Chlorobenzène

Le chlorobenzène est un composé aromatique halogéné de formule chimique brute C₆H₅Cl, constitué d'un noyau benzénique substitué par un atome de chlore.

Chlorobenzène

Identification

Nom UICPA

Chlorobenzène

Synonymes

Monochlorobenzène

N^o CAS

108-90-7

N^o ECHA

100.003.299

N^o CE

203-628-5

Apparence

liquide incolore, d'odeur caractéristique[1].

Propriétés chimiques

Formule

C₆H₅Cl [Isomères]

Masse molaire[2]

112,557 ± 0,007 g/mol
C 64,02 %, H 4,48 %, Cl 31,5 %,

Moment dipolaire

1,69 ± 0,03 D [3]

Diamètre moléculaire

0,566 nm [4]

Propriétés physiques

T° fusion

−45 °C[1]

T° ébullition

132 °C[1]

Solubilité

dans l'eau à 20 °C : 0,5 g·l^-1[1]

Paramètre de solubilité δ

19,4 MPa^1/2 (25 °C)[5]

Masse volumique

1,11 g·cm^-3[1]

équation[6] : $\rho =0.8711/0.26805^{(1+(1-T/632.35)^{0.2799})}$
Masse volumique du liquide en kmol·m^-3 et température en kelvins, de 227,95 à 632,35 K.
Valeurs calculées :
1,10038 g·cm^-3 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
227,95	−45,2	10,385	1,16891
254,91	−18,24	10,15633	1,14318
268,39	−4,76	10,03979	1,13006
281,87	8,72	9,9215	1,11674
295,35	22,2	9,80133	1,10322
308,83	35,68	9,67917	1,08947
322,31	49,16	9,55488	1,07548
335,79	62,64	9,42831	1,06123
349,27	76,12	9,29929	1,04671
362,75	89,6	9,16762	1,03189
376,23	103,08	9,03309	1,01675
389,71	116,56	8,89545	1,00125
403,19	130,04	8,75442	0,98538
416,67	143,52	8,60966	0,96909
430,15	157	8,46079	0,95233

T (K)	T (°C)	ρ (kmol·m^-3)	ρ (g·cm^-3)
443,63	170,48	8,30736	0,93506
457,11	183,96	8,14882	0,91722
470,59	197,44	7,98454	0,89872
484,07	210,92	7,8137	0,87949
497,55	224,4	7,63531	0,85942
511,03	237,88	7,44812	0,83835
524,51	251,36	7,25046	0,8161
537,99	264,84	7,04012	0,79242
551,47	278,32	6,81401	0,76697
564,95	291,8	6,56757	0,73923
578,43	305,28	6,29368	0,7084
591,91	318,76	5,97994	0,67309
605,39	332,24	5,60121	0,63046
618,87	345,72	5,08847	0,57275
632,35	359,2	3,250	0,36581

T° d'auto-inflammation

590 °C[1]

Point d’éclair

27 °C (coupelle fermée)[1]

Limites d’explosivité dans l’air

1,3–11 %vol[1]

Pression de vapeur saturante

1,17 kPa à 20 °C

21 hPa (30 °C)
54 hPa (50 °C)

équation[6] : $P_{vs}=exp(54.144+{\frac {-6244.4}{T}}+(-4.5343)\times ln(T)+(4.7030E-18)\times T^{6})$
Pression en pascals et température en kelvins, de 227,95 à 632,35 K.
Valeurs calculées :
1 585,84 Pa à 25 °C.

T (K)	T (°C)	P (Pa)
227,95	−45,2	8,4456
254,91	−18,24	92,26
268,39	−4,76	250,09
281,87	8,72	609,64
295,35	22,2	1 356,85
308,83	35,68	2 791,54
322,31	49,16	5 364
335,79	62,64	9 709,92
349,27	76,12	16 679,68
362,75	89,6	27 358,69
376,23	103,08	43 076,6
389,71	116,56	65 404,87
403,19	130,04	96 143,89
416,67	143,52	137 301,94
430,15	157	191 069,49

T (K)	T (°C)	P (Pa)
443,63	170,48	259 792,9
457,11	183,96	345 951,59
470,59	197,44	452 142,72
484,07	210,92	581 077,26
497,55	224,4	735 590,57
511,03	237,88	918 670,6
524,51	251,36	1 133 506,4
537,99	264,84	1 383 559,8
551,47	278,32	1 672 663,33
564,95	291,8	2 005 148,21
578,43	305,28	2 386 007,55
591,91	318,76	2 821 101,62
605,39	332,24	3 317 414,64
618,87	345,72	3 883 376,11
632,35	359,2	4 529 300

Point critique

45,2 bar, 359,25 °C [7]

Vitesse du son

1 311 m·s^-1 à 20 °C [8]

Thermochimie

C_p

équation[6] : $C_{P}=(-1.3075E6)+(1.5338E4)\times T+(-53.974)\times T^{2}+(6.3483E-2)\times T^{3}$
Capacité thermique du liquide en J·kmol^-1·K^-1 et température en kelvins, de 227,95 à 360 K.
Valeurs calculées :
150,117 J·mol^-1·K^-1 à 25 °C.

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
227,95	−45,2	136 170	1 210
236	−37,15	140 569	1 249
241	−32,15	142 699	1 268
245	−28,15	144 110	1 280
249	−24,15	145 286	1 291
254	−19,15	146 465	1 301
258	−15,15	147 205	1 308
263	−10,15	147 914	1 314
267	−6,15	148 339	1 318
271	−2,15	148 665	1 321
276	2,85	148 968	1 323
280	6,85	149 157	1 325
285	11,85	149 368	1 327
289	15,85	149 545	1 329
293	19,85	149 756	1 330

T (K)	T (°C)	C_p $({\tfrac {J}{kmol\times K}})$	C_p $({\tfrac {J}{kg\times K}})$
298	24,85	150 105	1 334
302	28,85	150 482	1 337
307	33,85	151 116	1 343
311	37,85	151 782	1 348
315	41,85	152 617	1 356
320	46,85	153 933	1 368
324	50,85	155 235	1 379
329	55,85	157 214	1 397
333	59,85	159 107	1 414
337	63,85	161 302	1 433
342	68,85	164 508	1 462
346	72,85	167 473	1 488
351	77,85	171 718	1 526
355	81,85	175 575	1 560
360	86,85	181 010	1 608

Propriétés électroniques

1^re énergie d'ionisation

9,07 ± 0,02 eV (gaz)[9]

Propriétés optiques

Indice de réfraction

{\textit {n}}_{D}^{25}

1,521 [4]

Précautions

SGH[10]

Attention

H226, H332 et H411

B2, D1B, D2B,

-

1134

Inhalation

Maux de tête, nausées, perte de conscience

Rougeurs

Rougeur, douleur

2,18-2,84[1]

DJA

0,43 mg·kg^-1 p.c./jour[12]

Seuil de l’odorat

bas : 0,08 ppm
haut : 5,9 ppm[13]

Composés apparentés

Autres composés

Bromobenzène
Fluorobenzène
Iodobenzène

Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Histoire

Il a été préparé pour la première fois en 1851 par réaction du phénol et du pentachlorure de phosphore. Il a notamment, au début du XX^e siècle et durant la Première Guerre mondiale, servi à fabriquer la mélinite (acide picrique), explosif très puissant, le plus utilisé à l'époque.

Dès 1960, sa production a décliné aux États-Unis, au profit du cumène (utilisé pour synthétiser le phénol) et à la suite de l'abandon progressif du DDT.

Propriétés physico-chimiques

Ce liquide incolore, inflammable et nocif, est presque insoluble dans l'eau, mais soluble dans les produits organiques.

Sa température de vaporisation est de 132 °C, mais il forme avec 28,4 % d'eau un azéotrope qui bout à 90 °C.

Production et synthèse

Il est produit par chloration catalysée du benzène (catalyseur : chlorure ferrique, stannique ou alumineux), qui donne un mélange de chlorobenzène, dichlorobenzène et d'autres corps chimiques proches, qui sont ensuite séparés par distillation puis cristallisation. Le chlorobenzène commercialisé au Canada contenait au début des années 2000 environ 1 % d'impuretés qui sont surtout du dichlorobenzène et moindrement du benzène[14].

Utilisation

Le chlorobenzène est (ou a été) utilisé comme intermédiaire de synthèse en chimie, notamment pour fabriquer des pesticides, dont le DDT obtenu par réaction avec du trichloroacétaldéhyde... et des désherbants ou fongicides (antimite notamment). Note : Le DDT est aujourd'hui interdit ou fortement réglementé[15].
Il a été très utilisé pour produire le phénol, l’aniline et comme solvant (nettoyage des graisses).
Dans les réactions de substitution électrophile, c'est un ortho-para directeur désactivant.

Producteurs

L'ESIS, en 2005 citait pour l'Europe : Bayer, BASF (Allemagne), Monsanto (Belgique), Zeneca (Royaume-Uni). Le site français de l’usine Arkema, à Jarrie a fermé en 2002.

Sécurité

C'est une substance nocive, à manipuler avec précautions. Sa limite d'exposition professionnelle est fixée en France à 10 ppm, soit 46 mg·m^-3 d'air.

En France, La teneur limite mensuelle des rejets est de 4 mg·l^-1 (si le rejet dépasse 10 g par jour). La norme française « qualité des eaux » pour le chlorobenzène est 32 μg·l^-1 [16].

Son utilisation est règlementée en France et dans de nombreux pays.

Notes et références

CHLOROBENZENE, fiche(s) de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée(s) le 9 mai 2009
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor and Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 9-50
(en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)
(en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5 et 0-387-69002-6, lire en ligne), p. 294
(en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50
« Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010)
(en) William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor and Francis, 1^er juillet 2010, 91^e éd., 2610 p. (ISBN 9781439820773, présentation en ligne), p. 14-40
(en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor and Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 10-205
Numéro index 602-033-00-1 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)
« Chlorobenzène » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
Concentrations/doses journalières admissibles et concentrations/doses tumorigènes des substances d'intérêt prioritaire calculées en fonction de critères sanitaires, publié par Santé Canada
« Chlorobenzene », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)
Rapport du Gouvernement du Canada (1992), cité par la fiche toxicologique de l'INERIS
Voir notamment les conventions internationales d'Aarhus, Genève et Stockholm).
(Arrêté du 20 avril 2005 relatif au programme national d’action contre la pollution des milieux aquatiques par certaines substances dangereuses)

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Halogénobenzènes
	–F	–Cl	–Br	–I
Benzène	Fluorobenzène	Chlorobenzène	Bromobenzène	Iodobenzène
Phénol (–OH)	Fluorophénol	Chlorophénol	Bromophénol	Iodophénol
Aniline (–NH₂)	Fluoroaniline	Chloroaniline	Bromoaniline	Iodoaniline
Anisole (–OCH₃)	Fluoroanisole	Chloroanisole	Bromoanisole	Iodoanisole
Toluène (–CH₃)	Fluorotoluène	Chlorotoluène	Bromotoluène	Iodotoluène
Nitrobenzène (–NO₂)	Fluoronitrobenzène	Chloronitrobenzène	Bromonitrobenzène	Iodonitrobenzène
Alcool benzylique (–CH₂OH)	Alcool fluorobenzylique	Alcool chlorobenzylique	Alcool bromobenzylique	Alcool iodobenzylique
Benzaldéhyde (–CHO)	Fluorobenzaldéhyde	Chlorobenzaldéhyde	Bromobenzaldéhyde	Iodobenzaldéhyde
Acide benzoïque (–COOH)	Acide fluorobenzoïque	Acide chlorobenzoïque	Acide bromobenzoïque	Acide iodobenzoïque

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[ICSC-1] CHLOROBENZENE, fiche(s) de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée(s) le 9 mai 2009

[2] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[HandbookChemPhys89ed-3] (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor and Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 9-50

[Yitzhak_Marcus-4] (en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents, vol. 4, England, John Wiley & Sons Ltd, 1999, 239 p. (ISBN 0-471-98369-1)

[5] (en) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook, Springer, 2007, 2^e éd., 1076 p. (ISBN 978-0-387-69002-5 et 0-387-69002-6, lire en ligne), p. 294

[Perry’s-6] (en) Robert H. Perry et Donald W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, USA, McGraw-Hill, 1997, 7^e éd., 2400 p. (ISBN 0-07-049841-5), p. 2-50

[7] « Properties of Various Gases », sur flexwareinc.com (consulté le 12 avril 2010)

[HBCP91-8] (en) William M. Haynes, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor and Francis, 1^er juillet 2010, 91^e éd., 2610 p. (ISBN 9781439820773, présentation en ligne), p. 14-40

[HBCP89-9] (en) David R. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, Boca Raton, CRC Press/Taylor and Francis, 17 juin 2008, 89^e éd., 2736 p. (ISBN 9781420066791, présentation en ligne), p. 10-205

[SGH-10] Numéro index 602-033-00-1 dans le tableau 3.1 de l'annexe VI du règlement CE N° 1272/2008 (16 décembre 2008)

[Reptox-11] « Chlorobenzène » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009

[12] Concentrations/doses journalières admissibles et concentrations/doses tumorigènes des substances d'intérêt prioritaire calculées en fonction de critères sanitaires, publié par Santé Canada

[hazmap-13] « Chlorobenzene », sur hazmap.nlm.nih.gov (consulté le 14 novembre 2009)

[14] Rapport du Gouvernement du Canada (1992), cité par la fiche toxicologique de l'INERIS

[15] Voir notamment les conventions internationales d'Aarhus, Genève et Stockholm).

[16] (Arrêté du 20 avril 2005 relatif au programme national d’action contre la pollution des milieux aquatiques par certaines substances dangereuses)