Sciences · Éléments chimiques
Chlore
Le chlore (Cl, numéro atomique 17) est un halogène qui forme à l’état pur un gaz jaune-vert suffocant. Il désinfecte l’eau potable, sert à fabriquer le PVC et l’eau de Javel, et se trouve dans le sel de table.
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Le chlore est l’un des produits de base de l’industrie chimique : on en produit des dizaines de millions de tonnes par an. Sous forme d’ion chlorure, il est inoffensif et indispensable à la vie ; sous forme de gaz, il a été la première arme chimique de masse. Entre les deux, il a sauvé d’innombrables vies en rendant l’eau potable.
Fiche d’identité
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Symbole | Cl |
| Numéro atomique | 17 |
| Masse atomique | 35,45 u |
| Famille | Halogène (groupe 17, période 3) |
| État à 20 °C | Gaz (dichlore Cl₂) |
| Fusion | −101,5 °C |
| Ébullition | −34,0 °C |
| Découverte | 1774, Carl Wilhelm Scheele ; reconnu comme élément par Humphry Davy en 1810 |
| Abondance | environ 0,02 % de la croûte terrestre ; 1,9 % de l’eau de mer en masse |
Propriétés
Le dichlore (Cl₂) est un gaz jaune-vert, environ 2,5 fois plus dense que l’air, à l’odeur âcre caractéristique des piscines. Il se liquéfie facilement sous pression, ce qui permet de le transporter en bouteilles et en wagons.
Avec sept électrons externes, le chlore capte facilement un électron pour devenir l’ion chlorure Cl⁻ (voir ions). C’est un oxydant puissant, un peu moins réactif que le fluor. Dissous dans l’eau, il forme de l’acide hypochloreux (HClO), qui détruit bactéries et virus en oxydant leurs constituants (voir oxydoréduction).
Isotopes
| Isotope | Part naturelle |
|---|---|
| Chlore 35 | environ 76 % |
| Chlore 37 | environ 24 % |
Ce mélange explique la masse atomique non entière de 35,45. Le chlore 36, radioactif, produit naturellement et lors des essais nucléaires en mer des années 1950, sert à dater les eaux souterraines anciennes.
Où le trouve-t-on ?
Le chlore ne se trouve jamais libre. Il est présent sous forme de chlorures dans l’eau de mer, qui doit sa salinité surtout au chlorure de sodium, dans les gisements de sel gemme et dans la sylvite (chlorure de potassium).
Production
Le chlore est produit par électrolyse d’une saumure de chlorure de sodium : c’est l’industrie chlore-soude, qui fournit simultanément chlore, soude caustique et hydrogène (voir électrolyse). Les anciennes cellules à cathode de mercure, sources de pollution, ont été remplacées en Europe par des cellules à membrane. La Chine, les États-Unis et l’Europe sont les principaux producteurs.
Usages
| Usage | Exemples |
|---|---|
| Plastiques | PVC (polychlorure de vinyle) : tuyaux, fenêtres, câbles, revêtements de sol ; premier débouché |
| Traitement de l’eau | désinfection de l’eau potable et des piscines |
| Hygiène | eau de Javel (hypochlorite de sodium), désinfectants |
| Chimie | acide chlorhydrique, solvants, polyuréthanes, nombreux intermédiaires |
| Pharmacie | une large part des médicaments utilise du chlore à une étape de leur synthèse |
| Métallurgie | production de titane (tétrachlorure), de silicium ultra-pur |
Rôle biologique et toxicité
L’ion chlorure est l’ion négatif le plus abondant des liquides extracellulaires. Il participe à l’équilibre hydrique et acido-basique et forme l’acide chlorhydrique de l’estomac (voir système digestif). Il est apporté par le sel.
Le dichlore gazeux est très toxique : il attaque les muqueuses et les poumons, provoquant toux, brûlures et œdème pulmonaire. Le 22 avril 1915, près d’Ypres, l’armée allemande lâche environ 150 tonnes de chlore sur les lignes alliées : c’est la première attaque chimique massive de l’histoire (voir Première Guerre mondiale).
À la maison, il ne faut jamais mélanger de l’eau de Javel avec un produit acide (détartrant, vinaigre) : cela libère du chlore gazeux. Le mélange avec l’ammoniaque dégage d’autres gaz toxiques, les chloramines. En cas d’inhalation avec gêne respiratoire, appeler le 15 ou le 112.
Certains composés chlorés ont des effets durables sur l’environnement : les CFC ont détruit une partie de la couche d’ozone, et plusieurs pesticides organochlorés comme le DDT ou le chlordécone persistent pendant des décennies.
Histoire du nom
En 1774, le Suédois Carl Wilhelm Scheele obtient un gaz jaune-vert en faisant réagir de l’acide chlorhydrique avec du dioxyde de manganèse. Il le croit composé d’oxygène. En 1785, le Français Claude Louis Berthollet découvre son pouvoir blanchissant et, en 1789, une manufacture du quartier de Javel, à Paris, produit une solution d’hypochlorite : l'eau de Javel. En 1810, Humphry Davy démontre qu’il s’agit d’un élément et le nomme chlore, du grec khlôros, « vert pâle, jaune-vert ».
Questions fréquentes
L’odeur de chlore des piscines vient-elle du chlore ?
Surtout des chloramines, formées quand le chlore réagit avec la sueur, l’urine et les peaux mortes des baigneurs. Une forte odeur signale plutôt une eau mal entretenue.
Le chlore de l’eau du robinet est-il dangereux ?
Non : il est dosé à des teneurs très faibles. Pour en atténuer le goût, il suffit de laisser l’eau quelques heures au réfrigérateur dans une carafe.
Quelle différence entre chlore et chlorure ?
Le chlore est l’élément, ou le gaz Cl₂ toxique. Le chlorure est l’ion Cl⁻, stable et inoffensif, présent dans le sel.