Chlore
Le chlore est l'un des produits chimiques les plus importants et les plus produits.
Comme le chlore réagit avec presque tous les éléments et composés, à quelques exceptions près, il est présent dans la nature presque exclusivement sous forme de composé chimique. D'importants gisements de chlore sont donc répandus sur terre, notamment sous forme de sels, par exemple dans les dépôts de sel à l'intérieur de la terre ou dissous dans l'eau de mer - le chlore est l'élément le plus courant dans l'eau de mer après l'oxygène et l'hydrogène. Sous sa forme ionique de chlorure en tant que minéral, le chlore contrôle également de nombreux processus importants dans le corps humain, tels que l'équilibre hydrique. Le chlorure est également nécessaire à la production d'acide gastrique et à la conduction des impulsions dans les fibres nerveuses.
Sous sa forme élémentaire, le chlore est présent en très petites quantités dans les gaz volcaniques et dans la couche d'ozone, où il se sépare des chlorofluorocarbones (CFC) produits par l'homme et contribue de manière significative à la formation de la couche d'ozone.
Propriétés du chlore
Le chlore est une molécule diatomique de couleur jaune-vert dont la formule chimique est Cl2. Il a une odeur piquante et est classé comme toxique dans la liste des substances dangereuses. Le gaz réagit violemment avec presque tous les autres éléments et de nombreux composés, en générant beaucoup de chaleur. Il n'y a qu'avec l'oxygène, l'azote, le carbone et les gaz nobles qu'il n'y a pas de réaction directe. De nombreux métaux, comme le manganèse et le zinc ou les métaux précieux que sont l'or, l'argent et le platine, ne réagissent avec le chlore qu'à des températures élevées. La présence d'eau joue également un rôle important dans la réaction du chlore avec les métaux.
En raison de sa grande réactivité, le chlore doit être manipulé avec précaution. Il est très réactif, surtout lorsqu'il est mouillé. En particulier, la combinaison avec des métaux pour former des chlorures métalliques est généralement très violente, provoquant même souvent un incendie. Le chlore forme des mélanges explosifs avec l'hydrogène (chlore oxyhydrogène).
Le chlore est un élément de numéro atomique 17, qui se trouve dans le septième groupe principal du tableau périodique et appartient au 17e groupe de l'UICPA, les halogènes. Le chlore est un mélange de deux isotopes stables (espèces atomiques) : 35Cl, qui représente environ 75 % de l'élément, et 37Cl.
Avec une densité de 3,214 g/l à 0 °C, le chlore est environ 2,5 fois plus lourd que l'air. Il se condense en un liquide jaune à -34,6 °C, à -195 °C il est presque incolore. À -101 °C, le chlore passe à l'état solide et forme des cristaux jaunes. Le chlore est liquide à une pression de 6,7 bars à 20 °C et peut être transporté dans des cylindres en acier ou des wagons-citernes.
Le gaz peut être dissous dans l'eau. Un litre d'eau dissout 2,3 litres de chlore à 20 °C. Une solution de 0,5 % de chlore dans l'eau est appelée eau chlorée. L'élément se dissout bien dans les composés contenant du chlore et dans certains solvants organiques.
Le chlore existe avec des nombres d'oxydation de -1 à +7. Les composés inorganiques dans lesquels le chlore est présent à l'état d'oxydation -1 et donc en tant qu'anion sont appelés chlorures. Ce sont les composés les plus importants contenant du chlore. Le chlorure le plus connu est le chlorure de sodium, c'est-à-dire le sel commun. Il se forme lors d'une réaction violente entre le chlore et le métal alcalin sodium (Na) sous une lumière jaune brillante. Le composé Cl-1 le plus important est le chlorure d'hydrogène (HCl), dont la solution aqueuse produit de l'acide chlorhydrique, l'un des acides les plus importants. Les autres acides chlorés sont l'acide hypochloreux (HClO), l'acide chloré (HClO2), l'acide chlorique (HClO3) et l'acide perchlorique (HClO4), un acide extrêmement fort, dit super acide.
Dans l'industrie chimique, le chlore est obtenu exclusivement par électrolyse chlore-alcali : une solution aqueuse de chlorure de sodium est électrolysée. Le chlore se forme au pôle positif. Au pôle négatif, l'eau se décompose en ions hydrogène et hydroxyde, qui forment la soude caustique avec les ions sodium. Dans tous les processus de production de chlore, il convient de noter que l'anode, où se forme le chlore, est séparée de la cathode, où se forment les ions hydrogène et hydroxyde : le chlore réagit de manière explosive avec l'hydrogène dans ce que l'on appelle la réaction chlore-oxyhydrogène si une irradiation par une lumière à ondes courtes ou un chauffage localisé a lieu au début. L'énergie fournie provoque la scission de la molécule de Cl2. S'il est produit dans le même récipient, le mélange explosif chlore-hydrogène chlorure d'hydrogène, également connu sous le nom d'oxyhydrogène de chlore, se forme. En outre, une réaction du chlore avec les ions hydroxyde pour former de l'hypochlorite se produirait.
