Chlorure

Le terme chlorure désigne un composé ou une molécule contenant soit un anion chlorure ( Cl⁻ ⁾ , qui est un atome de chlore chargé négativement, soit un atome de chlore non chargé lié de manière covalente au reste de la molécule par une ) Les chlorures , comme le chlorure de sodium, sont souvent solubles dans l'eau . C'est un électrolyte essentiel présent dans tous les fluides corporels, responsable du maintien de l'équilibre acido-basique, de la transmission _de l'influx nerveux et de la régulation des échanges de liquides entre l'intérieur et l'extérieur des cellules. Parmi les autres exemples de chlorures ioniques, on peut _citer le chlorure de potassium ( KCl ), le chlorure de calcium ( CaCl₂ ) et le chlorure d' ammonium ( NH₄Cl ). Le chlorure de méthyle ( CH₃Cl ), le tétrachlorure de carbone ( CCl₄ ), le chlorure de sulfuryle ₍ SO₂Cl₂ ) et la monochloramine ( _NH₂Cl ) sont _des exemples _de chlorures _covalents .pm ) est beaucoup plus gros qu'un atome de chlore (diamètre 99 pm). L'atome de chlore a une liaison plus faible avec sa couche de valence car l'anion chlorure possède un électron de plus. Cet ion est incolore et diamagnétique. En solution aqueuse, il est généralement très soluble ; cependant, certains chlorures, comme le chlorure d'argent , le chlorure de plomb(II) et le chlorure de mercure(I) , sont peu solubles dans l'eau. En solution aqueuse, l'ion chlorure se lie à l'extrémité protique des molécules d'eau.

Réactions du chlorure

Le chlorure peut être oxydé mais pas réduit. La première oxydation, telle qu'utilisée dans le procédé chlore-alcali, consiste en sa conversion en chlore gazeux. Le chlore peut ensuite être oxydé en d'autres oxydes et oxyanions, notamment l'hypochlorite (ClO⁻ ^, principe actif de l'eau de Javel ), le dioxyde de chlore (ClO₂ ₎ et le chlorate ( le perchlorate ( base faible , comme l'indique la valeur négative du pKa de l' _acide chlorhydrique. L'ion chlorure peut être protoné par des acides forts , tels que l'acide sulfurique.

_NaCl + _H₂SO₄ → NaHSO₄ ₊ HCl

Les chlorures ioniques réagissent avec d'autres sels pour échanger des anions. La présence d'ions halogénures comme le chlorure peut être détectée à l'aide de nitrate d'argent . Une solution contenant des ions chlorure produira un précipité blanc de chlorure d'argent :

Cl ⁻ + Ag ⁺ → AgCl

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

Les électrodes en argent chloré sont couramment utilisées en électrophysiologie

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.

État d'oxydation du chlore	−1	+1	+3	+5	+7
Nom	chlorure	hypochlorite	chlorite	chlorate	perchlorate
Formule	Cl ⁻	ClO ⁻

Apparition dans la nature

Dans la nature, le chlorure se trouve principalement dans l'eau de mer, dont la concentration en ions chlorure est de 19 400 mg/L [9]. également en plus faibles quantités, mais à des concentrations plus élevées, dans certaines mers intérieures et dans des sources de saumure souterraines , comme le Grand Lac Salé dans l'Utah et la mer Morte en Israël [10]. chlorures étant solubles dans l'eau, les minéraux chlorés ne se rencontrent généralement en abondance que dans les climats secs ou en profondeur. Parmi ces minéraux, on peut citer l'halite (chlorure de sodium NaCl ), la sylvite ₍ chlorure de potassium KCl ), la bischofite ( MgCl₂ _· 6H₂O ), la carnallite (KCl· _MgCl₂ ·6H₂O ₎ et la kaïnite (KCl·MgSO₄ _· 3H₂O ₎ . Le chlorure est également présent dans des minéraux évaporitiques tels que la chlorapatite et la sodalite .

Rôle en biologie

Le chlorure joue un rôle physiologique majeur , notamment dans la régulation de la pression osmotique , l'équilibre électrolytique et l'homéostasie acido-basique. Présent dans tous les liquides corporels [ , il est l'anion extracellulaire le plus abondant et contribue à environ un tiers de tonicité du liquide extracellulaire [

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 (y compris le récepteur GABA _A ) et est transporté par les transporteurs KCC2 et NKCC2 .

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

Le chlorure est également nécessaire à la production d' acide chlorhydrique dans l'estomac.

La concentration de chlorure dans le sang est appelée chlorure sérique et est régulée par les reins . L'ion chlorure est un constituant structurel de certaines protéines ; par exemple, il est présent dans l' enzyme amylase . De ce fait, le chlorure est un minéral essentiel (répertorié sous le nom d'élément chlore ). La chlorémie est principalement régulée par les reins grâce à divers transporteurs présents le long du néphron . La majeure partie du chlorure, filtrée par le glomérule , est réabsorbée par les tubules proximaux et distaux (principalement par le tubule proximal) par transport actif et passif.

Corrosion

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 alliages fortement alliés). La corrosion de l'acier dans le béton induite par les chlorures entraîne une rupture locale de la couche d'oxyde protectrice du béton alcalin, ce qui provoque une attaque corrosive localisée.

menaces environnementales

L'augmentation des concentrations de chlorure peut entraîner de nombreux effets écologiques dans les milieux aquatiques et terrestres. Elle 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 milieux auparavant d'eau douce et perturber le brassage naturel des lacs. Il a été démontré que le chlorure de sodium modifie la composition des espèces microbiennes à des concentrations relativement faibles, entrave la dénitrification (un processus microbien essentiel à l'élimination des nitrates et au maintien de la qualité de l'eau) et inhibe la nitrification et la respiration de la matière organique.

Production

L' industrie du chlore-soude est une consommatrice importante de l'énergie mondiale. Ce procédé transforme des solutions concentrées de chlorure de sodium en chlore et en hydroxyde de sodium, utilisés pour fabriquer de nombreux autres matériaux et produits chimiques. Le procédé comprend deux réactions parallèles :

2 Cl ⁻ → e ⁻

Cellule membranaire de base utilisée pour l' électrolyse de la saumure. À l'anode ( A ), le chlorure (Cl⁻ ⁾ est oxydé en chlore. La membrane sélective aux ions ( B ) laisse passer librement le contre-ion Na⁺ ^{, mais empêche la diffusion des anions tels que l'hydroxyde (}^OH⁻ ) et le chlorure. À la cathode ( C ), l'eau est réduite en hydroxyde et en dihydrogène.

Exemples et utilisations

Le sel de table, qui est du chlorure de sodium de formule chimique NaCl, en est un exemple. Dans l'eau , il se dissocie en ions Na⁺ ^et Cl⁻ ^. Des sels tels que le chlorure de calcium , le chlorure de magnésium et le chlorure de potassium ont des usages variés, allant des traitements médicaux à la fabrication du ciment.

Le chlorure de calcium (CaCl₂ ₎ est un sel commercialisé sous forme de granulés pour éliminer l'humidité des pièces et pour l'entretien des pelouses. Il est également utilisé pour l'entretien des routes non pavées et pour le renforcement des fondations routières lors de la construction de nouvelles routes. De plus, le chlorure de calcium est largement utilisé comme dégivrant , car il est efficace pour abaisser le point de fusion de la glace.

Des exemples de chlorures liés par covalence sont le trichlorure de phosphore , le pentachlorure de phosphore et le chlorure de thionyle , qui sont tous trois des réactifs de chloration réactifs .

Qualité et traitement de l'eau

Une application majeure des chlorures est le dessalement , qui consiste en l'élimination énergivore des sels de chlorure pour produire de l'eau potable . Dans l' industrie pétrolière , les chlorures sont un constituant étroitement surveillé des boues de forage . Une augmentation de la concentration de chlorures dans les boues peut indiquer un forage dans une formation d'eau salée à haute pression. Cette augmentation peut également révéler la mauvaise qualité du sable cible.le chlorure de sodium, sont utilisés pour conserver les aliments et comme nutriments ou condiments .