Electrolyse d'eau salée

[invitede62f971]

Bonjour,

J'ai un petit problème pour une réaction d'électrolyse d'eau salée (H₂O + NaCl)
Lorsque qu'on électrolyse cette solution sans membrane, quel réaction se produit ?
H₂O + NaCl -> NaOCl + H₂

Mais normalement cela ne devrait-il pas produire du dichlore + du dihydrogène + du dioxygène ?
H2O + NaCL -> H2 + O + Cl2
Mais de ce cas là que devient Na?

Parce que dans l'électrolyse au sel des piscines, on produit de l'hypochlorite de sodium (NaOCl qui se transforme après en soude et acide hypochloreux)
NaOCl + H2O -> NaOH + HOCl

Alors quelle réaction se produit vraiment ?
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[moco]

Tu es au moins le dixième qui pose la même question, qui veut faire le même essai et qui ne comprend pas ce qui se passe.
Pour la xième fois, je vais répéter ce qui se passe. En solution NaCl n'existe plus. Il est transformé en ions Na+ et Cl- qui sont indépendants les uns des autres, qu'il y ait électrolyse ou pas.
A l'anode (pôle +), les ions chlorure Cl- cèdent leur électron en trop et forment deux par deux du chlore élémentaire Cl2 (appelé parfois dichlore). C'est un gaz relativement bien soluble dans l'eau.
A la cathode (pôle -), les ions Na+ s'accumulent aux alentours, mais ne se déchargent pas comme on pourrait le croire. Non, c'est l'eau qui reçoit les électrons selon l'équation : 2 H2O + 2 e- --> H2 + 2 OH-. Il se forme du gaz H2 qui se dégage sous forme de petites bulles. Il se forme donc des ions OH- en solution qui neutralisent électriquement les ions Na+ qui s'y trouvent. Donc dans un premier temps, il se forme du gaz H2 à la cathode et Cl2 à l'anode. L'ennui, c'est que le Cl2 se dissous dans l'eau et finit par rencontrer les ions OH- créés à la cathode. Et quand Cl2 rencontre les ions OH-, il se produit la réaction :
Cl2 + 2 OH- --> ClO- + Cl- + H2O
que tu peux écrire sous forme moléculaire si tu préfères :
Cl2 + 2 NaOH --> NaClO + NaCl + H2O

Ceci dit, tes équations sont toutes fausses. OUblie-les vite !

[invitede62f971]

Oui mais ceci dit lorsque le dichlore rencontre l'eau, il ne se passe pas la réaction suivante : Cl2 + H2O -> HOCl + HCl
Et puis pour ainsi dire, il ne devrait pas avoir de dégagement de O2 ?

[moco]

La réaction que tu cites n'est pas impossible. mais c'est un équilibre et il est fortement déplacé vers la gauche en solution neutre. Par contre en solution faiblement basique les HCl et HClO sont transformés en NaClO et NaCl selon l'équation que j'ai données.
C'est comme ta réaction de formation de O2. Elle existe, et elle est considérée comme une réaction secondaire dont l'importance est en général négligée. L'industrie de fabrication de l'eau de Javel (solution de NaClO) a cherché par tous les moyens de minimiser cette réaction secondaire, et elle y est parvenue en développant des électrodes au ruthénium, qui ne produisent presque pas de gaz O2.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitede62f971]

Donc cela veut dire qu'en solution faiblement basique (produite par la soude), il se passe la réaction suivante : HOCl + HCl + 2Na -> NaCl + NaOCl + H2 ?
Je suis vraiment désolé si mes équations sont fausses, je suis en 5ème donc c'est pas encore très évident pour moi.

[moco]

Aïe, aïe, aïe ! Il ne se forme jamais de Na lors de l'électrolyse d'une solution de NaCl. Jamais ! Et jamais non plus de Na lors de l'électrolyse de n'importe quel composé de sodium en solution. C'est toujours H2O qui prend le relais, avant que Na+ ne se décharge.

[invitede62f971]

Mais alors quelle est l'équation bilan depuis le début car j'avoue être un peu perdu...

[Sethy]

J'ai peur d'écrire une bêtise, mais en résumé, je pense qu'on arrive à ceci :

NaCl + H2O > NaOCl +H2

[moco]

Si on admet qu'il y a des intermédiaires, c'est vrai qu'on peut résumer l'ensemble du processus par :
NaCl + H2O --> ... --> ... --> NaClO + H2

[invitede62f971]

Donc si je résumé avec l'aide des différents réponses, cela donne :
2Cl- -> Cl2 + 2e-
2H2O + 2e- -> H2 + 2OH-
Cl2 + 2(Na+ + OH-) -> (Na+ + ClO-) + (Na+ + Cl-) + H2O
Donc :
Cl2 + 2NaOH -> NaClO + NaCl + H2O
Dichlore + Soude -> Hypochlorite de sodium + Chlorure de sodium + Eau

Cette équation bilan est-elle juste ?

[moco]

C'est juste. Mais tu ne fais que recopier ce que j'ai dit plus haut.

[invitede62f971]

Merci beaucoup de l'aide que vous m'avez apporté, c'est que je n'avais pas compris la transformation de NaCl en Na+(aq) et Cl-(aq) ainsi que la réaction d'oxydo-réduction.
Encore merci

[invite0324077b]

il faut voir que dans une piscine c'est très dilué : et que le chlore est très soluble dans l'eau

le chlore commence donc par se faire dissoudre dans l'eau sans faire de bulle , et il a tout son temps pour rencontrer ce qu'il faut pour faire de l'hypochlorite

pour faire des bulle de chlore il faut prolonger l’électrolyse dans un bac de sel concentré et faire plus de chlore qu'il ne peut s'en dissoudre dans l'eau ... et eviter que la soude formé a l'autre électrode s'approche