Représentation planétaire de l'électrolyse

[Csl]

Bonjour à Tous !

Tout nouveau parmi vous, je me présente :
Je m'appelle Alain, 57 ans, ingénieur en électronique à la retraite.

Electronique ? Rien à voir avec la chimie donc !

Doublement exact, et je vais dire même plus : je n'y connais strictement rien.

Nous sommes un petit groupe qui, par l'intermédiaire d'un forum (comme celui-ci), travaille sur le sujet des énergies renouvelables, plus précisément sur la production autonome d'hydrogène.
Bien sûr, tout de suite, il est fait le lien avec le célèbre (mais encore inexistant) "moteur à eau".
Peu importe ce qu'on peut en penser, l'important n'est pas que ce moteur à eau puisse exister ou non un jour, car de toute façon, si oui,, il n'en serait qu'une des nombreuses applications.

Je reste persuadé qu'une production d'hydrogène autonome, c'est-a-dire à la demande, sans stockage, est parfaitement réalisable. Trouver le moyen de séparer un atome d'un autre (résumé très raccourci) est... ce que vous faites toutes les minutes de votre vie, triturant (et martyrisant) ces pôôvres petites bébêtes !!

Je redeviens sérieux...

Donc, après moult essais totalement infructueux, j'ai décidé de commencer par ce que j'aurai du faire dès le départ : commencer par le début !
Si nous voulons travailler avec l'atome d'hydrogène... commençons d'abord par le connaitre, savoir comment il vit et comment il réagit.

Et ce n'est qu'après, peut-être, que nous pourrons avoir l'idée d'une mise en pratique afin de concrétiser ce projet.

Mais notre future application ne se veut pas un ersatz de l'électrolyse qui a démontré son manque de rendement.
Je m'intéresse quand même au détail de son fonctionnement parce que dans cette réaction, il y a justement une séparation moléculaire, et qu'il me faut en comprendre le plus précisément possible son mécanisme pour éventuellement pouvoir rebondir à partir de cette base.

C'est donc pour cela que je fais appel à des professionnels, si vous acceptez bien entendu.

Afin d'éviter d'écrire un message de 10 pages, j'ai rédigé un petit document résumant mes "questions" :
Fichier à télécharger : Questions sur l'électrolyse.pdf
(pour vous, b.a.ba de la chimie, un retour aux sources en quelque sorte !)
Si l'un de vous pouvait me (nous) apporter cette grande aide, ce serait super.

Dans mon titre, j'ai employé le terme "Représentation planétaire". Il me semble que c'est votre expression lorsque vous "dessinez" molécules et atomes sans employer de formules ? Ca tombe très bien !!!
Surtout continuez ainsi avec moi, j'arriverai à comprendre, enfin, peut-être un tout petit peu !

Merci d'avance.

Cordialement.

@++

P.S. : Si possible, merci de me faire grâce des réponses habituelles :"C'est idiot, ça ne pourra jamais marcher, c'est prouvé" ou "Mais nombre de labos beaucoup plus compétents et mieux équipés planchent déjà dessus"... tout cela je le sais.
Supposons simplement que je sois un étudiant en chimie (tout petit) désirant approfondir mes connaissances et qui vous pose donc cette question.
Car reconnaissez que votre opinion personnelle, certes louable puisque motivée, sur les énergies renouvelables ou d'un quelconque et hypothétique moteur à eau, n'a quand même strictement rien à voir sur le fait que vous puissiez répondre ou non.
Je me suis permis cette petite précision uniquement pour gagner du temps et éviter que la discussion (éventuelle) ne se résume qu'à un débat d'idées.
-----

[Csl]

Re bonsoir,

Je n'ai pas trouvé le bouton "Edité""...

Pour télécharger le fichier, il faut cliquer sur le lien "Download" en bas et à gauche du document lorsqu'il s'affiche.

Petite précision rajoutée parce que l'hébergeur Esnips n'a pas indiqué un affichage très clair à ce sujet.

@++

[Fajan]

Je te répondrai en détails demain si personne ne l'a fait d'ici là car là je reviens d'un congrès où je n'ai dormi que 2h la nuit , dur dur

[Fajan]

1- L'ion de sodium est bien solvaté par des molécules d'eau, mais il n'entre pas de manière "physique" dans l'électrolyse, car l'électrode, dans l'eau, n'a pas l'énergie suffisante que pour transférer un électron au sodium. Le sodium est néanmoins attiré par attraction électrostatique vers la cathode et entraine avec lui l'eau.

Il ne faut pas non plus voir l'électrode comment ayant des électrons "en attente" à sa surface. Il n'y en a pas. Le transfert d'électron est un processus concerté, l'électron est arraché à l'anode et passe vers la cathode. Il n'y a pas de stockage réel.

2- Mais la molécule d'eau qui va être électrolysée n'a aucun besoin d'avoir été transportée par le sodium, en général c'est une molécule d'eau "simple" proche de l'électrode, qui est électrolysée.

3- Un électron est apporté à la molécule d'eau non dissociée pour former une entité extrêmement instable que l'on peut appeler un radical anion H2O^-*, cette espèce se décompose ensuite en radicaux H^* et en ion HO^-. Le radical H^* est peu stable, il va soit former un lien avec le métal de l'électrode (ceci dépend de la nature de l'électrode bien sûr) soit former un dimère avec un second H^* pour former de l'hydrogène gazeux H₂

On peut voir la même chose avec une molécule de H₃O⁺, on éjecte alors une molécule d'eau et une de H^*


A- l'ion sodium ne doit pas forcément toucher l'électrode, il ne doit rien faire de spécial, il n'a pour but que d'augmenter la conductivité du milieu.

B- il n'y a pas d'électrons qui sont émis par un atome d'hydrogène...

C-D Ajouter un électrolyte porteur comme un sel de sodium va rendre le milieu conducteur pour une raison simple : Lorsque l'on fait une électrolyse, la solution doit rester neutre électriquement (c'est globalement vrai mais c'est totalement faux aux alentours des électrodes mais n'entrons pas dans ces détails). S'il n'y a pas d'électrolyte support, la seule manière de créer des charges qui vont venir compenser celles issues de l'électrolye est de forcer une autoprotolyse de l'eau et donc de former des H3O+ et OH-. C'est possible, mais ça demande une énergie électrique énorme!

Quand on ajoute un sel de sodium NaX, les ions Na+ et X- (un anion monovalent par exemple) vont pouvoir venir neutraliser la solution au sens électrostatique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Csl]

Bonjour Fajan,

Et tout d'abord doublement merci de ta réponse.
D'abord parce que très rapide et qu'ensuite, jusqu'à maintenant, tu as été le seul à m'avoir répondu de façon simple et en faisant en sorte que je puisse comprendre (car depuis quelques jours, je commençais à désespérer des chimistes !! ).

Et correction de ma part : je n'ai jamais voulu dire bien sûr que les électrons "attendent", tels dans une salle d'attente, sur l'électrode. J'avoue que je me suis un peu laissé aller en employant une expression incorrecte comme si j'étais avec d'autres confrères à discuter à bâtons rompus sur un projet par exemple, et allant vite dans la formulation d'un point peu essentiel à ce moment.

Tu m'as appris, en simplement quelques phrases, beaucoup de choses.
Il va néanmoins falloir que je "décode" aussi certains termes et expressions pour pouvoir comprendre tout à 100%.

Si tu es d'accord (et disponible) je me permettrai de revenir donc dans quelques temps.

Encore merci.

Très cordialement.

@++

[Fajan]

pas de problèmes!

Alors comme tous les chimistes et électrochimistes, j'ai "menti" en disant que les électrons n'attendaient pas. Ca arrive en effet à certains moment de l'électrolyse. En effet, le courant d'électrolyse est composé de deux facteurs importants : le courant capacitif et le courant faradique.

Ce dernier est le courant dû à l'électrolyse d'un composé, alors que le courant capacitif vient du fait que l'électrode se "polarise" et qu'il faut un certain courant pour la charger, comme un condensateur. Mais ce dernier courant ne dure que très très peu de temps, il décroit de manière exponentielle