Etude et caractérisation par spectrométrie infrarouge des oxydes de chlore, (ClO)₂, ClO₂, Cl₂O₄ et Cl₂O₃, formes dans les interactions chlore-ozone

Laboratoire des Acides Minéraux L.A. 79 U.S. T.L., Pace Eugène Bataillon, 34060 Montpellier Cédex, France.

Résumé

La réaction dans l’osbcurité d’un mélange O₂ + O₃ à — 78, — 44 et — 40°C sur Cl₂ liquide donne essentiellement du chlorite de chlore (ClO)₂ caractérisé par ν(ClOCl) à 735 et 745 cm^–1. L’introduction accidentelle de traces d’humidité conduit à ClO₂ mais aussi à HClO₃, HCl et à de petites quantités d’autres oxydes de chlore par un processus catalysé par l’eau.

La réaction dans l’obscurité sous 3 atmosphères et à 15° C d’un mélange d’ozone pur et de chlore conduit à un mélange de ClO₃ en quantités prépondérante de ClOClO₃ et de Cl₂O₃ qui peut être séparé par condensation totale et sublimation fractionnée. La dernière fraction très riche en Cl₂O₃ contient des traces de perchlorate de chlore ClOClO₃. Le chlorate de chlore Cl₂O₃ est caractérisé par ν_s(ClO₂) = 1015 cm^–1 et ν_as (ClO₂) = 1 280 cm^–1 et deux vibrations de pont ClOCl à 735 et 695 cm^–1.

Des mécanismes réactionnels sont proposés.

Abstract

The non photochemical reaction of (O₂ + O₃) (9) with Cl₂(1) at – 78, – 44, – 40° C essentially gives chlorine chlorate which is characterized by ν(ClOCl) at 785 and 745 cm^–1. Water traces lead to ClO₂ but also to HClO₃, HCl and to small quantities of other clorine oxydes by a water catalysed process.

In the darkness and in the gas phase, (p = 3 atm and t = 15°C) pure ozone reacts with chlorine and gives a ClO₂ rich mixture containing also a high proportion of chlorine clorate with chlorine perchlorate traces; chlorine chlorate is characterized by ν_s (ClO₂) = 1 015 cm^–1 ν_as (ClO₂) = 1 280 cm^–1 and the two bridge vibrations ν ClOCl at 735 and 695 cm^–1.

Reactional mechanisms are proposed.