CHAPITRE VII

Chlore et ses composés* — Brome. — Iode. — Fluor.

CHLORE {Cl) Éqniv. en poids = 35,5 Équiv. en vol. = 2^»*

tSi. Historique. — Le chlore a été découvert par Scheele en 1774. Il a été longtemps regardé comme une combinaison d'acide muriatique (chlorhydrique) et d'oxygène; aussi l'appelait-on acide muriatique oxygène. En 1809, Gay.Lussac et Thenard, en France, et surtout Davy en Angleterre montrèrent qu'on devait le considérer comme un corps simple.

tSt. Propriétés physiques. — Le chlore est un gaz jaune verdâtre, d'une odeur forte et suffocante.

Sa densité est 2,44. Un Utre de ce gaz pèse Ir,203x2.44=3«%i6.

CHLORE. in

11 esl soluble dans l'eau. Cetie solubilité atteint son mtDrin im à S*, l'eau en di!s<>u( alors S fois son Tolume. Ce gaz se liquéfie ï — tO, sou: fa pression atmosphérique, ou & + 1S° sous la pression de 4 atmosphères. Pour réaliser cette liquéfaction, on met des cristaui d'hi/drate de chlore dans un (ube recourbé en verre lert. Après avoir rempli l'une , des branches avec ces cristaux, on ferme l'extrémité du tube. II sufùt de . chauffer légèrement la branche qui contient l'hydrate de chlore, pendant que l'autre eilrémilé plonge dans un mélange réfrigérant.

On n'a jamais pu le solidilier.

nespii'é, même en petite quantité, il provoque la toui; en grande quantité, il occasionne des crachements de sang.

SSS. ProprMW* chlnalqvea. — Le chlore, étant le corps le plus électro-négatif après l'otygène (4), n'a pas d'alflnilé pour lui. Aussi ne se combine-t-il jamais directement arec ce gai; les composés qu'il forme avec lui sont très-instables.

IIS4. Action Mir l*hydro(éHC. — La propriéU caractéristique du chlore, celle qui intervient dans presque toutes ses réactions et qui détermine ses principales applications, est son affinité pour l'hydrogène. Si l'on mélange dans un flacon, volumes égaui de chlore et d'hydrogène, il ne se produit rien dans l'obscuriU; mais 11 la lumière diffuse, la combinaison s'elfectue peu à peu. — A la lumière solaire, la comtrinaison est instantanée, et te flacon vole en éclats; aussi doit-on, quand on veut répéter cette eipérience, avoir la précaution de dirig«r de loin les rayons solaires à l'aide d'im miroir sur le flacon préalablement placé â l'ombre.

Si on avait présenté une bougie à l'ariâce du flacon, la combinaison le serait encore effectuée, mais moine vivemeni, parce que la cwnbnstion ne se propage que lit proche en proche.

•SB. CUore Inaolé. — Le i±lore, exposé aux rayons solaires, acquiert ta propriété de se combiner à l'hvdrogène, même dans l'obscurité [Draper); ses afflnitès chimiques sont alors exaltées, comme celles de Voxggéne osoniié

mSS. Aetlon bot Ira mttrtm nétalloMea. — Le phosphore, introduit à t'aide d'une coupelle dans un flacon plein de chlore^ Fi^, (jq.

s'y eoDamme spontanément [fig. 130}, et pro- Combustion du pliospliore duit duperchlorure de phosphoresolidePha', ■■""• '* '*■'*"■*■

si le chlore est en eicès. 11 produirait du protochlorure liquide si 1c phosphore était ai eicés.

a poudre, projetés dans un flacon plein de

chlore, y Y ûlent avec éclat, en doimant du chlorure d'arsenic ou d'antimoine.

Le soufre, déposé au fond d'une éprouvette à pied, se combine avec le chlore, qu'on y fait arriver par un tube à dégagement. Si Ton arrête l'expérience avant que tout le soufre ait disparu, on a du protochloruro de soufre, S*G1. S'il y a excès de chlore, on a du bichlorure, SCI.

USO tis. Aetioa des métanx. — Le mercure se combine à la*températiure ordinaire avep le chlore; aussi ne peut-on pas recueillir ce gaz sur la cuve à mercure.

Le cuivre, chauffé au rouge sombre, brûle dans un flacon de chlore en donnant du chlorure que l'on voit tomber en gouttelettes. Pour faire l'expérience, on emploie une spirale de cuivre, dont on chauffe légèrement l'extrémité inférieure, et qu'on plonge ensuite dans un flacon plein de chlore. On opère comme pour la combustion du fer dans l'oxygène.

9S9. Action sur les oomposés hjdro^éaés. — L'affinité du chlore pour l'hydrogène peut faire prévoir son action smr les composés qui contiennent ce gaz.

1» Action sua l'eau. — Le chlore décompose l'eau sous l'influence des rayons solaires et met en liberté de l'oxygène ;

Cl4-H0=HCl-f-0.

Aussi la dissolution de chlore doit-elle être conservée dans des flacons

noirs.

Cette réaction explique comment le chlore joue le rôle de corps oxydant

La décomposition de l'eau se fait rapidement quand on fait passer du chlore et de la vapeur d'eau dans un tube de porcelaine chauffé au rouge.

Elle s'eifectue à la température ordinaire et en l'absence des rayons solaires quand, en même temps que le chlore, on fait agir un corps avide d'oxygène. C'est ainsi qu'en présence de l'acide sulfureux on a la réaction

SO«-h2HO-HC1=S05,HOh-HCU

On obtient des réactions analogues avec les acides arsénieux et i^osphoreux.

En présence d'un sel de protoxyde de fer, le chlore décompose également l'eau et fait passer le protoxyde de fer à l'état de sesquioxyde.

2FeO,S05-|- HO -H Cl =Fè*05,2S0«+ HCl.

La transformation du sel se reconnaît à l'aide de l'ammoniaque, qui, versée dans le sel de protoxyde, donne un précipité verdâtre, et dans le sel de sesquioxyde un précipité jaune rouille.

2'* Action sur l'acide sdij htodique. — Le chlore décompose l'acide suifhydrique, s'empare de l'hydrogène et met le soufre en liberté :

HS-hCl=^HCl-HS.

Cette action est utilisée pour purifier l'air infecté d'acide sulfhydrique.

CIIIORB. 159

5* ACTION SDR l'amuonuque. — Le chlore décompose Tammoniaque, et donne de l'azote et du chlorhydrate d'ammoniaque :

4AzH5+3Cl=Az+3AzHs,Ha.

Cette réaction peut être réalisée de différentes façons : on peut, dans un tube rempli aux ^ d'une dissolution de chlore, verser une dissolution anunoniacale, boucher alors le tube et le renverser sur la cuve à eau : Tammoniaque, plus légère, se mêle au chlore, et l'on voit les bulles d'azote gagner le sommet de l'éprouvette.

On peut encore faire passer un courant de chlore dans un flacon contenant une dissolution concentrée d'ammoniaque. Chaque bulle de chlore produit alors une sorte d*éclair en arrivant dans le liquide.

Enfin ,^si l'on fait passer le chlore bulle à bulle dans une éprouvette pleine de gaz ammoniac, chaque bulle produit une petite explosion.

f S8. Aetlon avr les oxydes. — Le chlore agit de différentes manières sur les oxydes métalliques. En présence d'une dissolution étendue et fh)ide de potasse, il donne du chlorure de potassium et de Vhypoehlorite de potasse (eau de Javelle] :

2KO-h2Cl=KCH-KO,C10.

Si la dissolution de potasse était concentrée, la réaction déterminerait une élévation de température , et l'hypochlorite se transformerait en chlorure et en chlorate; on aurait la réaction suivante :

6K0+6Cl=oKCl-|-K0,C10«.

tSO. Aetlon sur les matlèrea eolorantea. — Le chlore agissant par son affinité pour l'hydrogène, décompose les matières colorantes ; une dissolution de chlore décolore le tournesol, l'indigo, l'encre. .\vcc ce dernier corps, il reste une tache jaune de sesquioxyde de fer, que l'on peut faire disparaître en la dissolvant par l'acide chlorhydrique.

f 40. Éta* naturel. — Le chlore existe dans la nature à l'état de chlorure de sodium, dans les mines de sel gemmé et dans certaines sources ; à l'état de chlorure de sodium et de magnésium dans les eaux de la mer.

f 41. PréparaUon. — On l'obtient en chauffant dans un ballon de verre du bioxyde de manganèse avec de l'acide chlorhydrique (ftg. 131). Le gaz qui se dégage passe dans un flacon laveur, où il abandonne l'acide chlorhydrique entraîné, puis dans une éprouvette à chlorure de calcium, où il se dessèche.

Gomme on ne peut le recueillir ni sur l'eau, ni sur le mercure, on le recueille dans l'air en utilisant sa grande densité. Pour cela, on fait arriver le tube à dégagement au fond d'un flacon. Le chlore chasse peu à peu l'air, qui est plus léger que lui, et le flacon prend la teinte verte du

1M PRËCIS DE CIIIHIE.

chlore. Il s'est Tormé dans cette opération du chlorure de man^nise, du clilore et de l'eau :

llnO»+2HCl=9H0 + MnCl + Cl.

On peut encore préparer le chlore par l'acUon de l'acide sulfurique sur le bioijde de mangattèse et le clilorure de sodium ;

Haa+MnO*+SSO',HO=B«0,S0'+HnO,SO'+2KO + a

Fig. Ki. — PréparBlion du chloré wc.

e dissolulion de chlore, on fait passer le gai de Woulf.à la suite desquels on a placé une dissolution alcaline pour absorber l'excès de gaz {/Ig. 13Ï),

Celle dissolulion, rerroidie àO°, laisse déposer des crislaui d'hydrate de chlore, ajant pour formule Cl+IOHO. Ce sont ces cristaux que l'on emploie pour préparer te chlore liquide.

S4S , Usagca da chlore. — Le chlore est surtout employé pour la fabrication du . chlorure de chaui destiné au blanchiment des toiles et à celui des chiffons aiec lesquels on fait le papier.

Berlhollet le premier a appliqué le chlore au blanchiment des toiles. On trempe la toile a blanchir dans une dissolulion de chlore et on la lave ensuite dans une lessive alcaline qui dissout la matit're brune formée sous l'influence du chlore. Celte matière brane n; se formait que trèslentement dans l'ancien procédé, où la toile devait rester eiposée pendant plusieurs mois sur une prairie, d'où on la retirait de temps en temps pour la lessiver.

COMPOSES OXYG,ÊNËS DU CHLORE. 141

On l'utilise encore pour enleter les lacbes d'encre, pour déc«inpos<.>r l'acide su Ifhydrique el le sulfhydi'ate d'ammoniaque des fosses d'gisaiices, ainsi que pour détruire les miasmes [Guyionde Hurveau).

Fig. 13Ï. ,— Préparation de 1

Le chlore forme avec l'uiygène cinq composes :

L'acide hfpochloreux CIO.

— chioreui CIO'.

— hypochlorique CIO*.

— chlorique ao*.

-— pcrchlorique CIO'.

Nous ne dirons que quelques mots de leurs propriétés principales.

Tous ces acides se décomposent facilement par la chaleur. Le plus stable esl l'acide perchlorique ; les autres se transforment tous par une élévation de température bien ménagée en acide perchlorique, chlore el oiygène; une élévation brusque de température les décompose arec eiplosion en chlore et nijrgène. Tous ces composés sont des oiydants trés-énergiques, par suite de leur facile décomposition.

ACIDE CHLORHYDRIQUE (HQ) Équiv. ea poids =» 36,5 Équiv. en poids «■ 4

IMS. Cet acide, dont les propriétés et le mode de préparation furent indiqués par Glauber, s appela longtemps esprit de sel nunin. Layoisier lui donna le nom d*acide tnuriatiquef et le considéra comme un composé oxygéné, en partant de cette idée que l'oxygène seul pouvait former des acides. Gay-Lussac et Thenard montrèrent enfin qu'il ne contient que du chlore et de l'hydrogène.

t44. Propriété* phjmUpttm. — L'acide chlorhydrique est un gai incolore, d'une odeur piquante, d'une saveur trës^cide.

Sa densité est i,247. Le poids d'un litre de cet acide est donc i''.i99x 1,247=1,614.

11 est très-soluble dans l'eau, qui en dissout 480 fois son volume à la température ordinaire. L'absorption de l'acide chlorhydrique pur par l'eau est instantanée. SI l'on plonge dans une terrine pleine d'eau une éprouvette pleine de ce gaz pur, reposant sur une soucoupe qui contient du mercure, il sufOra de soulever l'éprouvette pour que l'eau s'y précipite avec une violence capable de la briser. Si le gax est mêlé d'un peu d'air, l'ascension de l'eau se fera bien moins rapidement. — Un morceau de glace fond immédiatement dans le gaz acide chlorhydrique qu'il absorbe.

Ce gaz a été liquéfié par Faraday, soit par un froid de — 50<» à la pression ordinaire, soit sous la pression de 40 atmosphères à la température ordinaire.

f 45. Propriétés eMiiilqvMi. — L'acide chlorhydrique est un acide énergique, fumant à l'air : il s'empare de la vapeur d'eau qui existe dans l'atmosphère, et forme un composé dont la force élastique est moindre que celle de la vapeur d'eau. Aussi se précipite->t-il sous forme de brouillard.

L'acide chlorhydrique est indécomposable par la chaleur. Une longue série d'étincelles le décompose partiellement en chlore et en hydrogène.

t40. Action des métalloïdes et das métawK. — Presque tous les métalloïdes sont sans action sur l'acide chlorhydrique. Beaucoup de métaux, entre autres le fer, le zinc et l'étain, le décomposent à froid en donnant de l'hydrogène et un chlorure métallique :

Zn-HHGl=H-HZnGL

f 49. Action de l'eav. Hydrates. — La dissolution saturée d'acide à basse température a pour densité 1,21 ; elle contient 40 pour 100 d'acide. Elle peut se représenter par la formule

lia+6H0.

ACIDE GHLORHYDRIQUE. 143

Ce liquide répand d'épaisses fumées au contact de l'air; il laisse peu à peu échapper une grande quantité de gaz à la température ordinaire. Sa composition peut alors être représentée par la formule

Ha>^12H0.

Cette dissolution chauffée abandonne une nouvelle quantité de gaz, et

la température s'élève jusqu'à 110«. Le produit qui distille alors a pour

fommle

Ha+16H0.

Sa densité est 1<>10.

S4I8. ComposlUmt. — On peut déterminer la composition de lacide chlorhydrique par analyse ou par synthèse.

!• Analyse. — Dans une cloche courbe contenant 100 volumes de gaz acide chlorhydrique, on fait passer un globule de potassium, que l'on chauffe ensuite avec une lampe à alcool (fig. 133). Le potassium, s'emparant du chlore, met l'hydrogène en liberté. 11 reste à la fin de l'eipérience 50 volumes d'hydrogène.

Si de la densité de l'acide chlorhydrique 1,2470

on retranche la demi-densité de l'hydrogène. 0,0346

il reste sensiblement la demi-densilé du chlore . , 1,2124

Donc l'acide chlorhydrique est formé de volumes égaux de chlore et d'hydrogène, sans condensation.

Fig. 135.

Analyse de l'acide chlorhydrique.

Fig. 1,^4.

Synthèse de l'acide chlorhydrique.

2* SfHTiiÈsE. — Après avoir rempli de chlore sec, à la manière ordinaire, un flacon dont le col est usé à Témeri, on remplit d'hydrogène sec un ballon de même capacité et dont le col peut» en pénétrant dans celui du flacon, le boucher hermétiquement iftg, 134). Leg deux vases étant

141 PltÉCIS DE CIIIHIE.

réunis, on les llmidonne quelque temps A U lumière diftUse ; la coniU-

naison s'elTectuc lentement, et la teinte du chlore disparaît. On acbèvela combinaison par une eipMilion aux rayons solaires.

Si on ouwe alors les ïisea sur la cuTe à mercure, on reconnaît que le volume n'a y«s varié, et qu'il ne reste pas trace de chlore ni d'hydrogène, car le mercure n'est pas attaqué, et l'eau dissout le gai sans résidu. On arrive donc encore il cette conclusion que le chlore et l'hydragène se combinent A volumes égaux, sans condensation. Comme d'ailleurs l'équivalent en lolumes du chlore est 2 volumes comme eelui de l'hydrogène, il en résulte que l'équivalent en volume de racide cblorhydriqueest 4 volumes. '

**9. État oatorel. — Cet acide se dégage des volcans en activité. Il se IrauTe aussi, avec l'acide sulfurique, dans le Rio-Vinagre qui, descend de la chaîne des Andes, en Amérique.

SS*. Pféf*ratlo«, — On prépare l'acide chlorhydrique en mettant dans un ballon de verre du clilonire de sodium [sel marin] avec de l'acidf

Fig. 135.— PrëparatioD de l'acide clilorhjdnqne.

sulTurique. La réaction ctnnmence à froid, il liiut ensuite chauHer pour l'achever (/iff. 135].

Quand on emploie le sd marin ordinaire, il ne âiul ajouter l'acide sulfuriqueque peu à peu, afin d'éviter un trop grand boursouflement. On peut mettre tout l'acide à la fois quand on emploie le sel fondu.

te gai ^ se dégage passe d'abord dans un flacon laveur où il abandonne l'acide sulfurique entraîné ; il se rend ensuite dans une éprouvetlc

La réaction qui s/t produit Ici esl U suivante :

>aa+llO,SOi=KaO,SO>-l-lia

EAU (lÈGAlË. US

, Quand 01) veut préparer une dissolution d'acide chlorhydrique, on fait passer le gaz dans un appareil de Woulf. Les flacons doivent être ii moitié pleins d'eau distillée; les tubes \flg. 130) n'ont besoin que de plonger trés-peu, car la ilissolulion, étant plus dense que l'eau, loiiibe au fond au tnr et à mesure qu'elle s« sature.

Fie. 130, — Fr^parslion de II dlssololion d'acide chtorlijdrique. ■si. H»BK— . — L'acide chlorhjdrique est surtout employé pour pré~ parer le cblore destiné à la fsbricatiMi du chlorure de chaux, 11 sertgi l'£tat de dissolution, dans les laboratoires, pour préparer l'acide carbonique et l'tcide sulthydrique ; il peut remplacer l'acide sulfurique dans la préparation derbydi-ogéne.