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Perchlorate

Perchlorate [1]
Image illustrative de l’article Perchlorate
Image illustrative de l’article Perchlorate
Structure et dimensions, et modèle 3XD de l'ion perchlorate
Identification
Nom UICPA Perchlorate
No CAS 14797-73-0
No ECHA 100.152.366
DrugBank DB03138
PubChem 123351
SMILES
InChI
Apparence poudre blanche
Propriétés chimiques
Formule ClO4−
Masse molaire 99.451 g mol-1
Propriétés physiques
T° fusion Se décompose de façon exothermique avant de fondre vers 321,9 à 476,9 °C
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
modifier Consultez la documentation du modèle

L'anion perchlorate ClO4−, ou tétraoxochlorate, est principalement présent dans des sels (perchlorates), notamment dans le perchlorate d'ammonium, de potassium, de magnésium, ou de sodium[2], vendus sous des formes diverses, essentiellement depuis les années 1940.
Le perchlorate d'ammonium NH4ClO4 est très utilisé comme oxydant dans les munitions d'armes à feu, comme propulseur solide de missiles et de roquettes. On le trouve aussi dans les feux d’artifice ou encore pour produire le gaz qui doit gonfler instantanément les coussins gonflables (airbags) en cas d'accident. Ils sont aussi utilisés pour le traitement des cuirs (tannage et finition).
Les perchlorates, en tant que propulsifs (propergol composite à perchlorate d'ammoniums ou de potassium principalement) solides stables et sûrs, sont devenus dans les années 1950 un produit stratégique pour les militaires et la conquête de l'espace. Les boosters de la fusée Ariane utilisent par exemple du perchlorate d'ammonium coulé en Guyane dans les propulseurs vides[3].

Naturellement très rares dans les minéraux, les perchlorates commercialisés sont fabriqués à partir de chlorate de soude[4]. Leurs propriétés physiques et chimiques ont été très étudiées, dès le début du XXe siècle[5] par les chimistes pour les producteurs de propulseurs, poudres et explosifs et sont pour cette raison assez bien connues au moins depuis le milieu du XXe siècle[6]. Il a été étudié et utilisé comme médicament, bien avant qu'on ne s'intéresse à d'éventuels effets environnementaux[7] ou aux moyens d'en épurer les eaux qu'il a contaminées[7].

L'ion perchlorate est goitrogène et toxique. Sa toxicité s'exerce notamment via la glande thyroïde[8], en tant que perturbateur endocrinien de l'axe hypothalamo-hypophyso-thyroïdien chez l'animal et chez l'Homme[9] (mais pas à faible dose chez l'adulte en bonne santé selon une étude de Braverman et al. (2004)[10]). On sait depuis les années 1950 que l'inhibition compétitive de l'absorption d'iodures par les cotransporteurs sodium/iode (NIS) dans la thyroïde par le perchlorate semble être le facteur-clé expliquant les séquelles neurologiques et néoplasiques potentielles [11],[12],[13],[2] ; A forte dose, l'inhibition de l'absorption d'iodure conduit à des baisses ultérieures de T4 et T3[14], pouvant elles-mêmes causer des déficits neurologiques irrécupérables.

Leur usage s'est banalisé, au point qu'ils sont devenus un problème environnemental important dans plusieurs grandes régions du monde. Détectés en 1997 dans plusieurs réserves d’eau dans l’ouest des États-Unis[15] ils ont provoqué une crise locale de l’eau potable[16]. Ils font maintenant partie des polluants et contaminants émergents, de plus en plus souvent trouvé dans les eaux, sols, plantes produits alimentaires et dans le lait humain aux États-Unis et dans le monde[17]. Ceci pose des défis importants sur le plan de la remédiation[18] et peut-être phytoremédiation[19].
Les ions perchlorate persistent dans l'environnement (nappes et eaux de surface notamment) durant des décennies[20]. Ils peuvent affecter la santé, même à faible dose. Leur effet inhibiteur de la production de certaines hormones thyroïdiennes (qui contribuent à réguler le métabolisme et la croissance) est connu depuis de nombreuses années, en faisant d'ailleurs un des moyens (sous forme de perchlorate de potassium) de traitement de l’hyperthyroïdie, avec quelques cas de thyrotoxicose[21].

  1. ↑ « Perchlorate - PubChem Public Chemical Database », The PubChem Project, USA, National Center for Biotechnology Information
  2. ↑ a et b Erreur de référence : Balise <ref> incorrecte : aucun texte n’a été fourni pour les références nommées EPA2002Review
  3. ↑ Capcom EspaceCSG ; L'Usine Propergol Guyane ; 32 segments EAP, soit 3000 tonnes de propulsifs permet le décollage de 8 lanceurs par an
  4. ↑ Canexus, Fiche Chlorate de soude, Canada
  5. ↑ George Frederick Smith, A study of the perchlorates of the alkali and alkaline earth metals, their preparation, solubilities, and use in quantitative analysis ... 1923 ; 34 pp
  6. ↑ Schumacher, J. C., Ed., Perchlorates-their properties, manufacture and uses; ; Reinhold Publishing Corporation: NewYork, 1960, (réimprimé en 2011, sous (ISBN 1245186337 et 9781245186339), 276 p)
  7. ↑ a et b Lawrence E. Matthews 2011, Perchlorates : Production, Uses and Health Effects ; Nova Science Pub Incorporated; 1 janv. 2011 ;359 pages
  8. ↑ Crump, K. and Goodman, G. (2003). Benchmark analysis for the perchlorate inhibition of thyroidal radioiodine uptake utilizing a model for the observed dependence of uptake and inhibition on iodine excretion. Prepared for J. Gibbs, Kerr-McGee Corporation. January 24, 2003 (presentation at the Fifth Meeting on Assess the Health Implications of Perchlorate Ingestion, July 29-30, 2004, Washington, D.C.)
  9. ↑ Brabant, G.P., Bergmann, P., Kirsch, C.M., Kohrle, J., Hesch, R.D., von zur Muhlen, A. 1992. Early adaptation of thyrotropin and thyroglobulin secretion to experimentally decreased iodide supply in man. Metabolism 41(10):1093-1096.
  10. ↑ Braverman, L.E., He, X., Pino, S., Magnani, B., Firek, A. 2004. Effects of low dose perchlorate on thyroid function in normal volunteers [abstract]. Thyroid 14(9):691.
  11. ↑ Halmi, N. S., R. G. Stuelke and M. D. Schnell (1956), "Radioiodide in the thyroid and in other organs of rats treated with large doses of perchlorate." Endocrinology 58(5): 634-50.
  12. ↑ Wolff, J. (1964). "Transport of Iodide and Other Anions in the Thyroid Gland." Physiol Rev 44: 45- 90.
  13. ↑ Carrasco, N. (1993). "Iodide transport in the thyroid gland." Biochim Biophys Acta 1154(1): 65-82. Cass, L. A., S. A. Summers, G. V. Prendergast, J. M. Backer, M. J. Birnbaum and J. L. Meinkoth (1999). "Protein kinase A-dependent and -independent signaling pathways contribute to cyclic AMPstimulated proliferation." Mol Cell Biol 19(9): 5882-91.
  14. ↑ Greer, M.A., Goodman, G., Pleus, R.C., Greer, S.E. 2002. Health effect assessment for environmental perchlorate contamination: The dose response for inhibition of thyroidal radioiodide uptake in humans. Environ. Health Perspect. 110:927-937.
  15. ↑ Richardson, D.S. et A.T. Ternes, Water analysis : Emerging Contaminants and Current Issues, Anal. Chem., 2005, 77, 3807-3838.
  16. ↑ Wu, J., Unz, R.F., Zhang, H. et B.E. Logan, Persistence of Perchlorate and the Relative Numbers of Perchlorate- and Chlorate-Respiring Microorganisms in Natural Waters, Soils, and Wastewater, Biorem. J., 2001, 5 (2), 119-130.
  17. ↑ Baohua Gu, John D. Coates ; Perchlorate: environmental occurrence, interactions and treatment, Ed : Springer ; 2006, e- (ISBN 0-387-31113-0) ([avec Google book])
  18. ↑ Damian, P., Pontius, F.W., 1999. From rockets to remediation: the perchlorate problem. Environ. Prot. 20, 24±3
  19. ↑ Nzengung, V., Wang, C., 2000. Influences on phytoremediation of perchlorate-contaminated water. In: Urbansky, E.T. (Ed.), Perchlorate in the Environment, Chapter 21. Kluwer/Plenum, New York
  20. ↑ source :EPA "Perchlorate is exceedingly mobile in aqueous systems and can persist for many decades under typical groundwater and surface water conditions", in Notice EPA ; Peer Review of EPA Draft Human Health and Ecological Risk Assessment of Perchlorate ; 2002/02/01
  21. ↑ Barzilai D, Sheinfeld M 1966 Fatal complications following use of potassium perchlorate in thyrotoxicosis. Isr J Med Sci 2:453–456 (Résumé)
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