Peroxyde de lithium

[Fabridi27]

Hey !
Quelqu'un sait combien de gramme de CO2 absorbe le peroxyde de lithium ? Et pourquoi les gens l'utilisent beaucoup en aéronautique et pas sur Terre pour trouver un "remède" au réchauffement climatique ? Serait-ce le coût ?
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[moco]

Le peroxyde de lithium est un composé très coûteux, de l'ordre de 1 euro le gramme. On l'utilise pour capter le CO2, avec lequel il réagit selon l'équation :
2 Li2O2 + 2CO2 --> 2 Li2CO3 + O2
Il faut 46 g de Li2O2 pour fixer 44 g de CO2.
A titre de comparaison, si on utilise le peroxyde ou l'hydroxyde de sodium pour faire le même travail, il faudrait 78 g de Na2O2 (ou 80 g de NaOH) pour fixer la même quantité de 44 g de CO2
On l'utilise en aéronautique pour deux raisons :1) il est extrêmement léger, 2) la fixation de CO2 libère de l'oxygène, ce qui est particulièrement favorable pour les astronautes qui doivent vivre longtemps en espace confiné.

[Fabridi27]

Ok merci, et il n'y a aucun moyen trouvé à ce jour pour recycler 2 LI2CO3 + O2 ?

[moco]

O2 ne se recycle pas. On l'utilise pour permettre aux astronautes de respirer plus longtemps dans leur capsule.
Quant à Li2CO3, on peut le transformer en LiOH par l'action de Ca(OH)2, et élimination par filtration de CaCO3 formé. Puis on transforme le LiOH formé en Li2O2 par l'action de l'eau oxygénée H2O2, suivi d'une calcination pour éliminer l'eau.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Fabridi27]

D'accord et ça ne rejette pas de CO2 ? Ce procédé prend du temps ?

[moco]

Bien sûr que ce processus prend du temps, un jour ou deux, selon les quantités à traiter. Mais il faudrait mettre le processus au point, ce qui devrait prendre plus de temps.
On dirait que tu n'as jamais fait de filtration, ni d'évaporation. Es-tu si novice en chimie ?

[Fabridi27]

Oui, je suis en 3ème secondaire (système Belge) donc je viens à peine de commencer les cours de chimie à l'école.
Qu'entendez-vous par "mettre le processus au point" ?
En gros, je participe à un concours pour l'école et je voudrais fabriquer une petite machine qui transformerait le CO2 en une substance non polluante. J'ai fait beaucoup de recherches et je suis tombé sur le Li202. Comme il a des propriétés qui permettent "d'absorber" le CO2 et de se recycler je me disais qu'il pourrait me servir pour faire ça. Pourriez-vous m'aider ?

[moco]

Si tu veux capter du CO2, il y a des produits tout aussi efficaces que Li2O2 , et qui ne coûtent presque rien. Alors que Li2O2 n'est pas un produit commercial. Donc tu devrais le fabriquer, ce qui n'est pas aisé.
Le plus simple est d'utiliser de l'eau de chaux. C'est une solution d'hydroxyde de calcium Ca(OH)2, qu'on appelle souvent simplement chaux éteinte. C'est un produit peu dangereux, qui ne coûte presque rien, et qui n'a qu'un seul désavantage : il n'est pas très soluble dans l'eau. Il ne s'en dissout que 1.3 gramme par litre. Tu devrais en trouver dans les produits de ton école. Si tu n'en trouves pas, tu peux utiliser du ciment ordinaire, ou du ciment prompt. C'et égal. Le ciment est formé de silicate de calcium accompagné d'un certain pourcentage de Ca(OH)2. Or le silicate de calcium n'est pas soluble dans l'eau. Donc si tu mets l'équivalent de deux à trois cuillères à soupe de ciment dans une bouteille de Coca pleine d'eau, et que tu secoues énergiquement, tu obtiendras de l'eau de chaux, après avoir attendu que le ciment tombe au fond. Tu pourras toujours transvaser cette eau dans un autre flacon. Il est probable que le reste de ciment se prendra peu à peu en une masse solide au fond de ton flacon de Coca. Tant pis : il est perdu ! Avec ton eau de chaux récupérée, tu peux vérifier qu'elle capte le gaz carbonique CO2.
Tu prends un chalumeau ou une paille, et tu souffles dans un verre à moitié rempli de cette eau de chaux, limpide au départ. Tu verras bientôt qu'elle se trouble, et qu'il se forme du carbonate de calcium CaCO3 blanc et insoluble. C'est le gaz carbonique contenu dans l'air sortant des poumons qui produit cette réaction. Si tu veux, tu peux filtrer ce carbonate de calcium, et le récolter. Il n'y en aura pas beaucoup. L'équation de formation est : Ca(OH)2 + CO2 --> CaCO3 + H2O
Variante : Tu peux aussi mettre une bougie de réchaud au fond d'un bocal genre pot de confiture vide, qui se ferme avec un couvercle. Et verses de l'eau de chaux dans ton bocal, pour en avoir une épaisseur de l'ordre de 1 centimètre. Tu allumes ta bougie, et tu fermes le flacon. Au bout de une à deux minutes, la bougie s'éteint, car elle a consommé tout l'oxygène présent. Essai e de faire tourner très doucement ton flacon pour que le liquide mouille un peu l'intérieur du bocal, mais sans renverser la cire de la bougie. Tu verras bientôt que l'eau de chaux se trouble, et plus nettement qu'avec l'essai précédent. L'idéal serait d'ouvrir rapidement le bocal, d'enlever rapidement la bougie avec une pince, sans renverser le flacon, puis de refermer le couvercle, et d'agiter très énergiquement, pour que l'eau de chaux se répande partout. Elle se trouble très nettement.
Variante : Tu ajoutes un peu de vin rouge à ton eau de chaux, qui prendre une teinte gris-vert. Quand toutes les molécules de Ca(OH)2 ont réagi, la solution redevient rougeâtre. Il est évident que si tu disposes d'un indicateur comme le bleu de bromothymol, ou la phénolphtaléine, c'est plus net.

Et si tu veux récupérer ta chaux, il suffit de prélever le carbonate de calcium, de le sécher et de le chauffer à 1000°C, ce qui est plus facile à dire qu'à faire. Tu régénéreras la chaux sous forme d'oxyde CaO, qui se transforme en Ca(OH)2 au contact de l'eau.

[Fabridi27]

T'inquiète pas, j'y ai penser à l'eau de chaux j'y ai même réfléchi beaucoup mais il se trouve que d'une part, ce que je veux faire c'est une sorte de petite machine (ou grande) qu'on mettrait sur le pot d'échappement d'une voiture et qui transforme le CO2 rejeté en quelque chose de non polluant mais il se trouve que l'eau de chaux n'est pas assez efficace et si je veux réutiliser l'eau de chaux pour former un cycle (ne pas devoir remettre de l'eau de chaux) et bien il faut faire tout un processus qui prend du temps et ce ne sera pas du tout rentable vis-à-vis de la transformation du CO2. Ensuite j'ai été intéressé pas le Peroxyde de Lithium (qui est très efficace), donc je voulais trouver un processus qui me permettrait de recycler très vite le peroxyde de lithium ont le CO2 a déjà été fixé. Mais tu me dis que ça prend des jours, hors moi, j'ai besoin de quelques minutes, voir de secondes...

Aurais-tu une idée ?

En tout cas merci beaucoup de ton aide c'est super sympa !

[moco]

Ce n'et pas interdit de rêver. Mais si ce que tu imagines était réalisable, il y a déjà longtemps que cela aurait déjà été fait et commercialisé. Il n'y a hélas pas de miracle. Le CO2 n'est pas cyclable ! Rien à faire ! Il est irrécupérable. Avec ou sans peroxyde !

[Fabridi27]

Je le pense bien, c'est un peu ce que les gens essayent de faire ! Mais petit fou que je suis, je me disais que je pourrais y arriver.
J'explique le projet:
Ce que nous voulons faire c'est une invention qui va permettre de réduire voire éliminer le CO2 par certaines utilisations (les voitures, les usines, les cheminées de maisons). Nous essayons donc un moyen de "réduire" la sortie de CO2 par les pots d'échappements de voiture, les cheminées de maison et les cheminées d'usines... Pour les cheminées de maison et d'usine, il y 'a beaucoup plus de place donc ce sera plus facile. J'ai fais beaucoup de recherche, j'en ai parlé avec ma prof (qui n'essaye pas énormément de m'aider) et j'en suis arrivé au peroxyde de lithium, je m'en fous que ce soit cher à la limite car mon but n'est pas de créer l'invention mais de la présenter... J'ai entendu parlé de peroxyde de sodium et d'hydroxyde de sodium qui apparemment se comporterait de la même façon face à la fixation de CO2, est-ce vrai ?

Qu'en pensez-vous ?

[moco]

Bien sûr. Les composés de sodium sont 10 à 100 fois moins chers que ceux de lithium. Tu peux essayer avec le peroxyde de sodium, ou avec l'hydroxyde de sodium. Mais attention. Ces composés sont délicats à manipuler. Si tu te mets du NaOH sur les doigts, ta peau sera attaquée, et tu sentiras qu'elle devient d'abord glissante comme pas possible, et on n'arrive presque pas à s'en débarrasser en lavant à l'eau. Ensuite elle se transforme en une sorte de pâte gluante. Et sur les muqueuses, c'est terrible. J'ai connu un élève qui avait avalé par erreur un peu d'une solution diluée de NaOH. Il a aujourd'hui un oesophage artificiel.
Attention à ne pas gicler de la poussière de soude NaOH par le gaz sortant de ton pot d'échappement. Sinon, tu auras des dégâts. Je n'ose pas penser à l'état de ton nez si tu respires de cette poussière. Et tu auras finalement la police à tes trousses. Sans compter que ton maître sera poursuivi en justicei, pour t'avoir autorisé à faire cet essai.

[Fabridi27]

Au moins c'et clair !
Donc d'après-vous aucun moyen d'arriver à faire mon projet ? Même pour la cheminée de maison et d'usine (vu qu'il y a plus de place c'est peut-être plus facile non ?) ?

[moco]

Je n'ai jamais dit qu'il n'y a aucun moyen d'arriver à faire ce projet. En fait, je n'en sais rien. Je ne sais même pas comment je mènerais ce projet à bien, si j'étais à ta place. Tout ce que je t'ai dit, c'est d'être extrêmement prudent dans la manutention de NaOH. Mais, en tout cas, moi je ne m'y lancerais pas, dans ce projet. Si tu tiens à risquer ta peau, libre à toi. Je t'aurais averti. Et comme je te dis, l'adulte responsable de toi risque d'avoir des ennuis avec la justice.
Si tu veux mettre des pastilles de NaOH dans ta cheminée, il va rapidement y avoir des coulées et des traînées de NaOH dans le canal de ta cheminée, et tout en bas aussi. Et NaOH attaque et détruit efficacement tout ce qui est en aluminium. Est-ce que tu imagines laver des coulées de NaOH ? Avec quoi ? Avec les mains ? Bon courage !

[Fabridi27]

Je ne dis en aucun cas que je vais utiliser le NaOH, je ne compte d'ailleurs pas le faire, mais je voudrais réussir mon projet même si ce n'est que diminuer le CO2, je ne sais juste pas comment m'y prendre. Y'a-t-il moyen de rendre le processus de recyclage de peroxyde de lithium beaucoup plus rapide ?
Je pose beaucoup de question c'est vrai désolé mais il ne me reste plus qu'un mois pour finir le projet (pas le fabriquer, juste la théorie)...