Chlore

Chlore
17 Cl
Fa ↑ Cl ↓ Br Tableau p??riodique soufre ← → chlore argon
Apparence
gaz jaune-vert p??le
Propri??t??s g??n??rales
Nom, symbole, nombre	chlore, Cl, 17
Prononciation	/ k l ɔər Je n / Klohr -een ou / k l ɔər ɨ n / Klohr -ən
Cat??gorie Metallic	halog??ne
Groupe, p??riode, bloc	(17) les halog??nes , 3, p
Poids atomique standard	35,45 (1)
Configuration ??lectronique	[ Ne ] 3s 2 3p 5 2, 8, 7
Histoire
D??couverte	Carl Wilhelm Scheele (1774)
Premier isolement	Carl Wilhelm Scheele (1774)
Reconnu comme un ??l??ment par	Humphry Davy (1808)
Propri??t??s physiques
Phase	gaz
Densit??	(0 ?? C, 101,325 kPa) 3,2 g / L
Liquid densit?? ?? BP	1,5625 g ?? cm -3
Point de fusion	171,6 K , -101,5 ?? C, -150,7 ?? F
Point d'??bullition	239,11 K, -34,04 ?? C -29,27 ?? C
Point critique	416,9 K, 7,991 MPa
La chaleur de fusion	(Cl 2) 6,406 kJ ?? mol -1
Chaleur de vaporisation	(Cl 2) 20,41 kJ ?? mol -1
Capacit?? thermique molaire	(Cl 2) 33,949 J ?? mol -1 ?? K -1
La pression de vapeur
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ?? T (K) 128 139 153 170 197 239
Propri??t??s atomiques
??tats d'oxydation	7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, -1 (Fortement acide oxyde)
??lectron??gativit??	3,16 (??chelle de Pauling)
??nergies d'ionisation ( plus)	1er: 1251,2 kJ ?? mol -1
	2??me: 2298 kJ ?? mol -1
	3??me: 3822 kJ ?? mol -1
Rayon covalente	102 ?? 16 heures
Rayon de Van der Waals	175 h
Miscellan??es
Crystal structure	orthorhombique
Ordre magn??tique	diamagn??tique
R??sistivit?? ??lectrique	(20 ?? C)> 10 Ω ?? m
Conductivit?? thermique	8,9 ?? 10 -3 W ?? m -1 ?? K -1
Vitesse du son	(Gaz, 0 ?? C) 206 m ?? s -1
Num??ro de registre CAS	7782-50-5
La plupart des isotopes stables
Article d??taill??: Isotopes de chlore
iso N / A demi-vie DM DE ( MeV) DP 35 Cl 75,77% 35 Cl est stable avec 18 neutrons 36 Cl trace 3,01 ?? 10 5 y β - 0,709 36 Ar ε - 36 S 37 Cl 24,23% 37 Cl est stable avec 20 neutrons

Le chlore est un ??l??ment chimique avec le symbole Cl et de num??ro atomique 17. Le chlore est dans le groupe d'halog??ne (17) et le second est plus l??ger apr??s halog??ne fluor . L'??l??ment est un gaz jaune-vert sous des conditions standards, o?? il forme des mol??cules diatomiques. Il a le plus haut affinit?? ??lectronique et le troisi??me plus haut ??lectron??gativit?? de tous les ??l??ments; pour cette raison, le chlore est un solide agent oxydant. Le chlore libre est rare sur la Terre, et est habituellement un r??sultat de l'oxydation directe ou indirecte par l'oxyg??ne.

Le compos?? le plus commun de chlore, chlorure de sodium , a ??t?? connu depuis l'Antiquit??. Autour de 1630 du chlore gazeux a ??t?? sythesized premier d'une r??action chimique, mais pas reconnue comme une substance fondamentale. Caract??risation de gaz de chlore a ??t?? faite en 1774 par Carl Wilhelm Scheele, qui supposait que ce un oxyde d'un ??l??ment nouveau. En 1809, les chimistes ont sugg??r?? que le gaz pourrait ??tre un ??l??ment pur, et cela a ??t?? confirm?? par Sir Humphry Davy en 1810, qui nomm?? de grec ancien : Khloros de χλωρ??ς "vert p??le".

Presque tout le chlore dans la cro??te de la Terre se produit sous forme de chlorure dans divers compos??s ioniques, y compris sel de table. C'est le halog??ne secondes plus abondant et ²¹ ??l??ment chimique le plus abondant dans la cro??te terrestre. Chlore ??l??mentaire est produit commercialement ?? partir la saumure par ??lectrolyse. Le potentiel oxydant ??lev?? de chlore ??l??mentaire conduit commercialement au chlore libre de blanchiment et d??sinfectant utilisations, ainsi que ses nombreuses utilisations d'un r??actif essentiel dans l'industrie chimique. Le chlore est utilis?? dans la fabrication d'une large gamme de produits de consommation, environ les deux tiers sont des produits chimiques organiques, tels que le polychlorure de vinyle, ainsi que de nombreux produits interm??diaires pour la production de mati??res plastiques et d'autres produits finaux qui ne contiennent pas l'??l??ment. Comme un d??sinfectant commun, de chlore et de chlore g??n??ratrices de compos??s ??l??mentaires sont utilis??s plus directement dans piscines pour les garder propres et sanitaire.

Sous la forme de des ions chlorure, de chlore est n??cessaire pour toutes les esp??ces connues de la vie. D'autres types de compos??s chlor??s sont rares dans les organismes vivants et organiques chlor??s produites artificiellement vont de inerte ?? des substances toxiques. Dans le la haute atmosph??re, mol??cules organiques contenant du chlore tels que chlorofluorocarbones ont ??t?? impliqu??s dans la couche d'ozone . De petites quantit??s de chlore ??l??mentaire sont g??n??r??s par l'oxydation du chlorure de dans l'hypochlorite neutrophiles, dans le cadre de la r??ponse immunitaire contre les bact??ries. Chlore ??l??mentaire ?? des concentrations ??lev??es est extr??mement dangereux et toxique pour tous les organismes vivants, et a ??t?? historiquement utilis?? dans la Premi??re Guerre mondiale comme le premier agent gazeux de guerre chimique.

Caract??ristiques

Les caract??ristiques physiques de chlore et ses compos??s

Le chlore liqu??fi?? sous une pression de 7,4 bar ?? la temp??rature ambiante, affich?? dans une ampoule en quartz inclus dans verre acrylique.

?? temp??rature et pression normales, deux atomes de chlore forment le mol??cule diatomique Cl _2. Ce est un gaz jaune-vert qui a une forte odeur distinctive, familier ?? la plupart de la common eau de javel. La liaison entre les deux atomes est relativement faible (seulement 242,580 ?? 0,004 kJ / mol), ce qui rend la mol??cule Cl ₂ fortement r??actif. Le point d'??bullition r??guli??re atmosph??re est d'environ -34 ?? C, mais il peut ??tre liqu??fi?? ?? la temp??rature ambiante avec des pressions sup??rieures ?? 740 kPa.

Bien que le chlore ??l??mentaire est yelow-vert, des ions chlorure, en commun avec d'autres ions halog??nures, n'a pas de couleur soit dans des min??raux ou des solutions (par exemple, sel de table). De m??me, (encore une fois comme avec d'autres halog??nes) des atomes de chlore conf??rent pas de couleur de chlorures organiques quand ils remplacent les atomes d'hydrog??ne dans les compos??s organiques incolores, tels que le t??trachlorom??thane . Le point de fusion et la densit?? de ces compos??s est augment??e par substitution d'un atome d'hydrog??ne ?? la place du chlore. Compos??s de chlore avec d'autres halog??nes, cependant, ainsi que de nombreux oxydes de chlore, sont visiblement color??e.

Caract??ristiques chimiques

Avec le fluor , le brome , l'iode et l'astate , le chlore est un membre de l' halog??ne s??rie qui forme le groupe 17 (anciennement VII, VIIA, VIIB ou) de la classification p??riodique. forme des compos??s chlor??s avec presque tous les ??l??ments pour donner des compos??s qui sont g??n??ralement appel??s chlorures. Le gaz de chlore r??agit avec la plupart des compos??s organiques, et m??me soutenir lentement la combustion de des hydrocarbures.

L'hydrolyse du chlore ou dismutation libre dans l'eau

A 25 ?? C et pression atmosph??rique, une litre d' eau dissout 3,26 g ou 1,125 L de chlore gazeux. Les solutions de chlore dans l'eau contiennent du chlore (Cl _2), l'acide chlorhydrique, l'acide hypochloreux et:

Cl ₂ + H ₂ O HCl + HClO

Cette conversion vers la droite est appel?? dismutation, parce que l'ingr??dient le chlore des augmentations et des diminutions dans l'??tat d'oxydation formel. La solubilit?? du chlore dans l'eau est augment??e si l'eau contient de l'hydroxyde alcalin dissous, et de cette mani??re, l'eau de Javel est produite.

Cl ₂ + 2 OH ^- → ClO ^- Cl + ^- + H ₂ O

Le chlore gazeux ne existe que dans une solution neutre ou acide.

Chimie et compos??s

Chlore existe dans tous les impaires ??tats d'oxydation de -1 ?? 7, ainsi que l'??tat ??l??mentaire de z??ro et quatre en dioxyde de chlore (voir tableau ci-dessous, et aussi des structures de chlorite). Progresser ?? travers les ??tats, de l'acide chlorhydrique peut ??tre oxyd?? en utilisant du dioxyde de mangan??se, ou gaz de chlorure d'hydrog??ne oxyd?? catalytiquement par de l'air pour former du gaz de chlore ??l??mentaire.

Chlorures

Le chlore se combine avec presque tous les ??l??ments pour donner des chlorures. Les compos??s avec de l'oxyg??ne , l'azote , le x??non et le krypton sont connus, mais ne forment pas par r??action directe des ??l??ments. Le chlorure est l'un des anions les plus courants dans la nature. Le chlorure d'hydrog??ne et de sa solution aqueuse, l'acide chlorhydrique , sont produites ?? l'??chelle de m??gatonnes chaque ann??e ?? la fois comme interm??diaires pr??cieux mais parfois comme des polluants ind??sirables.

oxydes de chlore

Le chlore se forme une grande vari??t?? d'oxydes, comme on le voit ci-dessus: dioxyde de chlore _(CIO2), monoxyde de dichlore (Cl ₂ O), hexoxyde dichlorine (Cl ₂ O _6), heptoxyde dichlorine (Cl ₂ O _7). Les d??riv??s anioniques de ces m??mes oxydes sont ??galement bien connus y compris chlorate (ClO -
3), chlorite (ClO -
2), hypochlorite (ClO ^-), et perchlorate (ClO -
4). Les d??riv??s d'acides de ces anions sont l'acide hypochloreux (HOCl), acide chlorique (HClO ₃₎ et l'acide perchlorique (HClO _4). Le cation chloroxy chloryl (ClO ₂ ⁺⁾ est connu et a la m??me structure que chlorite mais avec une charge positive et de chlore dans l'??tat d'oxydation +5. Le compos?? "trioxyde de chlore" ne se produit pas, mais plut??t sous forme de gaz se trouve que le dim??re hexoxyde dichlorine (Cl ₂ O ₆₎ avec un ??tat d'oxydation +6. Ce compos?? liquide ou solide dismute forme ?? un m??lange de cinq et sept ??tats d'oxydation sous la forme du compos?? ionique chloryl perchlorate, [ClO _2] ⁺ [ClO _4] ^-.

Dans une solution alcaline concentr??e chaude dismute hypochlorite:

2 ClO ^- → Cl ^- + ClO -
2

CLO ^- + ClO -
2 → Cl ^- + ClO -
3

Le chlorate de sodium et chlorate de potassium peut ??tre cristallis?? ?? partir de solutions form??es par les r??actions ci-dessus. Si leurs cristaux sont chauff??s, ils subissent un autre, dismutation final:

4 ClO -
3 → Cl ^- + 3 - CLO
4

Cette m??me progression de chlorure de perchlorate peut ??tre r??alis?? par ??lectrolyse. La progression de la r??action ?? l'anode est la suivante:

R??action	??lectrode potentiel
Cl - + 2 OH - → ClO - + H 2 O + 2 e -	0,89 volts
CLO - + 2 OH - → ClO - 2 + H 2 O + 2 e -	0,67 volts
CLO - 2 + 2 OH - → ClO - 3 + H 2 O + 2 e -	0,33 volts
CLO - 3 + 2 OH - → ClO - 4 + H 2 O + 2 e -	0,35 volts

Chaque ??tape est accompagn??e ?? la cathode par

2 H ₂ O 2 + e ^- → 2 OH ^- + H ₂ (-0,83 volt)

Compos??s interhalog??n??s

Le chlore oxyde les sels de bromure et de l'iodure de brome et d'iode, respectivement. Cependant, il ne peut pas se oxyder sels de fluorure de fluor. Il fait une vari??t?? de des compos??s interhalog??n??s, tels que les fluorures de chlore, monofluorure de chlore (CLF), le trifluorure de chlore (ClF _3), pentafluorure de chlore (ClF _5). Les chlorures de brome et l'iode sont ??galement connus.

Compos??s organochlor??s

Le chlore est largement utilis?? dans la chimie organique dans substitution et des r??actions d'addition. Chlore donne souvent de nombreuses propri??t??s souhait??es ?? un compos?? organique , en partie en raison de son ??lectron??gativit??.

Comme les autres halog??nures, le chlore subit des r??actions d'addition ??lectrophile, la plus notable ??tant la chloration de alc??nes et des compos??s aromatiques avec un Acide de Lewis catalyseur . Compos??s chlor??s organiques ont tendance ?? ??tre moins r??actif en substitution nucl??ophile de r??actions que les d??riv??s de brome ou d'iode correspondants, mais ils ont tendance ?? ??tre moins cher. Elles peuvent ??tre activ??es par r??action avec une substitution par groupe tosylate, ou par l'utilisation d'une quantit?? catalytique de l'iodure de sodium.

Occurrence

Dans le milieu interstellaire, le chlore est produit dans supernovae via le r-processus.

Dans les m??t??orites et sur Terre, le chlore se trouve principalement le ion chlorure qui se produit dans les min??raux. Dans la cro??te de la Terre, le chlore est pr??sent ?? des concentrations moyennes d'environ 126 parties par million, principalement dans des min??raux comme halite ( chlorure de sodium ), sylvite ( chlorure de potassium), et carnallite (magn??sium chlorure de potassium hexahydrat??).

Le chlorure est un composant du sel qui se d??pose dans la terre ou dissous dans les oc??ans - environ 1,9% de la masse d'eau de mer est d'ions chlorure. M??me des concentrations plus ??lev??es de chlorure se trouvent dans la Mer Morte et souterrain les d??p??ts de la saumure. La plupart des sels de chlorure sont solubles dans l'eau, donc, les min??raux contenant du chlorure sont habituellement seulement trouv??s en abondance dans les climats secs ou profondeur.

Plus de 2000 d'origine naturelle de compos??s organiques chlor??s sont connus.

Isotopes

Le chlore a un large ??ventail de isotopes. Les deux stables isotopes sont ³⁵ Cl (75,77%) et ³⁷ Cl (24,23%). Ensemble, ils donnent un chlore poids atomique de 35,4527 g / mol. Le valeur demi-entier pour le poids de chlore a provoqu?? une certaine confusion dans les premiers jours de la chimie, quand il avait ??t?? postul?? que les atomes ??taient compos??es d'unit??s d'hydrog??ne m??me (voir La loi de Proust), et l'existence de produits chimiques des isotopes ??tait insoup??onn??e.

Des traces de radioactif ³⁶ Cl existe dans l'environnement, dans un rapport d'environ 7x10 ^-13 ?? 1 avec des isotopes stables. Cl ³⁶ est produit dans l'atmosph??re par spallation de ³⁶ Ar par des interactions avec rayons cosmiques protons . Dans l'environnement du sous-sol, ³⁶ Cl est g??n??r??e principalement du fait de la capture des neutrons par ³⁵ Cl ou muon capture ^{de 40} Ca . ³⁶ Cl se d??sint??gre en ³⁶ S et ³⁶ Ar , avec un combin?? demi-vie de 308000 ann??es. La demi-vie de cette isotope non r??actif hydrophile rend appropri?? pour datation g??ologique dans la gamme de 60 000 ?? 1 million d'ann??es. En outre, de grandes quantit??s de ³⁶ Cl ont ??t?? produites par l'irradiation de l'eau de mer au cours des d??tonations atmosph??riques de l'arme nucl??aire entre 1952 et 1958. Le temps de s??jour de ³⁶ Cl dans l'atmosph??re est d'environ 1 semaine. Ainsi, en tant que marqueur de l'eau 1950 de l'??v??nement dans le sol et les eaux souterraines, ³⁶ Cl est ??galement utile pour la datation des eaux de moins de 50 ans avant le pr??sent. ³⁶ Cl a vu l'utilisation dans d'autres domaines des sciences g??ologiques, y compris datant glace et les s??diments.

Histoire

Le compos?? le plus commun de chlore, chlorure de sodium, a ??t?? connu depuis l'Antiquit??; les arch??ologues ont trouv?? des preuves que le sel gemme a ??t?? utilis?? d??s 3000 BC et de la saumure d??s 6000 BC. Vers 1630, le chlore a ??t?? reconnu comme un gaz par le chimiste belge et m??decin Jean-Baptiste Van Helmont.

Carl Wilhelm Scheele

Chlore ??l??mentaire a ??t?? pr??par?? et ??tudi?? en 1774 par le chimiste su??dois Carl Wilhelm Scheele, et, par cons??quent, il est cr??dit?? pour sa d??couverte. Il l'appelle ??l'air de l'acide chlorhydrique d??phlogistiqu??", car il est un gaz (alors appel??s "airs") et il est venu de l'acide chlorhydrique (alors connu comme "l'acide chlorhydrique"). Cependant, il n'a pas ??tabli le chlore comme un ??l??ment, pensant ?? tort que ce ??tait la oxyde obtenu ?? partir de l'acide chlorhydrique (voir th??orie du phlogistique). Il a nomm?? le nouvel ??l??ment au sein de cet oxyde comme muriaticum. Ind??pendamment de ce qu'il pensait, Scheele n'a isoler le chlore par r??action MnO ₂ (comme le min??ral pyrolusite) avec HCl:

4 HCl + MnO ₂ → MnCl ₂ + H 2 O ₂ + Cl ₂

Scheele observ?? plusieurs des propri??t??s de chlore: l'effet de blanchiment sur d??cisif, l'effet mortel sur les insectes, la couleur vert-jaune, et l'odeur semblable ?? l'eau r??gale.

?? l'??poque, la th??orie chimique commun ??tait: tout acide est un compos?? qui contient de l'oxyg??ne (toujours sonnant dans les noms allemands et n??erlandais de l'oxyg??ne : Sauerstoff ou zuurstof, ?? la fois la traduction en anglais que des choses acide), donc un certain nombre de chimistes, y compris Claude Berthollet, a sugg??r?? que l'air de l'acide chlorhydrique d??phlogistiqu?? de Scheele doit ??tre une combinaison de l'oxyg??ne et l'??l??ment non encore d??couvertes, muriaticum.

En 1809, Louis Joseph Gay-Lussac et Louis-Jacques Th??nard a essay?? de d??composer l'air de l'acide chlorhydrique d??phlogistiqu?? en le faisant r??agir avec du charbon pour lib??rer l'??l??ment muriaticum libre (et dioxyde de carbone). Ils ne ont pas r??ussi et a publi?? un rapport dans lequel ils ont consid??r?? la possibilit?? que d??phlogistiqu?? air de l'acide chlorhydrique est un ??l??ment, mais ne ??taient pas convaincus.

En 1810, Sir Humphry Davy a tent?? la m??me exp??rience ?? nouveau, et a conclu que ce est un ??l??ment, et non un compos??. Il a nomm?? ce nouvel ??l??ment que le chlore, du mot grec (χλωρος de chloros), ce qui signifie vert-jaune. Le nom halog??ne , ce qui signifie "producteur de sel," a ??t?? utilis?? ?? l'origine pour le chlore en 1811 par Johann Salomo Christoph Schweigger. Cependant, ce terme a ??t?? plus tard utilis?? comme un terme g??n??rique pour d??crire tous les ??l??ments de la famille de chlore (fluor, le brome, iode), apr??s une suggestion J??ns Jakob Berzelius en 1842. En 1823, Michael Faraday de chlore liqu??fi?? pour la premi??re fois, et d??montr?? que ce qui ??tait alors connu sous le nom ??chlore solide" avait une structure d'hydrate de chlore (Cl ₂ ?? H ₂ O).

Le gaz de chlore a ??t?? utilis?? la premi??re fois par le chimiste fran??ais Claude Berthollet pour blanchir les textiles en 1785. blanchiment modernes r??sultent de la poursuite des travaux par Berthollet, qui, le premier produit l'hypochlorite de sodium dans 1789 dans son laboratoire sur le quai Javel ?? Paris , France, en faisant passer du chlore gazeux ?? travers une solution de carbonate de sodium. Le liquide r??sultant, connu sous le nom "Eau de Javel" (" Eau de Javel ??), ??tait une solution faible de l'hypochlorite de sodium. Cependant, ce processus ne ??tait pas tr??s efficace, et les m??thodes de production alternatives ont ??t?? recherch??es. Chimiste ??cossais et l'industriel Charles Tennant a produit d'abord une solution de l'hypochlorite de calcium ("de chaux chlor??e??), alors solide d'hypochlorite de calcium (poudre de blanchiment). Ces compos??s produisent de faibles niveaux de chlore ??l??mentaire, et qu'ils peuvent ??tre transport??s de mani??re plus efficace que l'hypochlorite de sodium, qui est rest?? solutions dilu??es car lorsqu'il est purifi?? pour ??liminer l'eau, il est devenu un oxydant puissant et dangereusement instable. Pr??s de la fin du XIXe si??cle, ES Smith brevet?? une m??thode de production d'hypochlorite de sodium impliquant ??lectrolyse de saumure pour produire de l'hydroxyde de sodium et du chlore gazeux, qui a ensuite m??lang??s pour former de l'hypochlorite de sodium. Ceci est connu comme la processus de chlore-alcali, d'abord introduit ?? l'??chelle industrielle en 1892, et maintenant la source de la quasi-totalit?? production moderne chlore ??l??mentaire et de l'hydroxyde de sodium (une r??action d'??lectrolyse ?? basse temp??rature connexe, le Processus Hooker, est maintenant responsable de l'eau de Javel et production d'hypochlorite de sodium).

Solutions de chlore ??l??mentaire dissous dans eau chimiquement base (sodium et hypochlorite de calcium) a ??t?? d'abord utilis?? comme agents anti-putr??faction et des d??sinfectants dans les ann??es 1820, en France, bien avant la cr??ation de la th??orie des germes de la maladie. Ce travail est principalement due ?? Antoine-Germain Labarraque, qui a adapt?? "eau de Javel" l'eau de Javel de Berthollet et autres pr??parations de chlore dans le but (voir une histoire plus compl??te, voir ci-dessous). Chlore ??l??mentaire a depuis servi une fonction continue dans l'antisepsie topique (solutions d'irrigation de la plaie, etc.) ainsi que l'hygi??ne publique (en particulier de la natation et de l'eau potable).

En 1826, chlorure d'argent a ??t?? utilis?? pour produire des images photographiques pour la premi??re fois. Chloroforme a ??t?? d'abord utilis?? comme un anesth??sique en 1847.

Le chlorure de polyvinyle (PVC) a ??t?? invent?? en 1912, d'abord sans un but.

Le gaz de chlore a d'abord ??t?? pr??sent?? comme une arme, le 22 Avril 1915 au Ypres par la Arm??e allemande, et les r??sultats de cette arme furent d??sastreuses parce masques ?? gaz ne avaient pas ??t?? distribu??s en masse et ??taient difficile ?? trouver rapidement.

Production

Analyse du chlore liquide

Dans l'industrie, le chlore ??l??mentaire est habituellement produit par l'??lectrolyse du chlorure de sodium dissous dans l'eau. Cette m??thode, la processus de chlore-alcali industrialis??s en 1892, pr??voit d??sormais la quasi-totalit?? du gaz de chlore industrielle. Avec le chlore, le proc??d?? donne de l'hydrog??ne gazeux et de l'hydroxyde de sodium (avec de l'hydroxyde de sodium en fait ??tre le plus crucial de ces trois produits industriels fabriqu??s selon le proc??d??). Le produit de traitement selon le sch??ma suivant ??quation chimique:

2 NaCl + H 2 O ₂ → Cl ₂ + H ₂ + 2 NaOH

L'??lectrolyse de solutions de chlorure tout proc??der selon les ??quations suivantes:

Cathode: 2 H ⁺ (aq) + 2 e ^- → H ₂ (g)

Anode: 2 Cl ^- (aq) → Cl ₂ (g) + 2 e ^-

Processus global: 2 NaCl (ou KCl) + 2 H ₂ O → Cl _{2 2} 2 NaOH + H + (ou KOH)

Dans la cellule d'??lectrolyse ?? membrane, un amiante (ou polym??re-fibre) diaphragme s??pare une cathode et une anode, emp??chant la formation de chlore ?? l'anode de re-m??lange avec de l'hydroxyde de sodium et l'hydrog??ne form?? ?? la cathode. La solution de sel (saumure) est introduit en continu dans le compartiment anodique et se ??coule ?? travers la membrane vers le compartiment de cathode, o?? la caustique alcalin est produit et la saumure est partiellement d??charg??e. M??thodes membranes produisent diluer et l??g??rement impur alcalin mais ils ne sont pas accabl??s par le probl??me de la pr??vention des rejets de mercure dans l'environnement et ils sont plus ??conomes en ??nergie. Membrane de la cellule d'??lectrolyse emploi comme une membrane perm??able Echangeur d'ions. Sodium satur?? (ou de potassium) une solution de chlorure est pass?? ?? travers le compartiment anodique, ce qui laisse une plus faible ?? concentration. Cette m??thode est plus efficace que la cellule ?? diaphragme et produit tr??s pur sodium (ou de potassium) hydroxyde ?? une concentration d'environ 32%, mais n??cessite saumure tr??s pure.

Processus de la membrane cellulaire pour la production de chlore-alcali

Les m??thodes de laboratoire

De petites quantit??s de chlore gazeux peuvent ??tre r??alis??s dans le laboratoire en combinant de l'acide chlorhydrique et le dioxyde de mangan??se. En variante, un acide fort tel que l'acide sulfurique ou l'acide chlorhydrique r??agit avec solution d'hypochlorite de sodium pour lib??rer du chlore gazeux mais r??agit avec de chlorate de sodium pour produire du chlore gazeux et du dioxyde de chlore ainsi. Dans la maison, les accidents se produisent lorsque des solutions de blanchiment hypochlorite sont combin??s avec certains vidange-nettoyants acides.

Applications

La production de produits industriels et de consommation

Principales applications de chlore sont dans la production d'une large gamme de produits industriels et de consommation. Par exemple, il est utilis?? dans la fabrication des plastiques, des solvants pour le nettoyage ?? sec et le d??graissage des m??taux, textiles, produits agrochimiques et pharmaceutiques, insecticides, colorants, produits d'entretien m??nager, etc.

De nombreux produits industriels importants sont produits via des interm??diaires organochlor??s. Des exemples comprennent polycarbonates, les polyur??thanes, les silicones, le polyt??trafluoro??thyl??ne, de la carboxym??thylcellulose, et l'oxyde de propyl??ne. Comme les autres halog??nes, le chlore participe ?? des r??actions de substitution de radicaux libres avec des compos??s organiques contenant de l'hydrog??ne. Lorsqu'il est appliqu?? ?? des substrats organiques, la r??action est souvent, mais pas toujours non-r??gios??lective, et, par cons??quent, peut conduire ?? un m??lange de produits isom??res. Il est souvent difficile de contr??ler le degr?? de substitution ainsi, de sorte que plusieurs substitutions sont communs. Si les diff??rents produits de r??action sont facilement s??par??s, par exemple par distillation, la chloration substitutive radicalaire (dans certains cas, accompagn??e par d??shydrochloration thermique simultan??) peut ??tre une voie de synth??se utile. Exemples industriels de ce sont la production de le chlorure de m??thyle, le chlorure de m??thyl??ne, le chloroforme et le t??trachlorure de carbone ?? partir du m??thane, le chlorure d'allyle ?? partir de propylene, et le trichloro??thyl??ne, et t??trachloro??thyl??ne 1,2-dichloro??thane.

Quantitativement, environ 63% et 18% de tout le chlore ??l??mentaire produit est utilis?? dans la fabrication des compos??s chlor??s organiques et inorganiques, respectivement ,. Environ 15 000 compos??s chlor??s sont utilis??s commercialement. Le 19% restant est utilis?? pour les agents de blanchiment et de produits de d??sinfection. La plus importante de compos??s organiques en termes de volume de production sont 1,2-dichloro??thane et le chlorure de vinyle, interm??diaires dans la production de PVC. Autres organochlor??s sont particuli??rement importants le chlorure de m??thyle, le chlorure de m??thyl??ne, le chloroforme, le chlorure de vinylid??ne, trichloro??thyl??ne, perchloro??thyl??ne, le chlorure d'allyle, l'??pichlorhydrine, le chlorobenz??ne, dichlorobenz??nes, et trichlorobenz??nes. Les principaux compos??s inorganiques comprennent HCl, Cl ₂ O, HOCl, NaClO _3, les isocyanurates chlor??s, AlCl _3, SiCl _4, SnCl _4, PCl _3, PCl _5, POCl _3, AsCl _3, SbCl _3, SbCl _5, BiCl _3, S ₂ Cl _2, SCl _2, SOCI _2, CIF _3, ICl, ICl _3, TiCl _3, TiCl _4, MoCl _5, FeCl _3, ZnCl _2, etc.

L'hygi??ne publique, la d??sinfection et antisepsie

La lutte contre la putr??faction

Antoine-Germain Labarraque

En France (comme ailleurs) il y avait une n??cessit?? de traiter visc??res d'animaux afin de rendre cordes d'instruments de musique, Baudruches et d'autres produits. Ceci a ??t?? r??alis?? dans des "usines de gut" (de boyauderies) comme une entreprise odiferous et malsain. Ou vers 1820, le Soci??t?? d'encouragement Pour L'industrie nationale a offert un prix pour la d??couverte d'une m??thode, chimique ou m??canique, qui pourrait ??tre utilis?? pour s??parer la membrane p??riton??ale des intestins d'animaux sans causer la putr??faction. Il a ??t?? remport?? par Antoine-Germain Labarraque, un de 44 ans chimiste et pharmacien fran??ais qui avait d??couvert que les solutions de blanchiment chlor??s de Berthollet (" Eau de Javel ??) non seulement d??truit l'odeur de la putr??faction de la d??composition des tissus animaux, mais aussi retard?? le processus de d??composition lui-m??me.

La recherche de Labarraque entra??n?? chlorures et hypochlorites de chaux ( l'hypochlorite de calcium) et de sodium ( l'hypochlorite de sodium) ??tant utilis?? non seulement dans les boyauderies mais ??galement pour la d??sinfection et la d??sodorisation de routine latrines, les ??gouts, les march??s, abattoirs, th????tres et les morgues anatomiques. Ils ont ??galement ??t?? utilis??s, avec succ??s, dans les h??pitaux, lazarets, les prisons, les infirmeries (?? la fois sur terre et en mer), magnaneries, ??curies, ??tables, etc .; et pour exhumations, embaumement, pendant les flamb??es de maladie ??pid??mique, la fi??vre, Jambe noire (la maladie) chez les bovins, etc.

Contre l'infection et de contagion

Solutions de chaux et de la soude chlor??s de LABARRAQUE avaient ??t?? pr??conis??e en 1828 pour pr??venir l'infection (appel??e ??infection contagieuse", et pr??sum?? ??tre transmis par " miasmes ??) et aussi ?? traiter putr??faction des blessures existantes, y compris les plaies septiques. Dans ce travail 1828, Labarraque recommand?? pour le m??decin de respirer chlore, se laver les mains avec de la chaux chlor??e, et m??me saupoudrer chlorure de chaux sur le lit du patient, en cas de "infection contagieuse." En 1828, il ??tait bien connu que certaines infections ??taient contagieux, m??me si l'agence du microbe ne devait pas ??tre r??alis?? ou d??couvert pendant plus d'un demi-si??cle.

Pendant le Paris ??pid??mie de chol??ra de 1832, de grandes quantit??s de ce qu'on appelle le chlorure de chaux ont ??t?? utilis??s pour d??sinfecter la capitale. Ce ne ??tait pas simplement moderne chlorure de calcium , mais contient du chlore gazeux dissous dans l'eau de chaux (dilu?? l'hydroxyde de calcium) pour former l'hypochlorite de calcium (chaux chlor??e). La d??couverte de Labarraque aid?? ?? retirer la terrible odeur de pourriture des h??pitaux et des salles de dissection, et, ce faisant, efficace d??sodoris?? la Quartier Latin de Paris. Ces miasmes putrides "" ??taient consid??r??s par beaucoup comme responsable de la propagation de ??contagion?? et ??infection?? - deux mots utilis??s avant la th??orie des germes de l'infection. L'utilisation de chlorure de chaux a ??t?? bas?? sur la destruction des odeurs et ??mati??re putride." Une source a affirm?? que le chlorure de chaux a ??t?? utilis?? par le Dr John Snow pour d??sinfecter l'eau du chol??ra contamin??s puits alimentant la pompe de Broad Street en 1854 ?? Londres. Trois sources fiables qui d??crivaient la c??l??bre Broad Street pompe ??pid??mie de chol??ra ne mentionnent pas de neige d'effectuer toute d??sinfection de l'eau de ce puits. Au lieu de cela, une r??f??rence, il est clair que le chlorure de chaux a ??t?? utilis?? pour d??sinfecter la abats et la salet?? dans les rues environnantes la pompe une pratique courante Broad Street ?? la mi-Angleterre du XIXe si??cle.

Semmelweis et exp??riences avec l'antisepsie

Ignaz Semmelweis

Peut-??tre le plus c??l??bre application de la chlore et de Labarraque solutions chimiques de base ??tait en 1847, lorsque Ignaz Semmelweis utilis?? (premier) de chlore dans l'eau (tout simplement chlore dissous dans l'eau pure), des solutions de chlorure de chaux, puis moins chers, pour d??sodoriser les mains des m??decins autrichiens, qui Semmelweis remarqu?? portais toujours la puanteur de la d??composition des salles de dissection aux salles d'examen des patients . Semmelweis, encore long avant que la th??orie des germes de la maladie, avait ??mis l'hypoth??se que "particules cadav??riques?? ont ??t?? en quelque sorte transmettent d??composition des cadavres m??dicaux frais aux patients vivant, et il a utilis?? les "solutions de LABARRAQUE" bien connus comme la seule m??thode connue pour enlever l'odeur de d??cadence et de d??composition des tissus (qui il a trouv?? que le savon n'a pas fait). Les solutions se sont av??r??es antiseptiques germicides beaucoup plus efficaces que le savon (Semmelweis ??tait aussi conscient de leur plus grande efficacit??, mais pas la raison), ce qui a entra??n?? dans de Semmelweis (plus tard) a c??l??br?? le succ??s dans l'arr??t de la transmission de la fi??vre puerp??rale ("de la fi??vre puerp??rale") dans les maternit??s de H??pital g??n??ral de Vienne en Autriche en 1847.

Beaucoup plus tard, au cours de la Premi??re Guerre mondiale en 1916, une modification standardis??e et dilu??e de la solution de Labarraque, contenant de l'hypochlorite (0,5%) et de l'acide borique en tant que stabilisant acide, a ??t?? d??velopp?? par Henry Drysdale Dakin (qui a donn?? tout le cr??dit au travail pr??alable de Labarraque dans ce domaine). Appel?? La solution de Dakin, le proc??d?? de l'irrigation de la plaie avec des solutions chlor??es a permis un traitement antiseptique d'une grande vari??t?? de plaies ouvertes, bien avant l'??re moderne antibiotique. Une version modifi??e de cette solution continue d'??tre employ?? dans l'irrigation des plaies ?? l'??poque moderne, o?? il reste efficace contre les bact??ries r??sistantes aux antibiotiques se multiplient (voir Century Pharmaceuticals).

Assainissement public

En 1918, le US Department of Treasury appel?? ?? toute l'eau potable ?? d??sinfecter avec du chlore. Le chlore est un produit chimique important actuellement pour la purification de l'eau (tels que des usines de traitement d'eau), en d??sinfectants, et l'eau de Javel. Le chlore dans l'eau est plus de trois fois plus efficace comme d??sinfectant contre Escherichia coli ?? une concentration ??quivalente de brome , et est plus de six fois plus efficace que la concentration ??quivalente d' iode .

Le chlore est g??n??ralement utilis?? (sous la forme de acide hypochloreux) pour tuer les bact??ries et d'autres microbes dans l'eau potable et fournitures piscines publiques. Dans la plupart des piscines priv??es, chlore lui-m??me ne est pas utilis??, mais plut??t l'hypochlorite de sodium, form?? ?? partir de chlore et de l'hydroxyde de sodium , ou des comprim??s solides de isocyanurates chlor??s. L'inconv??nient de l'utilisation du chlore dans les piscines est que le chlore r??agit avec les cheveux et la peau d'un ??tre humain parce que les cheveux et la peau sont faits de prot??ines. (R??action avec des groupes amino de prot??ine) M??me les petites r??serves d'eau sont maintenant syst??matiquement chlor??e.

Il est souvent impossible de stocker et d'utiliser du chlore gazeux toxique pour le traitement de l'eau, de sorte que d'autres m??thodes de l'ajout de chlore sont utilis??s. Il se agit notamment des solutions d'hypochlorite, qui lib??rent progressivement le chlore dans l'eau, et des compos??s tels que sodium dichloro-s-triazinetrione (dihydrate ou anhydre), parfois appel??e "dichlorure", et , triazinetrione-trichloro-s parfois appel?? "trichlore". Ces compos??s sont stables tandis solide et peuvent ??tre utilis??s sous forme de poudre, en granul??s ou sous forme de comprim??s. Lorsqu'il est ajout?? en petites quantit??s ?? l'eau de piscine ou de syst??mes d'eau industriels, des atomes de chlore hydrolysent par rapport au reste de la mol??cule formant de l'acide hypochloreux (HOCl), qui agit comme un biocide g??n??ral, tuant les germes, les micro-organismes, des algues et ainsi de suite.

Utiliser comme une arme

Premi??re Guerre Mondiale

Le gaz de chlore, ??galement connu comme bertholite, a ??t?? le premier utilis?? comme une arme dans la Premi??re Guerre mondiale par l'Allemagne le 22 Avril 1915 ?? la Deuxi??me bataille d'Ypres. Comme d??crit par les soldats qu'il avait une odeur caract??ristique d'un m??lange entre le poivre et l'ananas. Il a ??galement go??t?? m??tallique et piqu?? l'arri??re de la gorge et la poitrine. Le chlore peut r??agir avec l'eau dans la muqueuse des poumons pour former de l'acide chlorhydrique , un irritant qui peut ??tre mortel. Les dommages caus??s par le chlore gazeux peut ??tre emp??ch??e par un masque ?? gaz, ou une autre m??thode de filtration, ce qui rend le risque global de d??c??s par le chlore gazeux beaucoup plus faible que celles des autres armes chimiques. Il a ??t?? lanc?? par un scientifique allemand tard d'??tre un laur??at du prix Nobel, Fritz Haber de l'Institut Kaiser Wilhelm ?? Berlin, en collaboration avec le conglom??rat chimique allemande IG Farben, qui a d??velopp?? des m??thodes pour d??charger le gaz de chlore contre un ennemi retranch??. Il est all??gu?? que le r??le de Haber dans l'utilisation du chlore comme une arme mortelle a conduit sa femme, Clara Immerwahr, au suicide. Apr??s la premi??re utilisation, le chlore a ??t?? utilis?? par les deux parties comme une arme chimique, mais il a rapidement ??t?? remplac?? par le plus mortel phosg??ne et gaz moutarde.

Guerre en Irak

Le gaz de chlore a ??galement ??t?? utilis?? par des insurg??s contre la population et de la coalition des forces locales dans la guerre en Irak sous la forme de bombes de chlore. Le 17 Mars 2007, par exemple, trois camions de chlore remplis ont explos?? dans la province d'Anbar tuant deux personnes et ??c??urante sur 350. D'autres attentats ?? la bombe de chlore a entra??n?? une augmentation des frais de la mort, avec plus de 30 morts ?? deux reprises. La plupart des d??c??s ont ??t?? caus??s par la force des explosions plut??t que les effets du chlore, car le gaz toxique est facilement dispers?? et dilu?? dans l'atmosph??re par l'explosion. Les autorit??s irakiennes ont renforc?? la s??curit?? pour le chlore ??l??mentaire, qui est essentiel pour fournir de l'eau potable pour la population.

Chlore fissuration induite dans les mat??riaux structurels

Chlore "attaque" sur un joint de plomberie de r??sine ac??tal.

L'élément est largement utilisé pour purifier l'eau grâce à ses puissantes propriétés oxydantes, l'approvisionnement en eau potable et en particulier de l'eau utilisée dans les piscines. Plusieurs effondrements catastrophiques de plafonds de piscines ont eu lieu en raison de la fissuration par corrosion des tiges d'acier inoxydable utilisés pour les suspendre. Certains polymères sont également sensibles à l'attaque, y compris résine acétal et polybutène. Les deux matériaux ont été utilisés dans les fournitures domestiques eau chaude et froide, et fissures de corrosion provoqués échecs répandus aux Etats-Unis dans les années 1980 et 1990. L'image de droite montre un joint acétal dans un système d'approvisionnement en eau, qui, quand il est fracturé, a causé un préjudice matériel important aux ordinateurs dans les laboratoires ci-dessous l'offre. Les fissures ont commencé à injection défauts de moulage dans l'articulation et ont progressé lentement jusqu'à ce que finalement déclenché. La surface de rupture montre des sels de fer et de calcium qui ont été déposées dans l'articulation de la fuite de l'alimentation en eau avant l'échec.

Effets sur la santé de l'élément libre et dangers

NFPA 704
0 3 0 OX

Le chlore est un gaz toxique qui irrite le système respiratoire. Parce qu'il est plus lourd que l'air, il a tendance à s'accumuler au fond des espaces mal ventilés. gaz de chlore est un oxydant puissant, qui peut réagir avec des matières inflammables.

Le chlore est détectable avec des appareils de mesure des concentrations aussi faibles que 0,2 parties par million (ppm), et par l'odorat à 3 ppm. La toux et vomissements peuvent survenir à 30 ppm et une lésion pulmonaire à 60 ppm. A propos de 1000 ppm peut être mortelle après quelques respirations profondes du gaz. Respirer des concentrations plus faibles peut aggraver le système respiratoire, et l'exposition au gaz peut irriter les yeux. La toxicité du chlore vient de son pouvoir oxydant. Lorsque le chlore est inhalé à des concentrations supérieures à 30 ppm, il commence à réagir avec l'eau et les cellules, qui changent dans de l'acide chlorhydrique (HCl) et l'acide hypochloreux (HClO).

Lorsqu'il est utilisé à des niveaux spécifiés pour la désinfection de l'eau, la réaction du chlore avec de l'eau ne sont pas une préoccupation majeure pour la santé humaine. D'autres matériaux présents dans l'eau peuvent générer des-produits de désinfection qui sont associés à des effets négatifs sur la santé humaine, bien que le risque pour la santé est beaucoup plus faible que l'eau potable undisinfected.

Composés organochlorés comme polutants

Certains composés organochlorés sont des polluants graves. Ces produits sont fabriqués soit en tant que produits secondaires de procédés industriels ou des produits finis qui sont persistants dans l'environnement, tels que certains pesticides chlorés et les chlorofluorocarbones. Le chlore est ajouté à la fois pour les pesticides et les produits pharmaceutiques pour rendre les molécules plus résistants à la dégradation enzymatique par des bactéries, des insectes et les mammifères, mais cette propriété a aussi pour effet de prolonger le temps de séjour de ces composés quand ils pénètrent dans l'environnement. À cet égard organiques chlorés ont une certaine ressemblance avec organiques fluorés.