Electrolyse

[invite46ac89b8]

Bonjour,

J'écris ce petit post car j'ai des soucis au niveau de l'electrolyse. Je voudrais récuperer l'oxygene et hydrogène (séparement).

Mon soucis n'est pas la récupération mais au niveau transformation.

J'ai fais de nombreux tester et tous on échoué. Au début j'utilisais des électrodes en cuivre qui me donnai une eau totalement boueuse et pas d'O2. j'ai aussi des problème au niveau électrique, voici mes questions :

- l'eau n'est pas assez conducteur, je rajoute du sel, est-ce correct?

- mon electrode coté O2, s'oxyde au lieu d'en rejeter, quel est la matière a utiliser? même du plaqué or s'oxyde...

Merci, ++
-----

[invite19431173]

Salut !

As-tu essayé électrodes de platine et acide sulfurique 1 M ?

[invitea724b912]

Le secret c'est d'utiliser des electrodes qui ne vont pas se transformer pendnat ton electrolyse, ce qui est le cas du cuivre qui s'oxyde assez facilement. Pour cela comme le conseil benjystar tu as le platine qui est le meilleur pour ça mais si tu n'en as pas tu peux essayer avec des electrodes en graphite. Normalement tu dois pouvoir en trouver facilement.

[invite46ac89b8]

Merci pour vos réponse.

On m'a déja parlé de la platine mais j'ai déja eu des echos comme quoi ca couterai encore plus cher que l'or.

Mais pourquoi le plaqué or s'oxyde? Pourtant l'or n'est pas sensé s'oxyder même si c'est plaqué non? j'avais testé avec une prise gros jack (son) plaqué or pour une meilleur connectivité, mais elle s'et oxydé en 5s!!!

Pour l'acide sulfurique, c'est pour augmenter la conductivité? Où peut-on en trouver et pour quelle quantité? Cela ne change-t-il pas la réaction?

Idem pour la platine et le graphite, où cela peut-il s'acheter?

En, tout ca, je suis partie de loin parce que la toute premiere fois, je m'était de l'alternatif dans l'eau avec des électrode en cuivre et sans sel.... mon variac est mort!

merci a +

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited7fcc952]

Attention, fais gaffe à ce que tu fais quand même, pasque avec le sel, tu es sur la bonne voie, jout d'un électrolyte et donc la conductivité va augmenter, mais à l'anode, tu vas oxydé les ions chlorure en dichlore et la ca pardonne pas....
donc essaye avec des sels de nitrate si tu veux, ou comme on te le conseille avec de l'acide sulfururique ( mais pas de l'acide chlorhydrique bien entendu...)sinon pour els electrodes, je ne sais pas trop puorquoi ton or s'oxyde, mais en ce qui concerne le plaitne, très bon résultats, et le graphite aussi....

[invite46ac89b8]

Merci quant1 mais y a t-il une limite de courrant en fonction de la matière de l'électrode, ou faut-il juste augmenter la surface?

[invited7fcc952]

En augmentant uniquement le courant , tu vas aussi augmenté la tension ( bétement loi d'ohm), et donc amener de plus en plus de réaction parasite ( qui peuvent etre dnagereuse, reduction des ions nitrates en dioxyde d'azote...), maisl e fait d'augmenter la taille des electrodes me semble une très bonne chose, a essayé...

[invite46ac89b8]

Alala, raté, ta perdu XD!!!

Je suis dans la branche électrique et je peut te dire qu'en augmentant le courrant, on n'augmente pas forcément le courrant! Pas grave, chacun son truc.

Car ce que tu a dis fonctionne pour quelque chose de résistif or, l'eau n'est pas qu'une résistance car elle transforme l'énergie électrique en energie qui sépare les molécules : il y a un f.e.m (force électromotrice). C'est de l'énergie électrique qui "s'en va" du circuit électrique pour changer de forme. Mais dans la réalité, une résistance a aussi une fem car une partie du courrant qui passe dedant se transforme en chaleur. ici on parle de perte car il n'y en a très peu mais dans un four où les pertes doivent être maximales, ici on parle de fem.

Voila pour le petit cour d'électricité, mais pour revenir, en augmentant la taille des électrodes on devrait normalement diminuer la résitance de l'eau sans changer la tension.

A confirmer...

[invited7fcc952]

OUlala, la tas piqué ma curiosité.... je veux en savoir plus, beaucoup plus surtout qu'il y a deux trois choses qui me parraissent un peu floues, comme augmenter le courant n'augmente pas forcément le courant?????!!!???!!???
Es tu bien sur que le courant va se transformer en autre chose???? un électron en energie???? On dit qu'il y a des surtensions un peu partout, au niveau des contacts, des electrodes, mais jamais vue de perte de courant ( en tous cas en chimie...)
Peux tu éclairer ma lanterne, et m'expliquer où mon raisonnement est faux.
Merci

[invite46ac89b8]

"courant n'augmente pas forcément le courant"

je crois que ya un petit soucis la!

c'est : courant n'augmente pas forcément la tension.

Il est vrai que U=RI en continu est parfois en alternatif.

Pour t'expliquer au mieu cette notion de fem, je vais prendre l'exemple type du moteur.

Dans un moteur, il y a des bobinages qui parcouru par le courrant créer des champ magnétique et les polarité de ces bobines changes mécaniquement en fonction de l'axe du rotor puisqu'en fait le but du moteur est que le rotor suivent le champ magnétique du stator or une fois qu'il est devant, il faut une inversion de polarité sinon il s'arrette devant lui. Donc dans le moteur, il y a une résistance interne du au fil de cuivre. cette résistance fait qu'elle chauffe quand elle est parcouru par un courrant : pertes!

Cependant, comme dit précédement, il y a des champs magnétiques qui passe entre le rotor et le stator. C'est champ magnétique sont généré par les bobines parcouru par un courrant. Logiquement, comme il y a transformation de l'énergie électrique en magnétique, il y aurra moi d'électricité et plus de magnétisme. D'où ma phrase quand je dit que l'énergie électrique "sort" du circuit electrique et se transforme en autre chose. Sans compter les pertes de l'air, l'énergie a la même puissance, c'est juste qu'elle n'est plus électrique. Donc cette perte d'énergie est une perte mais qui est ensuite récupérée par le stator alors que l'échauffement des fils ne fait que se dissiper.

Voici donc la notion de f.e.m et non de perte.

Revenon sur l'eau, il y a perte de chlaur dans l'eau et aussi une transformation d'énergie.

pardon pour les fautes et désolé de ne pas pouvoir entrer dans les détails par ce que je doit préparer mon BAC et tout mettre par écrit...

A bientôt

[invited7fcc952]

Ouille, je te souhaite bonne chance pour le bac, et j'aimerais bien continuer cette discussion plus tard, pasque pour moi tu te trompe sur beaucoup de chose, par exemple, on ne peut pas parler de puissance réactive, ce en quoi tu fais reference en parlant de perte lors de transformation en energie magnétique, de plus l'échauffement dont tu parle n'est que le résultat de la loi d'ohm, perte par effet joule."Sans compter les pertes de l'air, l'énergie a la même puissance": de plus cette phrase ne veut rien dire, quel perte de l'air? energie ou puissance?
Une force electromotrice, comme son nom l'indique est une force, et non pas une energie ou un travail( qui sont des force multiplié par un déplacement) , ce qui peut etre comparé uniquement à la tension.... et pas a des quelconques pertes "avec l'air"
Ben je te dis bonne chance pour ton bac, moi je vais réviser le capes de physique chimie, mes oraux sont la semaine prochaine.
a bientot

[Fajan]

Bon les jeunes... Inutile de voir l'électrolyse sous l'angle d'un physicien... c'est une méthode chimique...

Si tu veux produire de l'oxygène et de l'hydrogène il te faut des électrodes de platine ou d'un autre métal difficillement oxydable : or, etc. Le carbone fonctionne très mal pour produire de l'oxygène.

Si ta prise "jack" s'oxyde c'est que ce n'est pas de l'or pur ou alors il y a des parties qui ne sont pas en or...


Maintenant poussons un peu plus loins :

Le potentiel à appliquer lors d'une électrolyse est lié à 3 facteurs : la différence de potentiel entre l'anode et la cathode (lié aux espèces chimiques et aux réactions que l'on souhaite mettre en jeu), la résistance de la cellule et les surtensions.


"Le courant n'augmente pas toujours la tension" : L'affirmation est fausse...

Si l'on augmente le courant : le premier facteur (réaction chimique) peut ne pas varier : exemple on électrolyse des molécules A, et ses molécules A sont en très large suffisance pour assurer un courant plus grand, donc inutile d'augmenter le potentiel à ce niveau.

Deuxième facteur : la résistance de la solution : V = RI, donc si le courant augmente, ce facteur augmente.

Enfin : les surtensions sont très souvent liées à la densité de courant --> donc si le courant augmente , les surtensions aussi! et le potentiel de surtension idem!

Voila qui est sans doute assez technique... En esperant ne pas avoir paumé tout le monde

[invite46ac89b8]

Re, je vais répondre dans l'ordre,

merci pour la chance mais je viens juste d'arriver et c'est fini les épreuves xD!

Quand je parle de perte liée à l'air, croit moi, j'évite de parler de truc que je ne connait pas. Je parle ici de la permitivité magnétique de l'air. Plus les pôles sont éloignés plus il y a de pertes dans l'air. je n'ai plus les chiffres, qu'on peut retrouver facilement d'ailleur, mais la permitivité de l'air est 18 fois moins grande que celle du fer (je suis pas sur de la valeur). C'est pour ca qu'on mais un noyau dans les transformateurs. Et plus encore, le noyeau n'est pas qu'un bloc, c'est
un ensemble de toute petite lamelle colé et isolé ce qui évite les courrants de foucault. Pour dire que même avec des noyaux, ya des pertes, et ya aussi l'hystérésis a prendre en compte (saturation)

sinon, oui je confirme bien ce que j'ai di, les perte par effet joule sont du à la résistance des conducteurs, je ne parle ici que de puissance active.

Voila je crois avoir répondu à toutes nos divergences sur les pertes lié à l'air.

Pour Fajan, j'ai pas trop d'or chez moi en général mais du plaqué or fonctionne? ca s'oxyde pas un peu quand même?

On m'a di du grafite. C'est de la pierre non? ou des mines de crayon? C'est conducteur?

"Le courant n'augmente pas toujours la tension". Je suis désolé d'affirmer cela puisse que l'eau n'est pas qu'une résistance. Il y a une f.e.m et donc, l'équation n'est pas U=RI mais U=E+RI avec E la f.e.m en volt. je sais pas si vous les chimistes vous étudier beaucoup le courrant, donc je précise.

Et sinon, je ne comprend pas ta dernière phrase, quelle est la conclusion, il faut plus de courrant, de surtention, de densité? Je comprend pas bien.

Voila merci pour vos réponse et essayer de pas laisser de question plus haut sans réponse, c'est énervant de les remettre...

Merci a bientôt!

[invite46ac89b8]

désolé, je corrige quelque petit truc :

quand je parle de permitivité de l'air, c'est de la permitivité magniétique de l'air comme les pôles sont un peu séparé par de l'air, heureusement d'ailleur sinon ca frotte, il ya un peu de perte magnétique mais c'est pas le but du sujet, la je parlai de fem.

aussi, je rajoute aussi que la fem est en fait une transformation et transmission d'énergie, pour faire simple.

Dans un moteur, le stator attire le rotor, et dans l'eau cela créer une energie de "cassage" de molécule. Par contre dans l'eau, la réaction chimique est parfaite (sans perte) puisque l'électrode est directement en contact avec l'eau. mais il y a des pertes dans la résistance interne de l'eau (ca chauffe un peu).

[invite46ac89b8]

Pour l'équation de l'eau, si tu veux une preuve, c'est logique : si U=RI, ba ton eau ne ferait que chauffer du au perte alors où est la puissance qui casse les molécules???

[invited7fcc952]

cassage de molécule d'eau????? Il y a pas échauffement de l'eau, il y a réaction au niveau des électrodes, si echauffement léger il y a c'est due peut etre aux mouvements des ions en solutions. mais d'accord , tes deux electrodes jouent un léger role capacitif, as tu mesurer cette capacité? Negligeable, de plus tu travaille en continu, 1/(Cw) est donc nul, as tu des preuves de ceux que tu avance?

[invited7fcc952]

je voulais dire, "fem est en fait une transformation et transmission d'énergie, pour faire simple."

[invited7fcc952]

Enfin, pour clore cettte discussion, parce que je vois qu'on ne se comprendra pas, essaye de prendre contact avec une personne travaillant en electrolyse pur et dur, pour qu'il t'éxplique ce qu'il en est réellement, parce que tu ne peux vraiment pas raisonné comme tu le fait. tu résonne trop en physicien, alors qu'il y a des réactions chimiques la dessous, et en aucun cas de l'impédance complexe.....
bonne continuation

[Fajan]

Je suis d'accord avec Qent1... Je suis électrochimiste organicien, je bosse sur l'électrolyse de composés organiques dans des solvants non aqueux (qui ont des résistances énormes comparé à l'eau!) et je raisonne entant que chimiste et pas physicien... Mais au final tu dis la même chose que moi...

Il faut aller un peu plus loins que ce que l'on voit en cours...

Je vais essayer de faire simple :

Si j'électrolyse de l'eau, la différence de potentiel que je vais devoir appliquer entre mes deux électrodes (soit celle que je vais régler directement sur le générateur de courant continu) va dépendre de 3 facteurs :

La résistance du milieu (Er)

C'est la loi d'Ohm qui s'applique : Er=RI (où R= résistance et I= courant)

La réaction d'électrolyse (E)

C'est que tu appels "fem", c'est la différence de potentiel utile pour déclencher l'électrolyse du composé désiré. E=Ea-Ec (Ea= potentiel anodique et Ec = potential cathodique, ces deux derniers potentiels sont déterminés par la fameuse équation de Nernst)

Les surtensions (En)

Pour faire simple et résumé : très souvent, même si l'on applique le potentiel thermodynamiquement nécessaire à faire l'électrolyse, rien ne se passe, car cinétiquement la réaction est trop lente, même si le potentiel E est suffisant pour qu'elle se fasse. Il est nécessaire d'augmenter la valeur du potentiel E d'une valeur En (surtensions). Les surtensions sont proportionnelles à la densité de courant (courant / surface de l'électrode) ainsi qu'au matériau d'électrode.

En conclusion :

Eappliqué au générateur : Er + E + En

Donc si on augmente le courant, peu importe ce que l'on fait, Er et En vont augmenter (et parfois E aussi!)!

[invited7fcc952]

Entièrement d'accord avec toi Fajan, on applique des surtension, ca d'accord, mais ces srutension ne sont en aucun cas une perte energetique tant que le courant ne circule pas, on peut dire que simplement la force ( fem) doit etre plus important pour faire passer des electrons.( deviendra par la suite une simple perte par effet joules, puisque cette surtension n'est en fait rien d'a
le problème, c'est que après, si tu veux des réactions propre ( pas de réduction de sulfate, ou n'importer quoi d'autre) tu ne dois pas monter trop haut en tension, sinon tu met tes electrodes a des potentiels tellement elevé que ces réactions avant non faisable le deviennent.
Alors on va rebondir a une question posé précédement, que conseille tu fajan pour augmenter i sans augmenter E? augmenter la taille des electrodes est ce une bonne idée?

[invited7fcc952]

Entièrement d'accord avec toi Fajan, on applique des surtension, ca d'accord, mais ces srutension ne sont en aucun cas une perte energetique tant que le courant ne circule pas, on peut dire que simplement la force ( fem) doit etre plus important pour faire passer des electrons.( deviendra par la suite une simple perte par effet joules, puisque cette surtension n'est en fait rien d'autre qu'une résistance au passages des electrons)
le problème, c'est que après, si tu veux des réactions propre ( pas de réduction de sulfate, ou n'importer quoi d'autre) tu ne dois pas monter trop haut en tension, sinon tu met tes electrodes a des potentiels tellement elevé que ces réactions avant non faisable le deviennent.
Alors on va rebondir a une question posé précédement, que conseille tu fajan pour augmenter i sans augmenter E? augmenter la taille des electrodes est ce une bonne idée?

sorry, g tapé entré alors qu'il fallait pas...

[Fajan]

2 solutions : rendre le milieu plus conducteur ou augmenter la taille des électrodes! La deuxième solution est la plus intéressante. Mais typiquement, si l'on veut faire une électrolyse propre on fixe le potentiel et pas le courant.

[invite46ac89b8]

Ya encore des petites choses où je ne suis pas d'accord et d'autres où je suis septique. Mais bon, si on doit parler de ca tout le temps... en tout cas, c'était bien d'avoir chacun des éclairissements de l'autre.

Pour résumer pour lélectrolyse : Haute tension à éviter genre pas plus de 10V c'est bon? (valeur max que j'ai vu sur un électrolyseur)

Ensuite je met de l'acide sulfurique j'usqu'à un courrant d'environ 10A serait pas mal, il y aurarit un bon débit de gaz.

Pour les électrodes, vous ne m'avez pas répondu, la graphite, c'est la de la pierre, comme dans les mines de crayon? ca fonctionne?

Pour les surfaces des éléctrodes, pas compliquer de trouver la bonne taille, y suffit que la tension ne soit pas trop élevé sinon il y aurra de l'échaufement.

Je crois que c'est tout pour l'électrolyse.

En ce qui concerne le reste, le cassage de molécules si tu veux des preuve je n'en ai pas mais je résonne en logique : Si l'équation de l'eau est U=RI, si tu met de la tension, comme il y a une résistance et du courrant, il y aurra des pertes par effet joule qui ne sont pas la cause du cassage des molécules mais parcontre cet effet va juste faire chauffer l'eau (un peu, faut pas pousser!). Ensuite qu'est-ce qui permet de casser les molécules si ce n'est pas cet echauffement? C'est un travail, une fem d'où l'équation U=E+RI où E est ce travail.

Quand tu fait des pattes à l'eau, ton eau que tu chauffe, elle sélectrolyse? Non, elle est chaude et la réaction est qu'elle sévapore : pertes.

Ici, l'électrolyse casse les molécules et la réaction est la transformation en gaz avec des perte très négligable par effet joule.

Bref, sinon j'ai parlé avec mon prof de physique il y a quelques mois et il s'y connait un peu en chimie. Et en fait, je ne comprenai pas pourquoi l'électrolyse ne fonctionnai pas en alertnatif, parce que je lui disait U=RI. Et il m'a dis que en réalité il y avait 2 chose qui se passait, c'est l'échauffement car il y a R et un travail (réaction chimique). En alternative, a chaque permutation de polarité, les réaction chimique s'inverse donc en alertatif on peut dire que E=0 d'où U=RI mais en continu, la fem n'est pas nulled'où U=E+RI. la, je ne vois pas trop comment détailler d'avantage.... maintenant que l'on devrai être daccord sur cette équation, on peut en déduire d'elle et le U ne sert qu'à faire diminuer (de facon relative biensûr) la résistance de l'eau et que le courrant lui sert au augmenter la fem. Si tu veux encore des preuves, regarde les caractérisique des électrolyseurs voila les valeur en moyenne :

u=variable 0-10V en générale il recommande 3V pour une résistance comme l'eau.

sortie continu
I=50A!!!!!

Mon prof m'a aussi confirmer que c'est bien l'intensité qui électrolyse , la tension ne sert qu'à laisser passer le courrant.

Voila j'espère que nous sommes d'accord maintenant, noubliez pas mes question plus haut svp, merci!

a bientôt

[Fajan]

on est d'accord... U=RI + E c'est ce que je te dis quand je te dis que E=Er + E + En c'est exactement la même équation...

Tu ne peux pas électrolyser en alternatif pour une bonne raison (et pas une raison mathématique), si tu inverses tout le temps cathode et anode, tu finis par ne rien faire... Le produit réduit est immédiatement réoxydé etc.

Ce n'est ni la tension ni l'intensité qui electrolyse... C'est l'électrode (voir l'électron)...


Sinon oui tu peux prendre des mines de crayon c'est du graphite (du carbone). Mais avec 10A ton dégagement gazeux va être très très fort et tu vas désintégrer tes mines de carbone rapidement.

[invited7fcc952]

10A essaye( ca va etre dur sans avoir des tensions trop importantes), ca va aller vite fait le calcul, et donc à peu près 50mL de gaz par min, encore une fois, fais attention, pasque ca peut faire un très très gros boom, dans ma prépa, on a mélangé environ 10mL d'O2 pur avec 20mL de H2 pur, approche d'un corps incandescent, 2H2+O2=2H2O, le récipient ( biberon est partis a 2-3m.... fais attention avec ta quantité importante de O2 et de H2 que tu veux eléctrolyser...
sinon, je te conseille de prendre ton temps, et travaille avec des intensitée plus basse, de l'ordre de 1 A c'est déja conséquent, et ca t'évitera de travailler à trop haute tension ( 4-5V suffisent, je pensent largement),puisque après comme on te l'a déja dit tu risque d'oxyder ou réduire les sulfates ou les nitrates en solution.
PS: ne confond pas tous quand tu chauffe des pattes, tu apportes de l'energie thermique et pas electrique.)
Sinon, tu ne peut pas dire que E permet "le cassage des molécule" ( oxydation ou reduction) c'est I qui le fait. E permet juste, si tu veux à mettre tes électrodes à des états ( appelés potentiels) lui permettant de réagir par le biais de l'intensité.
bonne elctrolyse, et tiens nous au jus de tes résultats, si tu arrive à 10 A et avec quel tension.

[invite46ac89b8]

Bonjour.

Merci pour vos réponses et pardon pour cette petite absence.

Je suis content que nous soyons maintenant d'accord sur presque tout. Je m'éviterais de contredire, parce le forum va exploser la...

Alors sinon, pour l'intensité, mon prof m'a dit que c'était ça qui l'électrolysais . Enfin, il n'est pas non plus chimiste! xD

En ce qui concerne les mines de crayons, au lieu de prendre un crayon et un couteau et passer des heures à virer le bois, est-ce que les mines de crayons qu'on achète par petit paquet pour les compas fonctionnes? Elles ne sont pas un peu trop fines? Bizarre que du "cailloux" soit conducteur!

Pour l'électrolyse en alternatif, Il est vrai que ce n'est pas possible. Mon prof ma dis il y a longtemps que a chaque permutation de la tension, la réaction s'inversait donc aucun résultat! Mais il ma aussi démontré que en alternatif, dans ce cas, la moyenne de la fem est nul donc aucun travail (l'explication mathématique est donc possible).

Pour les 10A, je reconnais que c'est beaucoup mais je ne compte pas faire ca en continu (pas le courrant xD). Juste quelque seconde histoire de remplire des récipients.

Pour le danger, oui, j'ai déja fait l'expérience. 1 bouteille de 2 litre replis de O2+H2+un fusible avec fil apparent et un petit court-circuit pour "allumer le fusible" = BBOOOOUUUUUMMMmmmmm. AYE les oreilles. La bouteille a décollée au plafonds enfin bref, j'ai bien fallit me la prendre en pleine tronche.

Mon but n'est pas de faire ca : n'étant pas fumeur, ni toxico, ni drogé, et étant donc sain et malheureusement du genre dépressif, je cherchais un moyen de parvenir à ce problème sans dépendance et SEULEMENT à très petite dose biensûr.

SVP pas de commentaire médical, j'ai déja lu beaucoup de truc sur le fait de respirer de l'O2 pur, a petite dose, il n'y a absolument aucun problème. à forte dose, des petites inflammations sans gravité dans les poumons et tomber completement de fatigue. Mais je resterais stricetement aux petites doses.

Et sinon, pour l'H2 j'ai des projets de bricollage que j'ai remis très longtemps faute de moyen mais vu que je peut maintenant avoir de l'H2, les ballons sondes vont pouvoir s'envoler.....


Merci beaucoup, a bientôt

[Fajan]

tu peux faire une électrolyse avec un courant alternatif (j'en fais régulièrement) tu dois juste avoir un temps raisonnable avant l'inversion de la polarité.

[invite46ac89b8]

En effet, j'ai remarqué que même en alternatif 50Hz il y avait quelque petit dégagement gazeux. Ceci étant peut-être dû au fait que lorsqu'une bulle est créer, elle arrive parfois à s'éloigner suffisement de l'électrode pour ne pas qu'elle redevienne dans son état normal.

C'est correcte?

[invite46ac89b8]

Sinon, pour les mines de compas, ca fonctionnera?

[Fajan]

Si tu cherches des électrodes en graphite, je te conseille d'aller dans un magasin de loisirs créatifs ou autre, il doit y avoir pas mal de carbone...

Sinon oui tu peux utiliser des mines de compas ... Quoi que le graphite ca se trouve assez facilement il me semble...