Dioxyde de chlore

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Dioxyde de chlore
Dioxyde de chlore
Identification
Nom IUPAC Dioxyde de chlore
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[1].
Propriétés chimiques
Formule brute ClO2  [Isomères]
Masse molaire[2] 67,452 ± 0,003 g/mol
Cl 52,56 %, O 47,44 %,
Propriétés physiques
fusion −59 °C[1]
ébullition 11 °C[1]
Solubilité dans l'eau à 20 °C : 8 g·l-1[1]
Masse volumique 1,642 à °C (liqide)[3]
1,77 à −55 °C
Densité de vapeur : 2,3
Limites d’explosivité dans l’air en volume % dans l'air : >10[1]
Pression de vapeur saturante à 20 °C : 101 kPa[1]
Thermochimie
Δvap 30 kJ·mol-1 (1 atm, 11 °C)[4]
Propriétés électroniques
1re énergie d'ionisation 10,33 ± 0,02 eV (gaz)[5]
Précautions
Directive 67/548/EEC
dioxyde de chlore
Très toxique
T+
Comburant
O
Dangereux pour l`environnement
N
Phrases R : 6, 8, 26, 34, 50,
Phrases S : (1/2), 23, 26, 28, 36/37/39, 38, 45, 61,


dioxyde de chlore . . . %
Toxique
T
Dangereux pour l`environnement
N
Phrases R : 25, 34, 50,
Phrases S : (1/2), 23, 26, 28, 36/37/39, 45, 61,
SIMDUT[6]
C : Matière comburanteD1A : Matière très toxique ayant des effets immédiats gravesE : Matière corrosiveF : Matière dangereusement réactive
C, D1A, E, F,
SGH[7],[8]
SGH03 :SGH04 : GazSGH05 : CorrosifSGH06 : ToxiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
Danger
H270, H314, H330, H400, EUH006,

SGH05 : CorrosifSGH06 : ToxiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
Danger
H301, H314, H400,
Inhalation Très toxique
Peau provoque des brûlures
Yeux provoque des brûlures
Ingestion Très toxique
Écotoxicologie
DL50 292 mg·kg-1 (rat, oral)[9]
Seuil de l’odorat bas : 0,1 ppm
haut : 15 ppm[10]
Unités du SI et 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[modifier | modifier le code]

Préparation[modifier | modifier le code]

Le dioxyde de chlore peut être produit avec du chlorate de sodium en solution aqueuse concentrée (à saturation) chaude 60° par un réducteur par exemple du peroxyde d'hydrogène, du dioxyde de soufre (risque d'explosion par élévation de T° dans la zone de réaction, 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 intermédiaire.

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 NaClO2 + Cl2 → 2 ClO2 + 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.

Références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e et f DIOXYDE DE CHLORE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. « CHLORINE DIOXIDE », sur http://toxnet.nlm.nih.gov, Hazardous Substances Data Bank (consulté le 23 août 2009)
  4. (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press Inc,‎ 2009, 90e éd., Relié, 2804 p. (ISBN 978-1-420-09084-0)
  5. (en) David R. Lide, Handbook of chemistry and physics, CRC,‎ 2008, 89e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791), p. 10-205
  6. « Dioxyde de chlore » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 24 avril 2009
  7. Numéro index 006-089-00-2 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  8. Numéro index 006-089-01-X dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
  9. (en) « Chlorine dioxide » sur ChemIDplus, consulté le 23 août 2009
  10. « Chlorine dioxide », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)

Lien externe[modifier | modifier le code]