Notions de
"chlore actif"
"chlore actif libre"
"chlore total"
L'expression "chlore actif" correspond au concept scientifique de "available chlorine" (soit chlore disponible). Le chlore actif correspond à l'ion ClO- et aux gaz HOCl et Cl2 dissous dans l'eau (solution assez concentrée et alcaline).
L'expression "chlore actif" désigne, en réalité, un pouvoir oxydant qui correspond bien au double de la quantité de chlore sous forme de NaOCl dans une solution assez concentrée et alcaline.
L'expression "chlore actif libre" correspond au concept américain de "active chlorine". Le "chlore actif libre" correspond aux gaz HOCl et Cl2 dissous dans l'eau (solution très diluée en milieu neutre ou acide).
L'expression "chlore total" désigne le chlore sous toutes ses formes : hypochlorite, mais aussi le chlorure de sodium qui pourrait, d'ailleurs, être éliminé, ainsi que les chlorites et les chlorates.
L'hydrolyse du chlore
La production d'hypochlorite de sodium est généralement basée sur la réaction d'hydrolyse du chlore dissous en solution.
Ce mécanisme (proposé par Shilov & Solodushenkov puis Lifshitz & Perlmutter-Hayman), est une réaction directe d'une molécule de chlore et d'une molécule d'eau ou d'hydroxyde selon les réactions :
L'ajout de bases faibles (B-) en solution augmentant la vitesse d'hydrolyse du chlore, une réaction supplémentaire entre alors en jeu :
Cette base faible peut également fournir des ions hydroxydes par sa réaction avec l'eau selon :
La fabrication industrielle est un barbotage de chlore gazeux dans de la soude liquide :
La réaction, fortement exothermique, nécessite une maîtrise de la température aux environs de 40°C afin de limiter la formation de chlorates et chlorures.
Les différentes qualités de solutions industrielles d'hypochlorite de sodium
Solution à 13% de chlore actif
Auparavant appelée : 47/50° chlorométrique. Fabriquée par barbotage direct de chlore dans de la soude de qualité sélectionnée, elle titre au minimum 13% de chlore actif et sa plage de titre s'étend jusqu'à environ 15% de chlore actif.
Solution à 24% de chlore actif
Aussi appelée "hypochlorite à haut titre" (auparavant : 100° chlorométrique). Le principe de fabrication, identique à celui de l'hypochlorite de sodium à 13%, nécessite cependant de pouvoir "surchlorer" la soude afin de déplacer l'équilibre de la réaction. Ainsi une partie du chlorure de sodium est retiré de la solution par précipitation.
Évolution historique
La solution de Berthollet (eau chlorée) évolua au cours du 19ème siècle. Les chimistes Cotelle et Fouchet mirent au point dès 1868 un procédé de fabrication industrielle de la solution d'hypochlorite de sodium permettant d'obtenir des solutions à 2° chlorométrique (0,94 % de chlore actif), puis 6° (1,85 % de chlore actif) et enfin 12° (3,6% de chlore actif).
Il faudra cependant attendre la fin des années 1950 pour voir apparaître sur le marché la solution d'hypochlorite de sodium concentrée à 48° chlorométrique (vendue en berlingots ou en cruchons) et 1963 pour que le plastique remplace le verre des flacons.
Jusqu'en 1976, la solution d'hypochlorite de sodium était stabilisée et colorée en orangé à l'aide de bichromate de sodium (environ 20 g pour 100 litres).
Actuellement, la solution d'hypochlorite de sodium est un liquide limpide, de couleur jaune vert, ayant une odeur caractéristique dite « chlorée » et une densité moyenne comprise entre 1,0 et 1,2.
Les concentrations les plus courantes disponibles sur le marché grand public sont 2,6% et 9,6% de chlore actif.