Chlorure - Chloride

Chlorure
Cl-.svg
Ion chlorure.svg
Noms
Nom IUPAC systématique
Chlorure
Identifiants
Modèle 3D ( JSmol )
3587171
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
14910
KEGG
CID PubChem
UNII
  • InChI=1S/ClH/h1H/p-1 ChèqueOui
    Clé : VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M ChèqueOui
  • [Cl-]
Propriétés
Cl
Masse molaire 35,45  g·mol -1
Acide conjugué Chlorure d'hydrogène
Thermochimie
153,36 J·K -1 ·mol -1
Std enthalpie de
formation
f H 298 )
−167 kJ·mol −1
Composés apparentés
Autres anions
Fluorure

Bromure
Iodure

Sauf indication contraire, les données sont données pour les matériaux dans leur état standard (à 25 °C [77 °F], 100 kPa).
Références de l'infobox

Le chlorure ion / k l ɔːr d / est l' anion (ion chargé négativement) Cl - . Il se forme lorsque l' élément chlore (un halogène ) gagne un électron ou lorsqu'un composé tel que le chlorure d'hydrogène est dissous dans de l'eau ou d'autres solvants polaires. Les sels de chlorure tels que le chlorure de sodium sont souvent très solubles dans l'eau. C'est un électrolyte essentiel situé dans tous les liquides corporels, responsable du maintien de l'équilibre acido-basique, de la transmission de l' influx nerveux et de la régulation du flux de liquide entrant et sortant des cellules. Moins fréquemment, le mot chlorure peut également faire partie du nom « commun » de composés chimiques dans lesquels un ou plusieurs atomes de chlore sont liés de manière covalente . Par exemple, le chlorure de méthyle, avec le nom standard de chlorométhane (voir les livres IUPAC) est un composé organique avec une liaison covalente C−Cl dans laquelle le chlore n'est pas un anion.

Propriétés électroniques

Un ion chlorure (diamètre 167  pm ) est beaucoup plus gros qu'un atome de chlore (diamètre 99 pm), respectivement. L'ion est incolore et diamagnétique. En solution aqueuse, il est très soluble dans la plupart des cas ; Cependant, pour certains sels de chlorure, tels que le chlorure d'argent , le chlorure de plomb (II) et le mercure (I) le chlorure , ils sont peu solubles dans l' eau. En solution aqueuse, le chlorure est lié par l'extrémité protique des molécules d'eau.

Réactions de chlorure

Le chlorure peut être oxydé mais pas réduit. La première oxydation, telle qu'utilisée dans le procédé chlore-alcali, est la conversion en chlore gazeux. Le chlore peut être davantage oxydé en d'autres oxydes et oxyanions, notamment l' hypochlorite (ClO - , l'ingrédient actif de l' agent de blanchiment au chlore ), le dioxyde de chlore (ClO 2 ), le chlorate ( ClO
3
), et le perchlorate ( ClO
4
).

En termes de propriétés acido-basiques, le chlorure est une base très faible, comme l'indique la valeur négative du p K a de l'acide chlorhydrique. Le chlorure peut être protoné par des acides forts , comme l'acide sulfurique :

NaCl + H 2 SO 4 → NaHSO 4 + HCl

Réaction des sels de chlorure ionique avec d'autres sels pour échanger des anions. La présence de chlorure est souvent détectée par sa formation d'un chlorure d'argent insoluble lors du traitement avec des ions argent(I):

Cl + Ag + → AgCl

La concentration de chlorure dans un dosage peut être déterminée à l'aide d'un chloridomètre , qui détecte les ions argent une fois que tout le chlorure du dosage a précipité via cette réaction.

Les électrodes en argent chloré sont couramment utilisées en électrophysiologie ex vivo .

Autres oxyanions

Le chlore peut prendre des états d'oxydation de -1, +1, +3, +5 ou +7. Plusieurs oxydes de chlore neutres sont également connus.

Etat d'oxydation du chlore -1 +1 +3 +5 +7
Nom chlorure hypochlorite chlorite chlorate perchlorate
Formule Cl ClO ClO
2
ClO
3
ClO
4
Structure L'ion chlorure L'ion hypochlorite L'ion chlorite L'ion chlorate L'ion perchlorate

Occurrence dans la nature

Dans la nature, le chlorure se trouve principalement dans l'eau de mer, qui contient 1,94 % de chlorure. De plus petites quantités, bien qu'à des concentrations plus élevées, se produisent dans certaines mers intérieures et dans des puits de saumure souterrains , tels que le Grand Lac Salé en Utah et la Mer Morte en Israël . La plupart des sels de chlorure sont solubles dans l'eau, ainsi, les minéraux contenant du chlorure ne se trouvent généralement en abondance que dans les climats secs ou sous terre profonde. Certains minéraux contenant du chlorure comprennent l' halite (chlorure de sodium NaCl ), la sylvite (chlorure de potassium KCl ), la bischofite (MgCl 2 ∙6H 2 O), la carnallite (KCl∙MgCl 2 ∙6H 2 O) et la kaïnite (KCl∙MgSO 4 ∙ 3H 2 O). On le trouve également dans les minéraux évaporites tels que la chlorapatite et la sodalite .

Rôle en biologie

Le chlorure a une importance physiologique majeure, qui comprend la régulation de la pression osmotique , l'équilibre électrolytique et l'homéostasie acide-base. Le chlorure est présent dans tous les fluides corporels , et est le plus abondant extracellulaire anion qui représente environ un tiers du liquide extracellulaire de la tonicité .

Le chlorure est un électrolyte essentiel , jouant un rôle clé dans le maintien de l' homéostasie cellulaire et la transmission des potentiels d'action dans les neurones. Il peut circuler à travers les canaux chlorure (dont le récepteur GABA A ) et est transporté par les transporteurs KCC2 et NKCC2 .

Le chlorure est généralement (mais pas toujours) à une concentration extracellulaire plus élevée, ce qui lui donne un potentiel d'inversion négatif (environ -61 mV à 37 ° C dans une cellule de mammifère). Les concentrations caractéristiques de chlorure dans les organismes modèles sont les suivantes : dans E. coli et dans la levure bourgeonnante, elles sont de 10 à 200  mM (selon le milieu), dans les cellules de mammifères de 5 à 100 mM et dans le plasma sanguin de 100 mM.

La concentration de chlorure dans le sang est appelée chlorure sérique et cette concentration est régulée par les reins . Un ion chlorure est un composant structurel de certaines protéines ; par exemple, il est présent dans l' enzyme amylase . Pour ces rôles, le chlorure est l'un des minéraux alimentaires essentiels (répertorié par son nom d'élément chlore ). Les niveaux de chlorure sérique sont principalement régulés par les reins à travers une variété de transporteurs présents le long du néphron . La plupart du chlorure, qui est filtré par le glomérule , est réabsorbé par les tubules proximaux et distaux (principalement par les tubules proximaux) par transport actif et passif.

Corrosion

La structure du chlorure de sodium, révélant la tendance des ions chlorure (sphères vertes) à se lier à plusieurs cations.

La présence de chlorures, comme dans l'eau de mer, aggrave considérablement les conditions de corrosion par piqûres de la plupart des métaux (y compris les aciers inoxydables, l'aluminium et les matériaux fortement alliés). La corrosion induite par le chlorure de l'acier dans le béton conduit à une dégradation locale de la forme d'oxyde protecteur dans le béton alcalin, de sorte qu'une attaque de corrosion localisée ultérieure a lieu.

Menaces environnementales

Des concentrations accrues de chlorure peuvent causer un certain nombre d'effets écologiques dans les environnements aquatiques et terrestres. Il peut contribuer à l'acidification des cours d'eau, mobiliser les métaux radioactifs du sol par échange d'ions, affecter la mortalité et la reproduction des plantes et des animaux aquatiques, favoriser l'invasion d'organismes d'eau salée dans des environnements auparavant d'eau douce et interférer avec le mélange naturel des lacs. Il a également été démontré que le chlorure de sodium modifie la composition des espèces microbiennes à des concentrations relativement faibles. Il peut également entraver le processus de dénitrification, un processus microbien essentiel à l'élimination des nitrates et à la conservation de la qualité de l'eau, et inhiber la nitrification et la respiration de la matière organique.

Production

L' industrie du chlore-alcali est une grande consommatrice du budget énergétique mondial. Ce processus convertit le chlorure de sodium en chlore et en hydroxyde de sodium, qui sont utilisés pour fabriquer de nombreux autres matériaux et produits chimiques. Le processus implique deux réactions parallèles :

2 Cl Cl
2
+ 2  et
heures
2
O
+ 2 e → H 2 + 2 OH
Cellule à membrane basique utilisée dans l' électrolyse de la saumure. A l'anode ( A ), le chlorure (Cl ) est oxydé en chlore. La membrane sélective d'ions ( B ) permet au contre-ion Na + de s'écouler librement, mais empêche les anions tels que l'hydroxyde (OH - ) et le chlorure de se diffuser à travers. A la cathode ( C ), l'eau est réduite en hydroxyde et en hydrogène gazeux.

Exemples et utilisations

Un exemple est le sel de table, qui est du chlorure de sodium de formule chimique NaCl. Dans l' eau , il se dissocie en ions Na + et Cl . Des sels tels que le chlorure de calcium , chlorure de magnésium , chlorure de potassium ont des utilisations variées allant des traitements médicaux pour la formation de ciment.

Le chlorure de calcium (CaCl 2 ) est un sel commercialisé sous forme de pastilles pour éliminer l'humidité des pièces. Le chlorure de calcium est également utilisé pour l'entretien des routes non revêtues et pour le renforcement des fondations des routes pour les nouvelles constructions. De plus, le chlorure de calcium est largement utilisé comme dégivreur , car il est efficace pour abaisser le point de fusion lorsqu'il est appliqué sur de la glace.

Des exemples de chlorures liés par covalence sont le trichlorure de phosphore , le pentachlorure de phosphore et le chlorure de thionyle , tous trois étant des réactifs de chloration réactifs qui ont été utilisés en laboratoire .

Qualité et traitement de l'eau

Une application majeure impliquant le chlorure est le dessalement , qui implique l' élimination énergivore des sels de chlorure pour donner de l' eau potable . Dans l' industrie pétrolière , les chlorures sont un constituant étroitement surveillé du système des boues . Une augmentation des chlorures dans le système de boue peut être une indication de forage dans une formation d'eau salée à haute pression. Son augmentation peut également indiquer la mauvaise qualité d'un sable cible.

Le chlorure est également un indicateur chimique utile et fiable de la contamination fécale des rivières et des eaux souterraines, car le chlorure est un soluté non réactif et omniprésent dans les eaux usées et l'eau potable. De nombreuses entreprises de régulation de l'eau dans le monde utilisent du chlorure pour vérifier les niveaux de contamination des rivières et des sources d'eau potable.

Nourriture

Les sels de chlorure tels que le chlorure de sodium sont utilisés pour conserver les aliments et comme nutriments ou condiments .

Voir également

Les références