Eau de javel + acide -> Cl2

[melimelo35150]

Bonjour à tous,

Je travail sur les dégagements de chlore en industrie suite à des mélanges acide + eau de javel. d'après une publication des Techniques de l'ingénieur, il n'est pas possible d'avoir de dégagement de chlore pour un pH de solution >3 (cf diagramme potentiel pH du chlore). Après calculs, il s'avère que quand on déverse de l'acide dans l'eau de javel il faut une certaine quantité d'acide versé pour abaisser le pH et obtenir du chlore gazeux (dégagement non-immédiat).

J'ai réalisé des test en laboratoire et là : dégagement de chlore instantané même en pH basique. J'ai effectué mes tests avec HCl CH3CO2H et H3PO4.Je n'arrive pas à faire corréler mes résultats expérimentaux avec la théorie.
Comment le chlore peut-il être libéré même en milieu basique ?

Pouvez-vous m'aider s'il vous plait ?
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[mach3]

d'une part un diagramme potentiel-pH vaut pour une concentration donnée, par exemple, ici :

http://www.sciences-en-ligne.com/DIS.../pot_ph_cl.htm

on postule une concentration de chlore totale de 0,1M, ce qui limite le domaine de Cl2 gazeux en-dessous de pH=2,2.

Selon la concentration, le domaine de Cl2 gazeux est susceptible d'être plus ou moins étendu en pH. Vous devez ré-établir ce diagramme vous-même en fonction des concentrations auxquelles vous travaillez.

D'autre part, dans un diagramme potentiel-pH il s'agit de domaines de prédominance, c'est à dire que Cl2 est potentiellement présent dans tous les domaines mais ne prédomine que dans son domaine (les atomes de chlore sous forme de dichlore représente plus de la moitié des atomes de chlore présent en solution). Cela signifie qu'un dégagement de dichlore reste possible même en dehors de son domaine de prédominance : il suffit juste que la concentration molaire de dichlore en solution dépasse 0,1M à 20° ou 0,08M à 30°. Si vos solutions sont molaires en chlore total ou plus, il suffit donc qu'un cinquième des atomes de chlore soit sous forme de dichlore pour que vous ayez un dégagement gazeux.

m@ch3

[melimelo35150]

Merci pour votre réponse,

Effectivement je travail sur des solutions de javel à 13% en chlore actif donc nettement supérieur à 1M. J'ai trop rapidement négligé les "traces" qui dans mon cas ne le sont pas au vu des concentration et des quantités mises en jeux. Je vais revoir mon raisonnement.

Merci beaucoup !

[Chalco]

De plus, quand vous versez de l'acide dans de l'eau de Javel, à l'endroit où tombe l'acide, la solution est très concentrée en acide. Il daudrait verser une goutte de javel dans un milieu tamponné à pH 3.

[A voir en vidéo sur Futura]

[melimelo35150]

En effet, j'ai envisagé les réactions de surface pouvant avoir lieux.
Cependant mon modèle d'étude concerne la mauvaise attribution d'un produit (acide ou javel) lors du remplissage d'une citerne contenant acide ou javel. Le remplissage de la cuve se fait par le biais d'un tube plongeur et le remplissage se fait donc par le fond de la cuve. Ainsi, il ne devrait pas y avoir de réaction de surface car le milieu serait homogène ?

[mach3]

ça ne change rien, quand la première goutte de l'un entrera en contact avec le résidu de l'autre, il y aura forcément, même si ça peut être très bref une zone hétérogène où les concentrations ne seront pas du tout représentative du global.

Une possibilité je pense pour faire les prédictions approchées est de considérer les deux milieux pouvant être mélangés par erreur, par exemple A de concentration CA et B de concentration CB, et ce qui se passe dans une solution contenant A et B aux concentration CA et CB. Cela simulera très bien le cas extrême du contact entre les solutions de A et de B : au point de contact les concentrations de A et de B ne peuvent excéder celles des solutions qui se mélangent. Si une solution de A et de B aux concentration CA et CB est stable (pas de dégagement gazeux), alors l'ajout d'une solution de A de cette concentration CA dans une solution de B de cette concentration CB ne devrait pas causer de dégagement gazeux.
Petit bémol, cela ne prend pas en compte une éventuelle énergie de mélange qui pourrait, par élévation momentanée de température, causer un dégagement malgré tout (la solubilité du dichlore dépend de la température, les potentiels redox également).

m@ch3

[melimelo35150]

Merci pour ces conseils.

Je vais continuer mes expériences en laboratoire afin de recueillir une base d'informations expérimentales plus conséquente.

Encore merci.

[Sethy]

De toute manière, mélanger des solutions concentrées d'eau de javel avec des acides est à risque et devrait être proscrit comme méthode de traitement.

La moindre variation de conditions de réaction entrainera de-facto un incident, si pas un accident.

Le responsable du process, ou à tout le moins, le responsable sécurité devrait s'y opposer.

[melimelo35150]

Cette étude est justement réalisée en relation avec le service HSE et a pour objectif de quantifier, prédire et limiter les accidents sur site. Le mot d'ordre de ces études est donc bien : la sécurité.