HYPOCHLORITE DE SODIUM (NACLO): FORMULE, UTILISATIONS ET PROPRIÉTÉS - CHIMIE - 2025

L' hypochlorite de sodium (NaOCl) est un sel de sodium ternaire et inorganique. Il est disponible dans le commerce sous forme de solutions aqueuses et est l'agent actif de ces produits domestiques et industriels. Ces solutions sont connues sous les noms d'agent de blanchiment au chlore, d'eau de Javel, de javel liquide ou, encore plus raffiné, de liqueur de Javel.

Dans l'eau, l'hypochlorite de sodium présente les mêmes propriétés oxydantes que le chlore gazeux, de sorte qu'une solution de ce sel équivaut à transporter ledit composé à l'intérieur d'une bouteille en plastique. En fait, le chlore disponible dans ces récipients est un indicateur de la concentration et du pouvoir de blanchiment de la solution d'hypochlorite de sodium.

Ce sel ternaire dans l'eau peut très bien être considéré comme une simple solution aqueuse de chlore; cependant, il existe également d'autres formes disponibles, telles que le solide dans le cas de l'hypochlorite de calcium et le chlore liquide. Tous les trois ont le même pouvoir oxydant et leurs utilisations dépendent de variables telles que le confort, les performances ou le temps.

Formule

La formule chimique de l'hypochlorite de sodium est NaClO. Il est composé d'un cation Na ⁺ et d'un anion ClO ^-. Les ions Na ⁺ ressentent une attraction électrostatique par les ions ClO ^-, ces derniers adoptant une structure tétraédrique avec une hybridation sp ³.

La formule indique le rapport des ions à l'état anhydride, qui est égal à 1: 1. Cependant, cela ne s'applique qu'à l'anhydride.

Dans le cas de l'hypochlorite de sodium hydraté -une des formes les plus stables de ce sel-, sa formule chimique est NaClO · 5H ₂ O.

Où est-il situé?

Le NaClO est un produit synthétique et, du fait de sa réactivité, il ne se trouve que dans les régions locales où il est utilisé, notamment dans les eaux usées, les sols ou même dans les émanations d'eau potable.

Les ions chlorure sont abondants dans le corps humain, ce qui pourrait participer aux réactions redox qui produisent de l'hypochlorite de sodium dans le corps.

Comment ça se fait?

Tout au long de l'histoire, NaClO a été préparé par diverses méthodes. Le plus simple consiste en une solution de chlore dans l'eau, ou en solutions de Na ₂ CO ₃ qui libèrent du CO ₂ par action de l'acide hypochloreux (HClO).

D'autres méthodes utilisent la saumure de mer comme matière première grâce à un processus électrolytique. Sous une agitation mécanique efficace, le Cl ₂ et le NaOH générés par NaCl et l'eau réagissent et deviennent NaClO:

Cl ₂ (g) + 2NaOH (aq) => NaClO + NaCl + H ₂ O + Q (chaleur)

Aujourd'hui, le procédé Hooker fabrique ce composé à grande échelle, qui consiste en une version améliorée de la méthode précédente décrite.

Applications

- L'hypochlorite de sodium est utilisé comme agent de blanchiment dans les textiles, dans les détergents qui l'intègrent et dans l'industrie papetière.

- Son utilisation comme agent bactéricide et désinfectant est très large, étant utilisé dans la purification de l'eau et dans le traitement des eaux usées.

- Son utilité dans la désinfection des équipements utilisés dans la préparation des aliments et dans la transformation des fruits et légumes est connue. De même, il est utilisé avec la même fonction désinfectante dans la production de champignons, de bovins, de porcs et de volailles.

- L'hypochlorite de sodium est utilisé dans l'industrie pétrolière au stade du raffinage.

- À la maison, le pouvoir blanchissant de l'hypochlorite de sodium est utilisé dans le lavage des vêtements blancs, et l'action désinfectante dans le nettoyage des salles de bain, des sols, etc.

- L'hypochlorite de sodium est utilisé en thérapie endodontique, en particulier dans le traitement du canal radiculaire de la dent. Dans ce traitement, la solution de Dakin (0,5% de ClONE) est utilisée, qui préserve les tissus dentaires vitaux en dissolvant les tissus nécrotiques.

Propriétés

Les solutions d'hypochlorite de sodium à température ambiante sont incolores et dégagent une douce odeur de chlore. Les propriétés physiques varient en fonction des concentrations du sel dissous dans l'eau. Tous ont des colorations jaunes.

Grâce aux techniques de cristallisation, le solide NaClO · 5H ₂ O est obtenu à partir de ces solutions dont les cristaux sont vert pâle.

Ce sel hydraté a un poids moléculaire approximatif de 164 g / mol, une densité de 1,11 g / ml, il est très soluble dans l'eau et se décompose à 101 ºC. NaClO · 5H ₂ O est également sensible aux mêmes réactions d'anhydride.

Pourquoi le sel est-il pentahydraté? Au fur et à mesure que NaClO cristallise dans son environnement aqueux, les molécules d'eau enveloppent les ions dans une sphère aqueuse.

Trois de ces molécules peuvent être considérées comme interagissant avec les paires d'électrons non partagées de Cl: l'une forme une liaison hydrogène avec O, et ce dernier est attiré par Na.

Cependant, ce sont les études axées sur la structure cristalline de ce solide qui ont la vraie réponse à cette question.

Bilan hydrique

L'anion ClO ^- participe à l'équilibre d'hydrolyse suivant:

HClO (aq) + H ₂ O (l) <=> ClO ^- (aq) + H ⁺ (aq)

Si l'acidité de la solution augmente, l'équilibre se déplace vers la gauche, produisant HClO.

Cet acide est encore plus instable que l'hypochlorite, et par conséquent la décomposition abaisse la concentration de l'agent actif. Si le pH est basique (supérieur à 11), il garantit l'existence de ClO ^- et la durée de vie du produit.

Cependant, une alcalinité excessive déclenche d'autres problèmes dans vos applications. Par exemple, une solution de NaClO très basique endommage les vêtements plutôt que de simplement les blanchir.

De même, en milieu aqueux, HClO se transforme également en chlore, ce qui explique la coloration jaune de ces solutions:

HClO (aq) <=> Cl ₂ (g) + H ₂ O (l)

Disproportion

L'atome de chlore dans l'hypochlorite de sodium a un état d'oxydation de +1, ne nécessitant que deux électrons pour compléter son octet de valence.

D'autre part, sa configuration électronique est 3s ² 3p ⁵, et il peut également vider tous les électrons de ses orbitales «p» plus énergétiques.

Il en résulte que l'hypochlorite subit des réactions disproportionnées dans les ions avec des états d'oxydation de +1 et +5:

3ClO ^- (aq) <=> 2Cl ^- (aq) + ClO ₃ ^- (aq)

Cette réaction en solution aqueuse est accélérée avec des augmentations de température et des concentrations d'hypochlorite. De même, la réaction se déroule selon un mécanisme différent catalysé par des oxydes légers et métalliques de cuivre, de nickel et de cobalt:

2NaOCl (aq) => O ₂ (g) + 2NaCl (aq)

Le NaClO anhydre se disproportionné à un rythme beaucoup plus rapide, même en explosant.

Agent d'oxydation

L'atome de chlore peut accepter des électrons d'espèces négatives (nucléophiles). L'anhydride est un puissant agent oxydant, se réduisant en anions chlorure (Cl ^-).

Dans le cas du NaClO · 5H ₂ O, on pense que les molécules d'eau empêchent partiellement le ClO ^{- de} subir des attaques nucléophiles.

Cependant, étant donné la linéarité structurelle du ClO ^-, ces molécules d'eau ne ralentissent pas suffisamment les «attaques» sur l'atome Cl. C'est pour cette raison que l'hypochlorite de sodium est un oxydant puissant.

Références

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