Chlore - Définition et Explications

Découverte

Le chimiste suédois Carl Wilhelm Scheele l'isola en 1774. Il lui donna le nom d'acide muriatique déphlogistiqué. Il croyait que c'était un gaz composé, mais en 1809 le chimiste britannique Humphry Davy découvrit que c'était un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper...) simple et lui donna son nom actuel.

Utilisations

Le chlore (Le chlore est un élément chimique de la famille des halogènes, de symbole Cl, et de numéro atomique 17.) est un produit chimique important dans la purification de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.), dans les désinfectants, les agents de blanchissement ainsi que dans le gaz moutarde (Le gaz moutarde est un composé chimique cytotoxique, vésicants avec la capacité de former de grandes vésicules sur la peau exposée.).

En raison de sa toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα toxikótêta) est la mesure de la capacité d’une substance à provoquer des effets...), le dichlore (Le dichlore (Cl2) est un gaz jaune-vert dans les conditions normales de pression et de température (chloros signifie « vert » en grec). Il est 2,5 fois plus dense que l'air. Il a une odeur...) a été un des premiers gaz employés lors de la Première Guerre mondiale comme gaz de combat. Les premiers masques à gaz inventés pour s'en protéger étaient en fait des compresses ou des cagoules de toiles imbibées de thiosulfate de sodium (Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux métaux alcalins. On ne le trouve pas à l'état de corps pur dans la nature, mais...).

Le dichlore est depuis largement utilisé pour fabriquer de nombreux objets et produits courants :

• comme biocide, pour tuer les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le...) et autres microbes, donc pour la potabilisation de l'eau (dichlore, eau de Javel (L’eau de Javel (appelée aussi Javel) est une solution liquide oxydante fréquemment utilisée comme désinfectant et/ou comme décolorant.)...). Le chlore a des propriétés rémanentes, ce qui signifie que son action désinfectante est valable sur tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le long du réseau de distribution (Le mot réseau (du latin retis) est apparu pour la première fois dans la langue française sous la forme "resel", au XII ème siècle....) d'eau. Pour purifier l'eau, on peut également utiliser le dioxyde de chlore (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...), gaz très oxydant qui présente l'avantage de ne pas produire de chlorophénols lorsqu'il reste des traces (TRACES (TRAde Control and Expert System) est un réseau vétérinaire sanitaire de certification et de notification basé sur internet sous la...) de dérivés phénoliques dans l'eau. Ce produit est en outre décolorant et désodorisant ;
• pour le traitement de l'eau des piscines comme biocide sous la forme de chloro-isocyanurates (par exemple le dichloroisocyanurate de sodium dihydrate pour le chlore choc) ou d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les...) trichloroisocyanurique (par exemple pour le chlore lent) qui ont l'avantage de se présenter sous une forme solide ;
• pour le blanchissement du papier : autrefois on utilisait du chlore gazeux mais ce procédé était très polluant (Le polluant a pour définition la plus souvent retenue : un altéragène biologique, physique ou chimique, qui audelà d'un certain seuil, et parfois dans...). Il a été remplacé par un procédé employant du dioxyde de chlore en combinaison (Une combinaison peut être :) avec du peroxyde (Un peroxyde est un composé chimique de formule générale R-O-O-R', le groupe -O-O- étant appelé peroxyle (abrégé "peroxo" quand il est mis en préfixe). Ces composés comportent une plus...) d'hydrogène ;
• pour la production d'antiseptiques, de colorants, d'insecticides, de peintures, de produits pétroliers, des plastiques (comme le PVC), des médicaments, des textiles, des dissolvants, et de beaucoup d'autres produits de consommation.

La chimie organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) emploie cet élément intensivement comme oxydant et dans la substitution parce que le chlore donne souvent beaucoup de propriétés désirées dans un composé organique (Un composé chimique est dit organique lorsqu'il renferme au moins un atome de carbone lié, au moins, à un atome d'hydrogène.) quand il est substitué à l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) (par exemple dans le néoprene un caoutchouc synthétique résistant aux hydrocarbures).

Il existe d'autres emplois dans la production des chlorates, chloroforme (Le chloroforme ou trichlorométhane est un composé chimique organochloré de formule brute : CHCl3.), tétrachlorure de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.), et dans l'extraction de brome (Le brome est un élément chimique de la famille des halogènes, de symbole Br et de numéro atomique 35. Les autres halogènes sont le fluor, le chlore, l'iode et...).

En géomorphologie et paléosismologie, l'isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique nucléaire, deux atomes sont dits isotopes s'ils ont le même nombre de protons. Le nombre de protons dans le noyau d'un atome est désigné par le...) ³⁶Cl, créé par les rayons cosmiques, est utilisé pour la datation par isotopes cosmogéniques de surfaces ou la détermination de taux d'érosion.

Caractéristiques notables

Dichlore gazeux.

Dichlore liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.).

L'élément chimique pur a la forme d'un gaz jaune-verdâtre diatomique Cl₂, le dichlore cité (La cité (latin civitas) est un mot désignant, dans l’Antiquité avant la création des États, un groupe d’hommes...) plus haut, dans les conditions normales de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de...) et de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.). Le nom de chlore vient du grec chloros qui signifie « vert pâle », en référence à sa couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).).
Le chlore est produit à partir des chlorures, par oxydation et principalement par électrolyse (Dans l'industrie chimique, l'électrolyse est une méthode de séparation d'éléments ou de composés chimiques liés utilisant l'électricité.). Avec des métaux, il forme des sels appelés les chlorures.

Il se liquéfie aisément, il bout à -34 °C à pression atmosphérique (La pression atmosphérique est la pression de l'air en un point quelconque d'une atmosphère.). Il est transporté (ou conservé) liquide, sous pression, aux températures ambiantes.

Avec le fluor (Le fluor est un élément chimique de symbole F et de numéro atomique 9. Il s'agit du premier élément de la famille des halogènes, de masse...), le brome, l'iode (L'iode est un élément chimique de la famille des halogènes, de symbole I et de numéro atomique 53.) et l'astate (L’astate est un élément chimique radioactif de la famille des halogènes, de symbole At et de numéro atomique 85 connu pendant...), le chlore est un membre de la série des halogènes qui constitue le groupe 17 du tableau (Tableau peut avoir plusieurs sens suivant le contexte employé :) périodique — le groupe d'éléments le plus réactif. Il se combine aisément avec presque tous les éléments. En effet, la liaison entre les deux atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une...) est relativement faible (seulement de 242,580 ±0.004 kJ/mol) qui fait du Cl₂ une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui...) fortement réactive. Il est produit à partir des chlorures par oxydation, et plus souvent par électrolyse. Le chlore est un élément qui se combine aisément avec presque tous autres éléments.
Des composés avec l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.), l'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz diatomique diazote...), le xénon (Le xénon est un élément chimique, de symbole Xe et de numéro atomique 54. Le xénon est un gaz noble, inodore et incolore. Dans une lampe à décharge, il émet une lumière bleue.), et le krypton (Le krypton est un élément chimique, de symbole Kr et de numéro atomique 36.) sont connus, mais ne se forment pas par réaction directe entre ces élements, mais doit être initiée par un agent externe, catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ; il participe à la réaction mais il ne fait partie ni des produits, ni des réactifs et n'apparaît donc pas...) ou ionisation (L'ionisation est l'action qui consiste à enlever ou ajouter des charges à un atome ou une molécule. L'atome - ou la molécule - en perdant ou en gagnant des charges n'est...). Bien que très réactif, le chlore n'est pas aussi extrêmement réactif que fluor.
Le gaz de chlore pur, cependant, est (comme l'oxygène) un comburant (Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un combustible. Le principal comburant est le dioxygène.) et peut soutenir la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.) des composés organiques tels que les hydrocarbures, bien que le carbone composant le carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.) tende à brûler qu'incomplètement, avec une grande partie demeurant sous forme de suie. Ce qui montre l'affinité (relative) extrême du chlore pour l'hydrogène (comme tous les halogènes), produisant du chlorure d'hydrogène, un corps plus lié que l'eau (l'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne...) d'hydrogène).

À 10 °C (et à pression atmosphérique), 1 l d'eau dissout 3,10 l de chlore et 1,77 l à 30 °C.

En solution, le chlore se trouve généralement sous forme d'ion (Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais, à partir de l'adjectif grec ἰόν (ion),...) chlorure Cl⁻.
L'ion chlorure, Cl⁻, est également le principal ion dissout dans l'eau de mer (L'eau de mer est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.). Environ 1,9 % de la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse...) de l'eau de mer (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.) est celle des ions chlorure.