Exercice de chimie minérale
Bonjour,
s'il vous plaît j'ai besoin d'aide pour résoudre cet exercice
a-Quel volume de H2 peut on produire par électrolyse de 1m3 d'eau à 25 degré Celsius et à 1atm ?
b-Calculez l'énergie nécessaire en Kilowattheure pour réaliser cette électrolyse avec une tension de u=2.2v
c-Quel est le rendement énergétique sachant que la valeur d'enthalpie de formation de l'eau est égale à -285.2 kilojoule/mole ?
la première question est déjà résolue
électrolyse d'eau correspond à sa transformation en H2+1/2 O2
a-à une pression constante : V/T=constant ce qui implique que V1/T1=V2/T2
V2=V1*T2/T1
On a 18 gr d'eau donnent 22.4*298/273 L de H2
1m3 d'eau =10 puissance 6 gr d'eau
donc 1m3 d'eau donne V(H2)=22.4*298*10^6/18*273=1360m3
la Forum n'est pas là pour faire le travail à ta place. Il est là pour aider ceux qui essaient de résoudre un problème, qui buttent sur un obstacle, et pour les aider à franchir cet obstacle. Mais il n'est pas question que nous fassions tout et toi rien. Alors, essaie de faire quelque chose. Dis nous où tu t'accroches. On t'aidera à aller plus loin.
Merci monsieur pour votre intervention je vais tenter encore d'en résoudre
seulement ce qui m'a bloqué c'est qu'il n'a pas une relation directe avec le cours dont le thème est l'oxydoréduction (loi de NERNST, diagrammes de LATIMER, FROST et POURBAIX )
Peut on considérer que la tension donnée est le potentiel de réaction et que l'énergie à calculer est l'enthalpie libre ?
et puis delta G=-n*F*E avec n : le nombre d’électrons échangés
- Pour faire l'électrolyse d'une mol d'eau tu as besoin de réaliser le bilan : 1H2O -> H2 + 1/O2 soit en regardant de plus près :
oxydation de H2O en O2 selon H2O -> 1/2O2 + 2H+ +2e-
réduction de H2O en H2 selon 2H+ +2e- -> H2 ( je suppose qu'on fait l'electrolyse de l'eau additionnée d'acide )
Il faut donc 2 mol d'electrons pour décomposer 1 mol d'eau . 2 mol d'électrons ont une charge de 2 Faraday soit 2*96500C
- l'énergie electrique necessaire pour décomposer 1 mol d'eau est donc 2*96500 *ddp ( avec une ddp de 2,2 V )
... à toi de continuer ... attention l'energie electrique se calcule d'abord en J ... à convertir, en kWh
Re : exercice de chimie minérale
merci beaucoup c'est exactement ce que j'ai deviné mais en prenant en compte 4 électrons échangés alors que c'est faux puisque mon hypothèse correspond à l'oxydation de 2 moles de H2O
savez-vous comment se calcule le rendement énergétique ? je vous remercie encore
L'enthalpie de formation de l'eau est l'enthalpie de la réaction H2 + 1/2O2 -> H2O donc l'enthalpie de décomposition de l'eau est l'inverse. Je suppose que tu dois comparer cette enthalpie ( rapportée à 1m3 d'eau ) à l'energie lectrique necessaire pour décomposer l'eau mais je ne sais pas comment on va définir, exactement, le rendement énergétique.
Pour électrolyser de l'eau, il faut un minimum thermodynamique donné par la différence des potentiels redox, donc 1.23 Volt. Si on électrolyse avec plus de 1.23 V, cela va plus vite, mais l'énergie supplémentaire est perdue en chaleur. Donc si ici on travaille avec 2,2 Volt, le rendement est de 1.23/2.2 = 56 %
bonjour
je suis d'accord avec vous monsieur Jeanne et je vous remercie
puisque le dioxygène et le H2 sont des corps simples alors que l'enthalpie de la réaction est celle de la formation d'eau, mais ça se diffère en signe selon le sens de la réaction qui détermine la position d'eau comme étant décomposée ou formée.
l'essentiel c'est qu'on doit prendre en compte le 1m3 d'eau qu'on a, c'est donc 10^6 /18 moles de H2O
