Reduction de AlCl3 par un alcalin

[invitef24945ea]

Bonjour à tous !


J'ai essayé de reproduire la méthode qui a permis la découverte de l'Aluminium au milieu-fin du XIXeme siècle. Cela commence par une analyse historico-théorique. Wöhler avait réduit (en chauffant) AlCl3 avec du Potassium, et avait obtenu des résultats mitigés (énormément d'impuretés). Sainte-Claire Deville a repris cette expérience en remplaçant le Potassium par le Sodium, et la réussite a été bien plus grande.

Toutefois, selon le diagramme d'Ellingham tracé à l'aide des équations suivantes, on obtient une incohérence.

2 Na (s) + Cl2 (g)→ 2 NaCl (s) DrG°1(T) = - 822 400 + 181,5 T J.mol-1
2 K (s) + Cl2 (g) → 2 KCl (s) DrG°2(T) = - 873 400 + 187,3 T J.mol-1
⅔ Al (s) + Cl2 (g) → ⅔ AlCl3 (s) DrG°3(T) = - 470 000 + 168,0 T J.mol-1


La droite 2K/2KCl est légérement en dessous de celle de 2Na/2NaCl, donc le potassium devrait légèrement mieux réagir. Je me demandais si le problème pouvait venir de l'évaporation des composés K et Na (aux alentours de 800-900°C), mais le changement de pente est quasiment identique pour les deux composés (S°(gaz) des composés sont très voisins).

D'où vient l'incohérence ? Y a-t-il quelque chose que je n'ai pas compris au niveau des diagrammes d'Ellingham?

Merci d'avance !

( Je ne savais pas si ce message avait plus sa place ici ou dans la section "TIPE", alors, dans le doute, je l'ai mis dans les deux forums )
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[moco]

Les diagrammes d'Ellingham doivent être traités avec prudence. Ils ne donnent aucune indication sur la cinétique d'une réaction d'abord. Ensuite, ils ne donnent aucune information sur la présence et la concurrence d'autres réactions en parallèle. Et je pense aux réactions d'oxydation de l'aluminium. Tu sais sans doute que l'aluminium réagit très vite avec l'oxygène de l'air, eet forme une couche d'oxyde transparente, étanche et adhérente. les difficultés de Wöhler avec le potassium viennent peut-être de ces réactions secondaires. K forme KO₂ avec l'air, et Na forme Na₂O₂.

[invitef24945ea]

K forme KO2 avec l'air, et Na forme Na2O2.

Woo, tu es sûr de ça ? J'aurais plutôt imaginé Na₂O et K₂O (pour l'oxyde de potassium, je sais pas, mais je me rappelle mon prof de chimie hallucinant en voyant mon diagramme d'Ellingham avec des espèces folkloriques telles que NaO, Na₂O₂ (superoxyde de sodium)... ).

Sinon, oui, en effet, l'aluminium se recouvre d'oxyde d'aluminium (alumine) au contact du dioxygène quasi-instantanément (d'ailleurs il y a une expérience marrante à faire : faire chauffer un fil d'aluminium aux alentours de 700°C, et, alors qu'il fond, il s'entoure d'une gangue protectrice, l'oxyde d'aluminium (T_fus = 2300°C selon mes vagues souvenirs) qui retient la goutte d'aluminium !)

En tout cas, merci de ta réponse ; je comptais m'appuyer sur les problèmes de cinétique et d'oxydation pour expliquer pourquoi la manip n'avait pas vraiment réussi, je n'ai qu'à utiliser la même excuse pour l'aspect théorique !

Merci beaucoup =)

[moco]

Hélas, hélas. Les oxydes logiques K₂O et Na₂O sont presque impossibles à fabriquer.
Et quand on brûle K et Na à l'air, il se forme les oxydes *impossibles" KO₂ et Na₂O₂. Ils contiennent des ions impossibles, comme O₂^- et O₂^2-. Tu peux vérifier dans les encyclopédies, ou dans le Cotton et Wilkinson !

[A voir en vidéo sur Futura]