Dioxyde de chlore

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 aqueuse concentrée (à saturation) chaude (60 °C) par un réducteur par exemple du peroxyde d'hydrogène, du dioxyde de soufre (risque d'explosion par élévation de la température dans la zone de réaction) ou l'acide chlorhydrique :

2 ClO₃⁻ + 2Cl⁻ + 4 H⁺   →   2 ClO₂ + Cl₂ + 2 H₂O

ainsi

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

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 coûteux à produire que le chlorate de sodium NaClO₃, la réaction suivante est préférée :

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

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 :

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

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

2 NaClO₃ + SO₂   →   2 ClO₂ + Na₂SO₄

au total :

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

Pour diluer le dioxyde de chlore, un réducteur encore plus puissant peut être utilisé, l'oxalate de sodium, Na₂C₂O₄ :

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

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

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

• National Library of Medicine (US)
• WebElements
• NIST Standard Reference Database
• European Chemicals Bureau
• Fiche toxicologique de l'INRS

Lien externe

• (en) National Pollutant Inventory - Chlorine dioxide

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