Naphtalène

Naphtalène

Structure du naphtalène.
Identification
Nom UICPA naphtalène
Nom systématique bicyclodéca-1,3,5,7,9-pentène
Synonymes

naphtaline
camphre de goudron

No CAS 91-20-3
No ECHA 100.001.863
No CE 202-049-5
PubChem 931
SMILES C1=C2C(=CC=C1)C=CC=C2
PubChem, vue 3D
InChI InChI : vue 3D
InChI=1S/C10H8/c1-2-6-10-8-4-3-7-9(10)5-1/h1-8H
InChIKey :
UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N
Apparence Cristaux incolores
rhomboédriques sous
forme d'écailles.
Propriétés chimiques
Formule C10H8  
Masse molaire 128,170 5 ± 0,008 6 g/mol
C 93,71 %, H 6,29 %,
Susceptibilité magnétique χ M {\displaystyle \chi _{M}} 91,9×10-6 cm3·mol-1
Propriétés physiques
T° fusion 80,2 °C
T° ébullition 217,96 °C
Solubilité 32 mg·l-1 eau à 20 °C.
Sol dans éthanol, éther,
benzène,
chloroforme,
acide acétique,
acide chlorhydrique,
et dans les huiles
Paramètre de solubilité δ 20,3 MPa1/2 (25 °C)
Masse volumique 1,162 g·cm-3 (20 °C)

équation : ρ = 0.61674 / 0.25473 ( 1 + ( 1 − T / 748.35 ) 0.27355 ) {\displaystyle \rho =0.61674/0.25473^{(1+(1-T/748.35)^{0.27355})}}
Masse volumique du liquide en kmol·m-3 et température en kelvins, de 333,15 à 748,35 K.
Valeurs calculées :

T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3)
333,15 60 7,7543 0,9939
360,83 87,68 7,58741 0,97251
374,67 101,52 7,5021 0,96157
388,51 115,36 7,41547 0,95047
402,35 129,2 7,32742 0,93918
416,19 143,04 7,23786 0,92771
430,03 156,88 7,1467 0,91602
443,87 170,72 7,05381 0,90412
457,71 184,56 6,95908 0,89197
471,55 198,4 6,86234 0,87957
485,39 212,24 6,76345 0,8669
499,23 226,08 6,66221 0,85392
513,07 239,92 6,55841 0,84062
526,91 253,76 6,45179 0,82695
540,75 267,6 6,34208 0,81289
T (K) T (°C) ρ (kmol·m-3) ρ (g·cm-3)
554,59 281,44 6,22892 0,79839
568,43 295,28 6,11191 0,78339
582,27 309,12 5,99056 0,76783
596,11 322,96 5,86426 0,75165
609,95 336,8 5,73226 0,73473
623,79 350,64 5,59361 0,71695
637,63 364,48 5,44705 0,69817
651,47 378,32 5,29091 0,67816
665,31 392,16 5,12285 0,65662
679,15 406 4,93943 0,63311
692,99 419,84 4,73522 0,60693
706,83 433,68 4,50084 0,57689
720,67 447,52 4,2172 0,54054
734,51 461,36 3,83176 0,49113
748,35 475,2 2,421 0,31031

Graphique P=f(T)

T° d'auto-inflammation 567 °C
Point d’éclair 79 °C
Limites d’explosivité dans l’air 0,9–5,9 %vol
Pression de vapeur saturante à 25 °C : 11 Pa

équation : P v s = e x p ( 62.447 + − 8109 T + ( − 5.5571 ) × l n ( T ) + ( 2.0800 E − 18 ) × T 6 ) {\displaystyle P_{vs}=exp(62.447+{\frac {-8109}{T}}+(-5.5571)\times ln(T)+(2.0800E-18)\times T^{6})}
Pression en pascals et température en kelvins, de 353,43 à 748,35 K.
Valeurs calculées :

T (K) T (°C) P (Pa)
353,43 80,28 992,29
379,76 106,61 3 273,39
392,92 119,77 5 547,02
406,09 132,94 9 032,36
419,25 146,1 14 189,35
432,41 159,26 21 580,92
445,58 172,43 31 876,44
458,74 185,59 45 851,46
471,91 198,76 64 384,22
485,07 211,92 88 449,27
498,23 225,08 119 109,21
511,4 238,25 157 505,55
524,56 251,41 204 849,74
537,73 264,58 262 415,69
550,89 277,74 331 534,78
T (K) T (°C) P (Pa)
564,05 290,9 413 594,53
577,22 304,07 510 041,99
590,38 317,23 622 392,54
603,55 330,4 752 245,28
616,71 343,56 901 305,55
629,87 356,72 1 071 415,74
643,04 369,89 1 264 595,2
656,2 383,05 1 483 090,58
669,37 396,22 1 729 438,11
682,53 409,38 2 006 539,86
695,69 422,54 2 317 756,51
708,86 435,71 2 667 020,18
722,02 448,87 3 058 971,8
735,19 462,04 3 499 129,03
748,35 475,2 3 994 100
P=f(T)
Point critique 475,2 °C ,

40,0 atm

Point triple 80,28 °C, 999,6 Pa
Thermochimie
Cp

équation : C P = ( 2.9800 E 4 ) + ( 527.50 ) × T {\displaystyle C_{P}=(2.9800E4)+(527.50)\times T}
Capacité thermique du liquide en J·kmol-1·K-1 et température en kelvins, de 353,43 à 491,14 K.
Valeurs calculées :

T
(K)
T
(°C)
Cp
( J k m o l × K ) {\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}
Cp
( J k g × K ) {\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}
353,43 80,28 216 230 1 687
362 88,85 220 755 1 722
367 93,85 223 393 1 743
371 97,85 225 503 1 759
376 102,85 228 140 1 780
380 106,85 230 250 1 796
385 111,85 232 888 1 817
390 116,85 235 525 1 838
394 120,85 237 635 1 854
399 125,85 240 273 1 875
403 129,85 242 383 1 891
408 134,85 245 020 1 912
413 139,85 247 658 1 932
417 143,85 249 768 1 949
422 148,85 252 405 1 969
T
(K)
T
(°C)
Cp
( J k m o l × K ) {\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}
Cp
( J k g × K ) {\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}
426 152,85 254 515 1 986
431 157,85 257 153 2 006
436 162,85 259 790 2 027
440 166,85 261 900 2 043
445 171,85 264 538 2 064
449 175,85 266 648 2 080
454 180,85 269 285 2 101
459 185,85 271 923 2 122
463 189,85 274 033 2 138
468 194,85 276 670 2 159
472 198,85 278 780 2 175
477 203,85 281 418 2 196
481 207,85 283 528 2 212
486 212,85 286 165 2 233
491,14 217,99 288 880 2 254

P=f(T)

équation : C P = ( 67.099 ) + ( 4.3239 E − 2 ) × T + ( 9.1740 E − 4 ) × T 2 + ( − 1.0019 E − 6 ) × T 3 + ( 3.0896 E − 10 ) × T 4 {\displaystyle C_{P}=(67.099)+(4.3239E-2)\times T+(9.1740E-4)\times T^{2}+(-1.0019E-6)\times T^{3}+(3.0896E-10)\times T^{4}}
Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 50 à 1 500 K.
Valeurs calculées :
137,429 J·mol-1·K-1 à 25 °C.

T
(K)
T
(°C)
Cp
( J k m o l × K ) {\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}
Cp
( J k g × K ) {\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}
50 −223,15 71 431 557
146 −127,15 89 990 702
195 −78,15 103 433 807
243 −30,15 118 479 924
291 17,85 134 894 1 052
340 66,85 152 602 1 191
388 114,85 170 465 1 330
436 162,85 188 471 1 470
485 211,85 206 659 1 612
533 259,85 223 997 1 748
581 307,85 240 609 1 877
630 356,85 256 604 2 002
678 404,85 271 157 2 116
726 452,85 284 478 2 219
775 501,85 296 711 2 315
T
(K)
T
(°C)
Cp
( J k m o l × K ) {\displaystyle ({\tfrac {J}{kmol\times K}})}
Cp
( J k g × K ) {\displaystyle ({\tfrac {J}{kg\times K}})}
823 549,85 307 308 2 398
871 597,85 316 523 2 469
920 646,85 324 536 2 532
968 694,85 331 089 2 583
1 016 742,85 336 470 2 625
1 065 791,85 340 908 2 660
1 113 839,85 344 415 2 687
1 161 887,85 347 319 2 710
1 210 936,85 349 940 2 730
1 258 984,85 352 483 2 750
1 306 1 032,85 355 351 2 772
1 355 1 081,85 359 017 2 801
1 403 1 129,85 363 764 2 838
1 451 1 177,85 370 124 2 888
1 500 1 226,85 378 805 2 955
PCS 5 156,3 kJ·mol-1 (25 °C, solide)
Cristallographie
Système cristallin monoclinique
Classe cristalline ou groupe d’espace P 2 1 / a {\displaystyle P2_{1}/a}
Paramètres de maille a = 8,24 Å

b = 6,00 Å
c = 8,66 Å
α = 90,0 °
β = 122,9 °
γ = 90,0 °

Propriétés optiques
Indice de réfraction n 100 {\displaystyle n_{}^{100}}  1,582 2
Précautions
SGH,
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotiqueSGH08 : Sensibilisant, mutagène, cancérogène, reprotoxiqueSGH09 : Danger pour le milieu aquatique
AttentionH302, H351, H410, P273, P281 et P501H302 : Nocif en cas d'ingestion
H351 : Susceptible de provoquer le cancer (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger)
H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
P273 : Éviter le rejet dans l’environnement.
P281 : Utiliser l’équipement de protection individuel requis.
P501 : Éliminer le contenu/récipient dans …
SIMDUT
B4 : Solide inflammableD2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques
B4, D2A, B4 : Solide inflammable
Transport des marchandises dangereuses : classe 4.1
D2A : Matière très toxique ayant d'autres effets toxiques
cancérogénicité : CIRC groupe 2B

Divulgation à 0,1 % selon les critères de classification
NFPA 704

Symbole NFPA 704

220
Transport
40
   1334   
Code Kemler :
40 : matière solide inflammable ou matière autoréactive ou matière autoéchauffante
Numéro ONU :
1334 : NAPHTALÈNE BRUT ; ou NAPHTALÈNE RAFFINÉ
Classe :
4.1
Code de classification :
F1 : Matières solides inflammables, sans danger subsidiaire, organiques ;
Étiquette :
pictogramme ADR 4.1
4.1 : Matières solides inflammables, matières autoréactives, matières solides explosibles désensibilisées et matières qui polymérisent
Emballage :
Groupe d'emballage III : matières faiblement dangereuses.

44
   2304   
Code Kemler :
44 : matière solide inflammable qui, à une température élevée, se trouve à l'état fondu
Numéro ONU :
2304 : NAPHTALÈNE FONDU
Classe :
4.1
Code de classification :
F2 : Matières solides inflammables, sans danger subsidiaire, organiques, fondues ;
Étiquette :
pictogramme ADR 4.1
4.1 : Matières solides inflammables, matières autoréactives, matières solides explosibles désensibilisées et matières qui polymérisent
Emballage :
Groupe d'emballage III : matières faiblement dangereuses.
Classification du CIRC
Groupe 2B : Peut-être cancérogène pour l'homme
Écotoxicologie
LogP 3,3
Seuil de l’odorat bas : 0,009 5 ppm
haut : 0,64 ppm
Composés apparentés
Isomère(s) Azulène
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Le naphtalène ou naphtaline ou camphre de goudron est un hydrocarbure aromatique polycyclique, plus précisément un alcène à deux cycles, de formule brute C10H8. Son odeur caractéristique est perceptible par l'odorat humain à partir de 0,04 ppm. Il a été couramment utilisé comme antimites. On a constaté par le suivi des maladies des travailleurs de l'industrie chimique qu'il était possiblement cancérigène,.

Origine et fabrication

Le naphtalène a été isolé en 1820 par Garden (1784-1866). Sa représentation actuelle sous la forme de deux noyaux aromatiques est proposée par Erlenmeyer en 1868.

En Allemagne, la matière première utilisée pour la production de naphtalène est le goudron de houille, qui en contient environ 10 %. La production de coke étant en régression, on utilise de plus en plus des produits dérivés du pétrole (essence de pyrolyse, huiles résiduelles de pyrolyse) ; fabrication par distillation fractionnée.

La teneur en naphtalène dans le produit technique est 95 % au moins, le reste étant constitué d'impuretés telles que les benzo(b)thiophènes (thionaphtènes) et, pour les naphtalènes issus du pétrole, exclusivement de méthylindènes.

Usages

Des boules de naphtalène utilisées contre les mites aux Philippines.

Le naphtalène était autrefois surtout utilisé comme répulsif contre les mites (on a aussi utilisé le paradichlorobenzène pour cet usage). Aujourd'hui, 60 % du naphtalène produit est vendu comme produit chimique intermédiaire dans la fabrication d'anhydride phtalique, selon l'INERIS. Cet anhydride phtalique sert à synthétiser les phtalates et divers agents plastifiants, résines, teintures, insecticides ou répulsifs, etc. Il est aussi employé comme agent de tannage du cuir et dans certains tensioactifs (sulfonates de naphtalène et dérivés ayant fonction d'agents dispersants ou mouillants en peinture, teinture, formulation de papier d'emballage, dans la fabrication du béton et de plaques de plâtre).

Le napalm, notablement utilisé lors de la guerre du Viêt Nam, était initialement obtenu à partir de naphtalène (d'où le « na ») et d'acide palmitique (d'où le « palm »). Le naphtalène est d'ailleurs utilisé pour obtenir des effets pyrotechniques, l'explosion produisant une fumée très noire.

Il peut être utilisé pour fabriquer certains plastiques (notamment en synthétisant des phtalates), des colorants... mais aussi pour d'autres applications, plus marginales : antiseptique, microbicide, diélectrique, parfums...

Dans l'environnement

Une espèce de termite américain Coptotermes formosanus sécrète de petites quantités de naphtalène pour lutter contre des parasites et son principal prédateur, la fourmi Solenopsis invicta, mais l'essentiel du naphtalène présent dans la nature (89 % environ selon l'INERIS) vient de combustions incomplètes (pyrolyse) (chauffage domestique au bois) et de la sublimation du naphtalène utilisé comme insecticide. Environ 10 % des émissions dans l'air viendraient de la distillation du charbon. La fumée de tabac en contient de petites quantités.
Le naphtalène étant volatil (par sublimation) il s'y disperse rapidement. Le taux moyen dans l'air serait de 1 µg m−3, soit bien plus que dans l'eau de mer où il est peu soluble (10 ng l−1) et d'où il peut dégazer dans l'air (idem pour l'eau douce). Les sols (2 µg kg−1 en moyenne) le retiennent mal (dégazage, adsorption moyenne). Il est habituellement peu présent dans les sédiments (2 µg kg−1). Les essais d’adsorption/désorption répertoriés par l'INERIS donnent des Koc de 378 à 3 200 L kg−1,,. La Commission européenne (CE, 1996) a retenu une valeur de 1 320 L kg−1.

Bioaccumulation

Ses effets écotoxicologiques sont mal connus, mais il a été montré qu'il est bioaccumulable chez plusieurs espèces de poissons (ex : Cyprinus carpio, Pimephales promelas), moules (Mytilus edulis) et huîtres (Ostrea edulis).
Le naphtalène semble pouvoir être absorbé par les racines et feuilles des plantes, mais l'INERIS en 2005 n'a pas trouvé d'études sur ses effets ni sur d'éventuels facteurs de bioconcentration.

Dégradation

Compte tenu de sa structure chimique le naphtalène est réputé très stable.
Il semble très peu biodégradable en conditions normales. Un test standard n'a montré que 2 % de dégradation après 28 jours, mais des tests (non normalisés) laissent penser qu'il peut être rapidement biodégradé en conditions aérobies et dénitrifiantes lorsque mis en contact avec certains micro-organismes qui le font quasiment disparaître en 8 à 12 jours dans les meilleurs cas,,.
La Commission européenne (CE, 1996) a retenu une demi-vie de 150 jours dans les eaux de surface. Quelques tests (non normalisés) de biodégradéation en condition anaérobie et notamment dans les sédiments, laissent penser qu'il est stable dans ces conditions.

Toxicologie

Divers rapports de l'ATSDR (1995) et de l'Environmental Protection Agency aux États-Unis (1998) ont mis en avant plusieurs caractéristiques toxicologiques de ce produit (voir aussi le rapport INERIS « Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAPs) : Évaluation de la relation dose-réponse pour des effets cancérigènes - Approche substance par substance. Ils estiment que le naphtalène peut être absorbé et dans certains cas provoquer un empoisonnement via les tractus respiratoire et digestif ainsi qu'au travers de la peau en contact avec des draps ou vêtements traités par un anti-mite, notamment chez le nouveau-né. Dans l'organisme humain, on connait au moins deux métabolites stables du naphtalène ; le 1-naphtol et le 1,2-dihydro naphtalène diol. Selon l'INERIS, le naphtalène peut être méthylé en 1-méthylnaphatlène (peut-être moins toxique que le naphtalène) ou en 2-méthylnaphatlène. Il est majoritairement peu à peu éliminé en métabolites via les urines.

Les enfants sont plus sensibles à cette molécule. Les individus d’origine africaine et asiatique y sont plus sensibles en raison d'une déficience plus fréquente de l’enzyme G6PD.

Sources d'exposition des organismes vivants

Effet sur la santé

L'inhalation serait la première source d'exposition selon l'AFSSET qui notait en 2010 qu'on ne dispose que de rares données d'exposition (Ex : 7 % de 555 logements allemands étudiés de 2003 à 2006 avaient un taux de naphtalène dans l'air dépassant la limite de quantification (1 μg·m-3), sans toutefois dépasser 4,9 μg·m-3) .

Symptômes possibles ;

Valeurs seuil, valeur guide

Selon l'AFSSET, avant 2010, il n'y avait pas de valeurs de références existantes (VG et VTR)

En France, la VGAI long terme a été fixée par l'AFSSET (valeur pour 2010, à la suite d'une auto-saisine de 2004 de 2010) à : 10 μg·m-3 pour une exposition supérieure à un an

Notes et références

  1. (en) Hyp J. Dauben, Jr., James D. Wilson et John L. Laity, « Diamagnetic Susceptibility Exaltation in Hydrocarbons », Journal of the American Chemical Society, vol. 91, no 8,‎ 9 avril 1968, p. 1991-1998
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. « Naphthalene », sur Hazardous Substances Data Bank (consulté le 17 mars 2010).
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Voir aussi

Liens externes