Le chlore est un élément commun sur Terre, mais il ne se trouve pas naturellement à l’état pur car il est très réactif et a tendance à former des composés avec d’autres éléments. À température ambiante et à pression normale, c’est un gaz jaune-vert plus lourd que l’air. Bien que certains de ses composés soient essentiels à de nombreuses formes de vie, y compris les humains, sous sa forme élémentaire, le gaz est très toxique. Le chlore est utilisé industriellement pour produire des plastiques, des insecticides et des produits pharmaceutiques ; pour désinfecter l’eau potable et dans les piscines; et comme agent de blanchiment dans l’industrie du papier.
Propriétés
Élément numéro 17 dans le tableau périodique, le chlore fait partie d’un groupe d’éléments qui partagent des propriétés chimiques similaires connues sous le nom d’halogènes, les autres membres étant le fluor, le brome, l’iode et l’astate. Le gaz se dissout dans l’eau, formant un mélange d’acides hypochloreux et chlorhydrique et de chlore libre. C’est un agent oxydant puissant, ce qui signifie qu’il a tendance à capter les électrons d’autres éléments pour former des composés. Il se combine ainsi facilement avec l’hydrogène et les métaux pour former des chlorures, ainsi qu’avec de nombreux composés organiques.
Fabrication
Cet élément est produit industriellement principalement par électrolyse de solutions de sel commun (chlorure de sodium). Le processus divise le sel en ses éléments, le sodium se combinant avec l’eau pour former de l’hydroxyde de sodium et le chlore produit sous forme de gaz. Il existe plusieurs manières simples de produire l’élément en laboratoire, par exemple par action d’acides sur l’hypochlorite de sodium ou de calcium, ou par mélange d’acide chlorhydrique et de permanganate de potassium.
Les usages
Les propriétés oxydantes de cet élément le rendent très efficace pour tuer les micro-organismes nocifs. Plus de 25,000 XNUMX personnes dans le monde meurent chaque jour des suites de maladies d’origine hydrique, telles que le choléra et la typhoïde. La chloration de l’eau est l’une des garanties les plus largement utilisées pour l’approvisionnement en eau potable. Le chlore peut être ajouté à l’eau sous forme de gaz ou sous forme de composés d’hypochlorite, qui peuvent être solides ou en solution dans l’eau. Les hypochlorites libèrent de petites quantités de l’élément dans l’eau.
De très faibles concentrations de chlore suffisent à tuer la plupart des organismes pathogènes. Bien qu’il soit normalement ajouté dans les usines de traitement de l’eau, de très petites quantités peuvent rester dans l’eau au cas où elle serait contaminée sur le chemin des maisons. Certaines inquiétudes ont été exprimées concernant les effets possibles sur la santé de cet élément et de ses sous-produits dans l’eau potable, mais il n’y a aucune preuve concluante qu’il soit nocif. Le consensus est que les avantages de la chloration de l’eau dépassent de loin les risques. En 1991, une importante épidémie de choléra en Amérique latine a été imputée par les responsables internationaux de la santé à la décision du gouvernement péruvien d’arrêter de chlorer certains approvisionnements en eau en réponse aux inquiétudes concernant ses effets sur la santé humaine.
Le chlore dans l’eau du robinet peut être nocif pour les poissons et pour certaines plantes d’intérieur, mais il peut être éliminé en faisant bouillir l’eau pendant quelques minutes ou en fixant un filtre au robinet. Une autre méthode consiste à ajouter des pastilles de déchloration. Cela rend l’eau non potable, mais elle convient au remplissage des aquariums.
L’élément est également utilisé pour désinfecter les piscines. Étant donné que l’eau n’est pas destinée à la consommation, de plus grandes quantités peuvent être utilisées et l’odeur peut être assez perceptible.
Le chlore est également utilisé des manières suivantes :
Dans les produits pharmaceutiques, y compris les antibiotiques importants et les médicaments antipaludiques ;
Pour fabriquer des insecticides, tels que le dichlorodiphényltrichloroéthane (DDT) ;
Dans le cadre de certains plastiques, tels que le polychlorure de vinyle (PVC) ;
Pour le blanchiment du papier dans les usines de pâte à papier ;
Dans l’eau de Javel et les désinfectants ménagers.
Préoccupations environnementales
De nombreux composés chlorés ont été impliqués dans des dommages causés aux écosystèmes, à la faune et à l’environnement. Les chlorofluorocarbures (CFC) — autrefois utilisés comme réfrigérants et propulseurs — en atteignant la haute atmosphère, libèrent du chlore gazeux. Cela décompose l’ozone, endommageant la couche d’ozone qui protège la vie sur Terre d’une exposition excessive aux rayons ultraviolets. En conséquence, l’utilisation de ces composés a été progressivement supprimée.
Les inquiétudes concernant l’accumulation de DDT dans la chaîne alimentaire et, en particulier, ses effets sur les oiseaux de proie, ont conduit à une interdiction complète aux États-Unis et à une interdiction mondiale de l’utilisation agricole. Il est cependant encore utilisé dans certaines régions pour lutter contre les moustiques vecteurs du paludisme.
Le chlore et les composés qui en dérivent peuvent se retrouver dans les rivières et les lacs par les eaux usées des usines de pâte à papier et des maisons avec de l’eau chlorée ou où l’eau de Javel a été utilisée. S’il est présent en quantité suffisante, il peut être nocif pour la vie aquatique, soit directement, soit par accumulation de ses composés dans la chaîne alimentaire. Aux États-Unis, le gouvernement a fixé des limites de sécurité légales de 4 milligrammes de chlore par litre d’eau potable et de 10 milligrammes par litre d’eau de lac et de ruisseau.
Problèmes de santé et de sécurité
Le chlore gazeux peut affecter la santé, selon le niveau et la durée de l’exposition. Il est corrosif et irritant pour les yeux, la peau et les voies respiratoires. L’exposition à de faibles concentrations peut provoquer un mal de gorge, une irritation des yeux et de la peau et de la toux. À des concentrations plus élevées, le gaz peut provoquer un rétrécissement des bronches, des brûlures des yeux et une coloration bleue de la peau. Il peut également provoquer une accumulation de liquide dans les poumons et des douleurs dans la poitrine.
L’exposition à de fortes concentrations de gaz peut être rapidement mortelle – il a été utilisé comme arme chimique pendant la Première Guerre mondiale – mais est peu probable dans des situations de tous les jours. L’eau de Javel domestique peut cependant être dangereuse si elle est mal manipulée. Il peut libérer de grandes quantités de gaz au contact d’acides et se combine avec des produits contenant de l’ammoniac pour former des chloramines toxiques.