Qu’est-ce que le dioxyde de chlore ?
Le dioxyde de chlore est un composé inorganique dont la formule chimique est ClO2.
Il a été préparé pour la première fois par Humphry Davy en 1811. Industriellement, le dioxyde de chlore est produit par “réduction du chlorate” ou “oxydation de la chlorite”. Cependant, le dioxyde de chlore n’est pas adapté au stockage à long terme : il s’agit d’un gaz à température ambiante qui se décompose sous l’effet de la lumière et de la chaleur.
Utilisations du dioxyde de chlore
Le dioxyde de chlore a un effet oxydant et est très réactif. Son fort pouvoir oxydant lui permet d’éliminer les virus, d’assainir, de désodoriser et d’agir comme fongicide. Il est donc utilisé pour blanchir le papier et la pâte à papier et pour désinfecter l’eau du robinet et des piscines.
Le dioxyde de chlore est également soluble dans l’eau. Outre le dioxyde de chlore sous forme gazeuse, il peut également être dissous et transformé en solution aqueuse. De plus, il peut être utilisé sous forme de comprimés et jeté dans l’eau, ce qui permet une utilisation flexible en fonction de la dose requise et de la situation.
Propriétés du dioxyde de chlore
Le dioxyde de chlore a un point de fusion de -59,5°C et un point d’ébullition de 11°C. À température et pression normales, c’est un gaz jaunâtre. Il a une odeur piquante semblable à celle de l’ozone et du chlore. C’est un gaz plus lourd que l’air et son odeur et sa couleur varient en fonction de sa concentration. Le solide est jaune orangé et le liquide est brun rougeâtre.
Il est instable à la lumière et à la chaleur ; 0,8 g est soluble dans 100 ml d’eau à 20°C. Il est très réactif en raison de la présence d’un électron non apparié sur l’atome de chlore.
Structure du dioxyde de chlore
Le dioxyde de chlore est un oxyde de chlore. Le nombre d’oxydation du chlore est de +4. Sa formule chimique est ClO2. Sa masse molaire est de 67,45 g/mol et sa densité de 3,04 g/cm3.
La distance entre les atomes de chlore et d’oxygène est de 147,3 pm et l’angle de la liaison O-Cl-O est de 117,6°.
Autres informations sur le dioxyde de chlore
1. Comment le dioxyde de chlore est-il synthétisé ?
En laboratoire, le dioxyde de chlore est obtenu en oxydant le chlorite de sodium avec du chlore. Le dioxyde de chlore utilisé à des fins de désinfection est produit par le chlorite de sodium et l’acide hypochloreux, le chlorite de sodium et l’acide chlorhydrique ou le chlorite et l’acide sulfurique. Tous ces produits peuvent produire du dioxyde de chlore en grande quantité.
Le dioxyde de chlore peut également être synthétisé par la réaction du chlorate de potassium et de l’acide oxalique. Plus de 95 % du dioxyde de chlore produit dans le monde provient de la réduction du chlorate de sodium, utilisé pour blanchir la pâte à papier. Il peut être produit efficacement dans des solutions acides fortes contenant des agents réducteurs appropriés, tels que le peroxyde d’hydrogène, le méthanol, le dioxyde de soufre et l’acide chlorhydrique.
2. Assainissement
L’action oxydante du dioxyde de chlore dénature les protéines de la bactérie ou du virus cible. Plus précisément, il réagit avec la tyrosine et le tryptophane, des résidus d’acides aminés qui composent les protéines et qui peuvent être convertis en dopa et en N-formylkynurénine. L’on pense qu’il modifie la structure des bactéries et des virus, ce qui entraîne une perte de fonction. Il agit aussi sur les moisissures en modifiant leur structure et en les stérilisant.
3. Dangers du dioxyde de chlore
À des pressions partielles supérieures à 10 kPa, le dioxyde de chlore peut se décomposer de manière explosive en oxygène et en chlore. La réaction est déclenchée par la lumière, la chaleur, les réactions chimiques et la pression. Le dioxyde de chlore n’est donc normalement pas manipulé comme un gaz. Dans la plupart des cas, il est manipulé en solution aqueuse à des concentrations de 0,5 à 10 g par litre. La solubilité augmentant à basse température, on utilise généralement de l’eau froide à 5°C pour stocker des concentrations égales ou supérieures à 3 g par litre.
4. Composés apparentés du dioxyde de chlore
Outre le dioxyde de chlore, les autres composés d’oxyde de chlore comprennent le dioxyde de chlore (Cl2O), le tétrachlorure de chlore (Cl2O4), l’hexachlorure de chlore (Cl2O6) et l’heptachlorure de chlore (Cl2O7). D’autres radicaux comprennent ClO, qui est produit par la décomposition thermique de ClO2, et ClO4, un radical de courte durée produit par la décomposition thermique de ClO3. Le Cl2O3 solide, produit par la photolyse de ClO2 à -78°C, est considéré comme O-Cl-ClO2.