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Hypochlorites et eaux de Javel : unités de concentration, préparation des solutions désinfectantes
version 2002

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les différentes formes commercialisées d'eau de Javel

L'eau de Javel est rencontrée sous différentes formes, y compris dans les usages domestiques. Chaque forme présente des avantages et inconvénients qui dépendent de l'utilisation de la solution. On trouvera :

• eau de Javel à 100°chl (usage industriel)
• eau de Javel à 48 ou 50°chl
• des berlingots à 36°chl (9,8 %chl)
• des flacons à 9°chl (2,75 %chl)
• des "comprimés" d'eau de Javel

Quelques exemples de formes de commercialisation trouvées au supermarché : (cliquer pour agrandir)

bidon de 2 L

bidon de 5 L

berlingot

pastilles non disponible

Les comprimés sont des pastilles de dichloroisocyanurate de sodium réagissant avec l'eau pour donner de l'hypochlorite et de l'acide cyanurique (ne présentant aucun rapport avec les cyanures...) selon la réaction suivante (que l'on peut évidemment écrire sous d'autres formes en fonction du pH) : (formule : catalogue Aldrich-Sigma) Autre nom : Sodium dichloro-S-triazinetrione (CAS 2893-78-9) d'après bernard tailliez. VOIR

L'acide cyanurique obtenu a peut être un effet antiseptique. Il n'est pas mentionné par les fabricants donc peu probable.

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les unités

Les différentes unités rencontrées ou possibles sont :

par rapport à la teneur en chlore

• le degré chlorométrique (français) : une solution à 1° chlorométrique (1°chl) libère 1 litre de dichlore gazeux (en Conditions normales de température et pression soit 0°C et 101,3 kPa) par litre, soit 44,64 mmol de dichlore gazeux (en considérant le dichlore comme un gaz parfait). La réaction chimique considérée est la suivante :

  2 H⁺ +Cl^- + ClO^- --> Cl₂ + H₂O

  Cette libération suppose la réaction d'une quantité suffisante d'acide chlorhydrique. Le degré chlorométrique anglosaxon est probablement exprimé par kg. CETTE UNITÉ EST ABANDONNÉE EN 2001 LES EAUX DE JAVEL FRANÇAISES SERONT EN % DE CHLORE ACTIF.

• une expression en pourcentage de chlore actif (%Cl.actif) : cette expression d'origine anglosaxonne représente la masse de dichlore formée à partir de 100 g de produit. Elle est liée au fait que le stockage du chlore passait par un solide avant que l'on ne maîtrise le stockage du gaz. Le solide le plus courant était l'hypochlorite de calcium (Ca²⁺, 2 ClO^-). On trouve aujourd'hui dans tous les supermarchés, une forme solide consituée de pastilles de dichloroisocyanurate de sodium.

  1 g de dichloroisocyanurate de sodium libère 0,3 g de chlore actif.

• une expression en ppm : cette expression anglosaxonne donne la quantité de produit en masse par unité de masse multiplié par un million. 1 ppm représente donc 1 mg par kg. Ici, en considérant que la masse volumique des solutions diluées est de 1 kg.dm^-3, cette mesure équivaut pour 1 ppm à 1 mg.dm^-3 de dichlore libérable. Une solution à 1 % est donc à 10 000 ppm par Litre.
• la concentration massique en dichlore libérable

par rapport à la teneur en hypochlorite

• la concentration molaire en hypochlorite : c'est bien évidemment la solution la plus conforme à la logique chimique d'aujourd'hui.
• la concentration massique en hypochlorite
• la concentration massique en hypochlorite de sodium

Tout le problème est de savoir quelle unité utiliser. En bons chimistes, il pourrait sembler qu'une expression molaire (en mmol.dm^-3 par ex.) serait la bonne... L'Europe a choisi, en 1994, l'expression anglosaxonne en pourcentage de chlore actif.

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conversions entre les unités

Les premières expressions ne posent guère de problèmes de conversion. En considérant le dichlore comme un gaz parfait, une solution à 1° chlorométrique est, dans les conditions normales de température et de pression, à 44,6 mmol.dm^-3 d'hypochlorite, donc à 3,16 g.dm^-3 en Cl₂, à 2,30 g.dm^-3 en ClO^-, et à 3,32 g.dm^-3 en Na⁺,ClO^-.

L'expression en pourcentage de chlore actif est plus délicate à manipuler car la référence est massique et non plus volumique : la masse volumique de la solution intervient donc...

Sur les emballages on trouvera l'expression suivante : 36 °chl. correspondent à 9,82 % de chlore actif mais on ne pourra pas en déduire qu'1° chl. correspond à 0,27 % de chlore actif car il n'y a pas proportionnalité.

Il faut donc connaître la relation entre masse volumique et concentration pour convertir °chl en % qui de plus, peut varier selon les matières premières utilisées car il existe deux matières premières différentes :

• la solution d'hypochlorite de type 50°chl. (13 %) contenant l'hypochlorite de sodium et le chlorure de sodium en quantités équimoléculaires. Les concentrations calculées dans l'article sont basées sur ce produit... sans que l'on puisse savoir lequel est réellement utilisée par le distributeur !
• la solution d'hypochlorite de type 100°chl (24 %) contenant plus d'hypochlorite de sodium que de chlorure de sodium du fait de l'élimination d'une partie du chlorure de sodium. Sa masse volumique est donc plus faible à degré chlorométrique égal...

(sources : Chambre syndicale de l'eau de Javel)

Voici les courbes tracées d'après les mêmes sources (voir tableau en fin d'article)

Le tableau nous permet de déterminer approximativement la masse volumique des solutions d'eau de Javel (préparées à partir de la solution à 50°chl.) en supposant la masse volumique égale à la densité à 20°C :

• 12,5 % = 48°chl. : masse volumique = 1,216 kg.dm^-3
• 9,82 % = 36°chl. : masse volumique = 1,162 kg.dm^-3 (nouvelle forme de commercialisation)
• 3,61 % = 12°chl. : masse volumique = 1,054 kg.dm^-3
• 2,74 % = 9°chl. : masse volumique = 1,040 kg.dm^-3 (nouvelle forme de commercialisation)

On en déduit, à partir des données précédentes,
que la solution d'eau de Javel à 36° chlorométriques libère 114,1 g de dichlore par dm³ donc pour 1,162 kg.
100 g libèrent 9,8 g de dichlore, donc que le % de chlore actif est de 9,8 valeur égale aux 9,8 % annoncés.

De la même façon, la solution d'eau de Javel à 12° chlorométriques est à 3,61 % soit 3,6 %.

Le tableau ci-dessous rassemble les différentes données pour la conversion entre unités et permet d'effectuer facilement les calculs nécessaires POUR DES SOLUTIONS DILUÉES :

• 40 g de NaClO soit 537 mmol de ClO-
• 32 g de NaCl soit 548 mmol de NaCl
• 0,6 g de NaOH soit 15 mmol de NaOH
• 1,1 g de Na2CO3 soit 10,4 mmol de Na2CO3

Elle est donnée à 3,6 % ce qui est conforme au calcul précédent.

Compléments : outils de calcul :

Voici des polynomes permettant de faire les conversions. Au dessous de 1°chl ils ne sont pas garantis valides. Mais à des concentrations inférieures à 1 on peut considérer la masse volumique de la solution à 1 kg/L et alors °chl et %chl sont proportionnels. Les polynomes sont du 3° degré donnant les y en fonction des x selon les valeurs suivantes :

• pour des solutions de concentration supérieure à 1°chl (0,32%)

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comment préparer les solutions en 2002 ?

Pour préparer une solution à 0,94 % (3°chl) :

• à partir de berlingots du commerce (250 cm³ à 9,8 % ou 36°chl.) il suffira donc de verser le contenu du berlingot dans 2,75 dm³ d'eau.
• à partir de la solution à 2,75 % (9°chl) il suffira de verser 330 cm³ dans dm³ L d'eau.

Il reste à déterminer les concentrations obtenues à partir des pastilles du commerce qui représentent une solution intéressante pour la préparation des solutions. Il semble (d'après un fabricant) qu'un comprimé soit à 1,5 g de chlore actif, soit 211,5 mmol d'hypochlorite. Un comprimé dans un litre donnera donc une solution à 4,5°chl. et 1 comprimé dans 1,5 litre une solution à 3°chl.

Pour un autre fabricant il faut 7 pastilles dans 1 dm³ pour obtenir une solution à 12°chl. Une pastille contiendrait donc 76 mmol d'hypochlorite. Pour départager il faudra doser... ou obtenir des renseignements plus précis. Un article du Concours médical cité plus loin donne 0,3 g de chlore actif par comprimé.

L'utilisation de l'eau de Javel ainsi préparée, que ce soit à partir de berlingot ou de pastilles, doit tenir compte de la perte progressive d'activité, de l'action éventuellement destructrice des ajouts (contenus des pipettes par exemple), toutes choses qu'il n'est pas facile d'appréhender...

Les calculs précédents doivent donc tenir compte de l'imprécision liée à l'instabilité de l'eau de Javel !

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comment désinfecter ?

La littérature (Chimie appliquée : Lessives, antiseptiques, désinfectants de J. STEYAERT au CRDP de Grenoble) donne les valeurs suivantes :

• effet bactéricide à 0,005 % soit 0,015 °chl. (5 mg de chlore actif par litre),
• virulicide à la même concentration (sauf pour le Poliovirus II), fongicide à 0,05 % soit 0,15° chl. (0,5 g de chlore actif par litre), et
• sporulicide à 0,5 % soit 1,5° chl. (5 g de chlore actif par litre).

Il semble que l'on puisse conseiller une eau de Javel à 1 % soit 3° chl. pour cet usage (éventuellement à 0,5 % ou 1,5 °chl.).
La solution de DAKIN est à 5 g de chlore actif par litre soit 0,5 % ou 1,6°chl. Elle est préparée par dissolution, dans 1 dm³ d'eau froide bouillie, de 15 g d'hydrogénocarbonate de sodium, de 10 mg de permanganate de potassium et d'eau de Javel en quantité suffisante pour obtenir 5 g de chlore actif.

Un article de I. Muranyi-Kovacs (INSERM) et P. de Micco (Hôpital Salvador Marseille) donne des indications plus précises à partir desquelles le tableau suivant est réalisé. Il tient compte de deux situations, surface propre et surface contaminée par des matières organiques car il ne faut pas oublier que l'hypochlorite est détruit par les matières organiques... (ce que l'on peut traduire par "l'activité antimicrobienne est diminuée en présence de matières organiques")

Pour les virus HIV et HBV, les auteurs précités indiquent que la neutralisation d'une goutte de sang contaminé par HIV est réalisée en 2 minutes avec un volume équivalent d'eau de Javel à 10 g.dm^-3 alors qu'il faut 20 minutes pour le HBV.

Il ne faut pas oublier enfin la toxicité de l'eau de Javel, le danger de l'addition d'acide qui libère le dichlore gazeux, et l'inutilité du mélange avec un autre antiseptique.

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conserver l'eau de Javel

(d'après document Société des produits chimiques HARBONNIÈRES)

L'eau de Javel se détruit de quatre façons :

• par carbonatation par le dioxyde de carbone de l'air qui provoque une diminution du pH.
• par effet de la lumière.
• par action de l'hypochlorite sur les impuretés provenant de l'emballage ou de l'eau de dilution.
• par décomposition naturelle dépendant de la température et de la concentration. Une augmentation de 5°C accélère la vitesse de la réaction de décomposition par 2.

Il est facile de compenser les trois premières voies mais la dernière est incontournable.

Voici quelques données numériques sur la décomposition en fonction du temps de l'ion hypochlorite :

On remarquera donc qu'il convient de conserver l'eau de Javel au frais pour limiter sa destruction spontanée. L'eau de Javel diluée semble d'ailleurs moins sensible à cette réaction.

ANNEXES

Documents Chambre syndicale nationale de l'eau de Javel :

Désinfection des surfaces et du matériel : l'eau de Javel face au virus du sida (travail établi d'après les travaux de l'INSTITUT PASTEUR

tableau de correspondance des solutions selon les matières premières utilisées.

		Hypochlorite classique	Hypochlorite classique	Hypochlorite 100°chl	Hypochlorite 100°chl
degré chl (litre de chlore par litre)	chlore actif en g par L	densité moyen-ne	% chlore actif	densité moyen-ne	% chlore actif
1	3,17	1,004	0,32	1,004	0,32
2	6,34	1,009	0,63	1,007	0,63
3	9,51	1,013	0,94	1,011	0,94
4	12,68	1,018	1,25	1,014	1,25
5	15,85	1,022	1,55	1,018	1,56
6	19,02	1,027	1,85	1,022	1,86
7	22,19	1,031	2,15	1,025	2,17
8	25,36	1,036	2,45	1,029	2,47
9	28,53	1,040	2,74	1,032	2,77
10	31,70	1,045	3,03	1,036	3,06
11	34,87	1,049	3,32	1,040	3,35
12	38,04	1,054	3,61	1,043	3,65
13	41,21	1,058	3,90	1,047	3,94
14	44,38	1,063	4,18	1,051	4,22
15	47,55	1,067	4,46	1,054	4,51
16	50,72	1,072	4,73	1,058	4,79
17	53,89	1,076	5,01	1,061	5,08
18	57,06	1,081	5,28	1,065	5,36
19	60,23	1,085	5,55	1,069	5,63
20	63,40	1,090	5,82	1,072	5,91
21	66,57	1,094	6,09	1,076	6,19
22	69,74	1,099	6,35	1,079	6,46
23	72,91	1,103	6,61	1,083	6,73
24	76,08	1,108	6,87	1,087	7,00
25	79,25	1,112	7,13	1,090	7,27
26	82,42	1,117	7,38	1,094	7,53
27	85,59	1,121	7,64	1,098	7,80
28	88,76	1,126	7,88	1,101	8,06
29	91,93	1,130	8,14	1,105	8,32
30	95,10	1,135	8,38	1,108	8,58
31	98,27	1,139	8,63	1,112	8,84
32	101,44	1,144	8,87	1,116	9,09
33	104,61	1,148	9,11	1,119	9,35
34	107,78	1,153	9,35	1,123	9,60
35	110,95	1,157	9,59	1,126	9,85
36	114,12	1,162	9,82	1,130	10,10
37	117,29	1,166	10,06	1,134	10,34
38	120,46	1,171	10,29	1,137	10,60
39	123,63	1,175	10,52	1,141	10,84
40	126,80	1,180	10,75	1,144	11,08
41	129,97	1,184	10,98	1,148	11,32
42	133,14	1,189	11,20	1,152	11,56
43	136,31	1,193	11,43	1,155	11,80
44	139,48	1,198	11,64	1,159	12,04
45	142,65	1,202	11,87	1,163	12,27
46	145,82	1,207	12,08	1,166	12,51
47	148,99	1,211	12,30	1,170	12,73
48	152,16	1,216	12,51	1,173	12,97
49	155,33	1,220	12,73	1,177	13,20
50	158,50	1,225	12,94	1,181	13,42
51	161,67	1,229	13,16	1,184	13,66
52	164,84	1,234	13,36	1,188	13,88
53	168,01	1,238	13,57	1,192	14,10
54	171,18	1,243	13,77	1,195	14,33
60	190,20	-	-	1,217	15,63
93	294,81	-	-	1,309	22,52
100	317,00	-	-	1,320	24,02

(la colonne 4 est obtenue en divisant la 2 par la 3 et par 10, la colonne 6 en divisant la 4 par la 5 et 10, et la 2 en multipliant la 2 par 3,17.)

Le tableau Excel correspondant est disponible en téléchargement en cliquant ci-après : télécharger le fichier excel.

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Articles de journaux

L'eau de Javel va fêter ses deux siècles d'existence. Elle demeure l'un des désinfectants les plus actifs. Rien ne lui résiste, pas même le virus du Sida.

Cette vieille dame est là, disponible à tout moment, irremplaçable. Les habitants de la région de Belfort, dont les nappes phréatiques ont été polluées a la suite des inondations, viennent d'en faire l'expérience: il leur a été conseillé de verser deux gouttes d'eau de Javel dans leur carafe d'eau pour s'affranchir de tout danger digestif.

Déjà, durant la Première Guerre mondiale, le Colonel Bruneau Varilla, directeur du service des eaux de l'armée de Verdun, avait eu recours à l'eau de Javel. Ne disposant plus d'eau potable, il mélangea un petit stock d'eau de Javel à l'eau de la Meuse pour abreuver ses troupes assiégées. C'est depuis cette date que l'on appelle cette opération « procédé de verdunisation ».

Ces vertus désinfectantes ne furent mises en évidence que de longues années après la découverte de l'eau de Javel qui a son origine dans le blanchiment des toiles. C'est en s'intéressant au laborieux travail des lavandières que le chimiste Berthollet put, au début des années 1790, démontrer que cet effet blanchissant était dû à l'oxygène de l'air.

17 ans plus tôt Schelle avait découvert un gaz verdâtre résultant de l'action de l'acide muriatique sur le bioxyde de manganèse.

A la manufacture des produits chimiques qui était installée sur le site de l'actuel quartier de Javel, Berthollet fabriqua l'hydrochlorite de potassium qui reçut dès sa naissance le nom d'eau de Javel.

Ce n'est qu'en 1811 que Gay-Lussac et Thénard découvrirent que le gaz verdâtre était un élément chimique qui reçut le nom de chlore (en grec: jaune verdâtre). C'est au début du 19e siècle que le pharmacien Labarraque mit au point une «liqueur» qui n'était en fait que de l'hypochlorite de sodium. Plus tard, d'autres solutions plus complexes furent créées à partir de l'eau de Javel dont certaines comme la liqueur de Dakin, sont toujours en usage. Mais si l'on sait depuis longtemps que l'eau de Javel est une excellente arme de guerre anti-bactériologique, on connaissait moins en revanche son mode d'action.

Il a fallu un microscope électronique explique le Dr André Dodin, professeur à l'Institut Pasteur pour démontrer l'action de l'eau de Javel à faible dose sur les micro-organismes. La membrane des germes est comme une sorte d'enveloppe qui les protège des agressions. En présence d'eau de Javel, cette membrane éclate presque instantanément, ce qui détruit le germe qu'il soit bactérie ou virus.

In vitro, avec une dilution au centième d'eau de Javel du commerce, toutes les bactéries sont détruites en 30 secondes.

Aux doses utiles, l'eau de Javel est sans danger pour l'homme. C'est à l'hôpital que le risque infectieux est le plus élevé. Sur 10 sujets hospitalisés, on estime qu'un contractera une infection au sein même de l'hôpital. L'infection hospitalière qui tue plus que la grippe, la tuberculose ou le sida, résulte essentiellement de quatre facteurs:

• l'ensemble architectural avec ses circuits «propre» et « sale » qui ne sont pas toujours suffisamment séparés
• l'état des malades fragilisés, donc réceptifs aux germes
• les actes techniques eux-mêmes de plus ne plus audacieux
• la place faite à l'hygiène très inégale d'un établissement à l'autre

Pour diminuer les risques d'infections, il ne suffit pas de nettoyer, il faut désinfecter. Parmi tous les désinfectants disponibles, l'eau de Javel est un produit actif aussi bien sur les bactéries, que sur les champignons, les Ïufs et les kystes de parasites, les virus les plus résistants tels que ceux des hépatites.

(Yves Buisson, professeur agrégé à l'hôpital d'instruction des Armées du Val-de-Grâce et chef du laboratoire de biologie clinique)