Dioxyde de chlore - Définition

Introduction

Dioxyde de chlore
Général
Nom IUPAC
Synonymes	Oxyde de chlore Peroxyde de chlore Oxyde de chlore(IV)
No CAS	10049-04-4
No EINECS	233-162-8
No E	E926
Apparence	gaz rouge-jaune, d'odeur acre.
Propriétés chimiques
Formule brute	ClO2
Masse molaire	67,452 ± 0,003 g·mol-1
Propriétés physiques
T° fusion	-59 °C
T° ébullition	11 °C
Solubilité	dans l'eau à 20 °C : 8 g·l-1
Masse volumique	1,642 à 0 °C (liqide) 1,77 à -55 °C Densité de vapeur : 2,3
Limites d’explosivité dans l’air	en volume % dans l'air : >10
Pression de vapeur saturante	à 20 °C : 101 kPa
Thermochimie
ΔH°	30 kJ·mol-1 (1 atm, 11 °C)
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation	10,33 ± 0,02 eV (gaz)
Précautions
Directive 67/548/EEC
dioxyde de chlore T+ O N Phrases R : 6, 8, 26, 34, 50, Phrases S : (1/2), 23, 26, 28, 36/37/39, 38, 45, 61,
dioxyde de chlore . . . % T N Phrases R : 25, 34, 50, Phrases S : (1/2), 23, 26, 28, 36/37/39, 45, 61,
SIMDUT
C, D1A, E, F,
SGH
Danger H270, H314, H330, H400, EUH006, Danger H301, H314, H400,
Inhalation	Très toxique
Peau	provoque des brûlures
Yeux	provoque des brûlures
Ingestion	Très toxique
Écotoxicologie
DL	292 mg·kg-1 (rat, oral)
Seuil de l’odorat	bas : 0,1 ppm haut : 15 ppm
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

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

• Désinfectant
• Blanchiment du papier, tissus, etc...
• Traitement de farines alimentaires (E926).

Préparation

Le dioxyde de chlore peut être produit avec du chlorate de sodium en solution dans un acide fort par un réducteur par exemple du peroxyde d'hydrogène, du dioxyde de soufre , ou l'acide chlorhydrique,:

Ex:

2ClO₃^- + 2Cl^- + 4H⁺   →   2ClO₂ + Cl₂ + 2H₂O

Autres exemples:

2NaClO₃ + 4HCl   →   2ClO₂ + Cl₂ + 2NaCl + 2H₂O

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 couteux à produire que le chlorate de sodium NaClO₃, on préfère la réaction suivante:

5NaClO₃ + 6HCl   →   6ClO₂ + 5NaCl + 3H₂O

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.

5NaClO₃ + 3H₂SO₄ + NaCl   →   6ClO₂ + 3Na₂SO₄ + 3H₂O

ou encore avec un réducteur plus puissant le sulfite de sodium Na₂SO₃ qui donne du dioxyde de soufre SO₂ comme intermédaire.

H₂SO₄ + Na₂SO₃   →   Na₂SO₄ + H₂O + SO₂

puis:

2NaClO₃ + SO₂   →   2ClO₂ + Na₂SO₄

au total:

2NaClO₃ + H₂SO₄ + Na₂SO₃   →   2ClO₂ + 2Na₂SO₄ + H₂O

Pour diluer le bioxyde de chlore on peut utiliser un réducteur encore plus puissant l'oxalate de sodium Na₂C₂O₄

2NaClO₃ + 2H₂SO₄ + Na₂C₂O₄   →   2ClO₂ + 2Na₂SO₄ + 2CO₂ + 2H₂O

Le dioxyde de carbone CO₂ produit dilue le dioxyde de chlore ce qui diminue le risque.

Le dioxyde de chlore peut être produit par action de chlorite de sodium et de chlore gazeux.
2 NaClO + Cl → 2 ClO + 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.