortes concentrations de chlore gazeux ont des effets néfastes sur la santé.

Les vapeurs sont beaucoup plus lourdes que l'air et ont tendance à se déposer dans les zones basses. Il ne brûle pas, mais favorise la combustion.

C'est légèrement soluble dans l'eau. Le contact avec des liquides non confinés peut provoquer le gel par refroidissement par évaporation.

Il est utilisé pour purifier l’eau, blanchir la pâte de bois et fabriquer d’autres produits chimiques.

Formule

Formule : Cl-Cl

Numéro CAS : 7782-50-5

Structure 2D

Caractéristiques

Propriétés physiques et chimiques

Le chlore gazeux fait partie du groupe réactif des oxydants forts. Ces composés réagissent souvent vigoureusement avec d'autres composés.

Le chlore gazeux appartient également au groupe réactif des agents d'halogénation puissants, qui transfèrent un ou plusieurs atomes d'halogène au composé avec lequel ils réagissent.

Les agents d'halogénation sont généralement acides et réagissent donc parfois violemment avec les bases.

Bon nombre de ces composés réagissent à l'eau et à l'air. Les halogènes sont hautement électronégatifs et sont des oxydants forts.

Alertes de réactivité

Le chlore gazeux est un agent oxydant puissant. Réagit avec de l'eau. L'eau dissout le chlore gazeux en formant un mélange d'acide chlorhydrique et d'acides hypochloreux.

Inflammabilité

Il peut enflammer d'autres matériaux combustibles (bois, papier, huile, etc.). Le mélange avec des carburants peut provoquer une explosion. Le conteneur peut exploser au contact du feu. Il existe un risque d'explosion (et d'empoisonnement) dû à l'accumulation de ses vapeurs à l'intérieur, dans les égouts ou à l'air libre.

Les mélanges d'hydrogène et de chlore (5 à 95%) peuvent exploser sous l'action de presque toutes les formes d'énergie (chaleur, lumière du soleil, étincelles, etc.).

Emet des fumées hautement toxiques lorsqu'il est chauffé. Lorsqu'il est combiné avec de l'eau ou de la vapeur, il produit des vapeurs d'acide chlorhydrique toxiques et corrosives.

Réactivité

Le chlore réagit de manière explosive avec (ou favorise la combustion) de nombreux matériaux courants.

• Le chlore enflamme l'acier à 100 ° C en présence de suie, de rouille, de carbone ou d'autres catalyseurs.
• Laine d'acier légère sèche à 50 ° C
• Allumez les sulfures à la température ambiante.
• Caoutchouc naturel et synthétique léger (sous forme liquide).
• Allumez le trialkylborane et le dioxyde de tungstène.
• Il s'enflamme au contact de l'hydrazine, de l'hydroxylamine et du nitrure de calcium.
• Il est allumé ou exploité avec de l'arsine, de la phosphine, du silane, du diborane, de la stibite, du phosphore rouge, du phosphore blanc, du bore, du charbon actif, du silicium, de l'arsenic.
• Il provoque l’inflammation et une explosion douce quand il bouillonne à travers le méthanol froid.
• Il explose ou s'enflamme s'il se mélange excessivement à l'ammoniac et se réchauffe.
• Former du trichlorure d’azote explosif au contact du réactif Biuret contaminé à l’acide cyanurique.
• Forme facilement des dérivés explosifs de N-chloro avec l'aziridine.

Le chlore (sous sa forme liquide ou gazeuse) réagit avec:

• Alcools (explosion)
• Fonte d'aluminium (explosion)
• Silanes (explosion)
• Pentafluorure de brome
• Le disulfure de carbone (explosion catalysée par le fer)
• Chlore-2-propyne (un excès de chlore provoque une explosion)
• Phtalate de dibutyle (explosion à 118 ° C)
• Éther diéthylique (allumé)
• Zinc éthylique (allumé)
• Glycérol (explosion à 70-80 ° C)
• Méthane sur oxyde de mercure jaune (explosion)
• Acétylène (explosion initiée par le soleil ou par chauffage)
• Ethylène sur mercure, oxyde de mercure (I) ou oxyde d'argent (I) (explosion due à la chaleur ou à la lumière)
• Essence (réaction exothermique puis détonation)
• Mélange d'hydroxyde de sodium et de naphta (explosion violente)
• Chlorure de zinc (réaction exothermique)
• Cire (explosion)
• Hydrogène (explosion initiée par la lumière)
• Carbure de fer
• Uranium et Zirconium
• Hydrures de sodium, de potassium et de cuivre
• Étain
• Poudre d'aluminium
• Poudre de vanadium
• Feuille d'aluminium
• Tinsel
• Feuille de cuivre
• Poudre de calcium
• Fil de fer
• Poudre de manganèse
• Le potassium
• Poudre d'antimoine
• Bismuth
• Germanium
• Magnésium
• Le sodium
• Le zinc

Toxicité

Le chlore gazeux est toxique et peut être fatal s'il est inhalé. Le contact peut causer des brûlures à la peau et aux yeux, ainsi que des bronchites ou des affections pulmonaires chroniques.

Utilisations

Environ 15 000 composés de chlore sont utilisés commercialement aujourd'hui. Le chlorure de sodium est de loin le composé de chlore le plus courant et constitue la principale source de chlore et d’acide chlorhydrique pour l’énorme industrie chimique du chlore.

Environ 63% de tout le chlore élémentaire produit est utilisé dans la fabrication de composés organiques, 18% dans la fabrication de composés chlorés inorganiques et les 19% restants de chlore produit sont utilisés dans les produits de blanchiment et de désinfection.

Parmi les composés organiques les plus importants en termes de volume de production, on compte le 1, 2-dichloroéthane et le chlorure de vinyle (intermédiaires dans la production de PVC), le chlorure de méthyle, le chlorure de méthylène, le chloroforme, le chlorure vinylidène, entre autres.

Les principaux composés inorganiques sont HCl, Cl2O, HCl, NaClO3, AlCl3, SiCl4, SnCl4, PCl3, PCl5, POCl3, AsCl3, SbCl3, SClCl, BiCl3, S2Cl2, SCl2, SOCI2, CLI3, SIC3, Cll3, ClCl, , FeCl3, ZnCl2 et bien d’autres.

Le chlore gazeux est utilisé dans les opérations de blanchiment industriel, le traitement des eaux usées, la fabrication de comprimés pour la chloration des piscines et la guerre chimique.

Le gaz de chlore (connu sous le nom de bertholite) a été utilisé pour la première fois comme arme lors de la Première Guerre mondiale par l'Allemagne.

Après sa première utilisation, les deux parties au conflit ont utilisé le chlore comme arme chimique, mais il a rapidement été remplacé par du phosgène et du gaz moutarde, qui sont plus meurtriers.

Le gaz de chlore a également été utilisé pendant la guerre en Irak dans la province d'Anbar en 2007.

Effets cliniques

Le gaz de chlore est l’une des expositions les plus courantes par inhalation aux irritants d'origine professionnelle et environnementale. Des études récentes ont indiqué que le mélange d'eau de Javel (eau de Javel, principalement à base d'hypochlorite de sodium) et d'autres produits de nettoyage, était la cause la plus fréquente (21% des cas) d'exposition unique par inhalation signalée dans les centres de toxicologie des États-Unis.

Les principaux effets toxiques sont dus à une lésion tissulaire locale plutôt qu’à une absorption systémique. On pense que les lésions cellulaires résultent de l'oxydation de groupes fonctionnels dans les composants cellulaires; aux réactions avec l'eau des tissus pour former de l'acide hypochloreux et de l'acide chlorhydrique; et la génération de radicaux d'oxygène libre (bien que cette idée soit maintenant controversée).

Intoxication légère à modérée, toux, souffle court, douleur à la poitrine, sensation de brûlure dans la gorge et la région rétrosternale, nausée ou vomissements, irritation des yeux et du nez, asphyxie, faiblesse musculaire, vertiges, inconfort abdominal et maux de tête.

En cas d'intoxication grave, il existe: œdème des voies respiratoires supérieures, laryngospasme, œdème pulmonaire grave, pneumonie, hypoxémie persistante, insuffisance respiratoire, lésion pulmonaire aiguë et acidose métabolique.

L'exposition chronique au chlore gazeux est l'une des causes les plus fréquentes d'asthme professionnel. Elle peut provoquer une dyspnée, des palpitations, des douleurs thoraciques, un dysfonctionnement réactif des voies respiratoires supérieures, une érosion de l'émail des dents et une prévalence accrue des syndromes viraux. Une exposition chronique à 15 ppm provoque une toux, une hémoptysie, des douleurs à la poitrine et des maux de gorge.

L'exposition cutanée peut provoquer un érythème, une douleur, une irritation et des brûlures de la peau. Une exposition sévère peut provoquer un collapsus cardiovasculaire et un arrêt respiratoire. À fortes concentrations, une syncope et un décès presque immédiat peuvent survenir. Le chlore (sous forme d'hypochlorite) est tératogène chez les animaux de laboratoire.

Sécurité et risques

Mentions de danger du Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques (SGA).

Le Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques (SGA) est un système internationalement reconnu, créé par les Nations Unies et destiné à remplacer les diverses normes de classification et d'étiquetage utilisées dans différents pays grâce à l'utilisation de critères mondiaux cohérents (Nations Unies). United, 2015).

Les classes de danger (et le chapitre correspondant du SGH), les normes de classification et d'étiquetage, ainsi que les recommandations relatives au chlore gazeux sont les suivantes (Agence européenne des produits chimiques, 2017, Nations Unies, 2015, PubChem, 2017):

Classes de danger du SGH

H270: Peut provoquer ou aggraver un incendie. Oxydant [Gaz oxydant dangereux - Catégorie 1]

H280: contient du gaz sous pression; Il peut exploser s'il est chauffé [Avertissement Gaz sous pression - Gaz comprimé, Gaz liquéfié, Gaz dissous]

H315: Provoque une irritation cutanée [Attention Corrosion / irritation cutanée - Catégorie 2]

H319: Provoque une sévère irritation des yeux [Attention, lésions oculaires graves / irritation des yeux - Catégorie 2A]

H330: Mortel par inhalation [Danger Toxicité aiguë, inhalation - Catégorie 1, 2]

H331: Toxique par inhalation [Danger Toxicité aiguë, inhalation - Catégorie 3]

H335: Peut irriter les voies respiratoires [Attention Toxicité spécifique pour certains organes cibles - exposition unique; Irritation des voies respiratoires - Catégorie 3]

H400: Très toxique pour les organismes aquatiques [Attention Danger pour le milieu aquatique, risque aigu - Catégorie 1]

H410: Très toxique pour les organismes aquatiques, avec des effets néfastes à long terme [Attention Danger pour le milieu aquatique, danger à long terme - Catégorie 1]

(PubChem, 2017)

Codes des conseils prudentiels

P220, P244, P260, P261, P264, P271, P273, P280, P284, P302 + P352, P304 + P340, P305 + P351 + P338, P310, P311, P312, P320, P320, P321, P321, P313, P313, P313, P313, P313, P313 P362, P370 + P376, P391, P403, P403 + P233, P405, P410 + P403 et P501.