Estimation production d'H2 et O2

[pbou]

Bonjour,

Malgrès mes 46 ans, je suis nouveau sur ce forum et un grand néophyte en électro-chimie. Mais voilà, par curiosité, je cherche à produire par électrolyse de l'H2 pour gonfler un sac poubelle et le voir flotter dans l'air... Ce n'est pas exceptionnel mais cela suffirait à satisfaire ma curiosité. J'ai fais quelques calculs et je trouve que cela devrait marcher assez facilement, seulement tout mes essais se sont soldés par des échecs...

- 1) Donc pour commencer j'ai calculé qu'un courant d'1 Ah ''casse'' 0,037 mol soit une production de 0,895l d'H2 à Patm et 20°C. Ai-je bon ?

- 2 ) Si mon calcul est bon et que 1l d'H2 pèse 0,09g contre 1,2g pour l'air, mon sac poubelle de 17g aura besoin d'au moins 16l pour s'envoler soit environ 2,5h pour 4 électrolyses à 2A. Mais si je fais ça, mon sac poubelle ne semble vraiment pas près à bouger. Si mon estimation est bonne, est ce que un sac poubelle est étanche à l'H2, sinon comment le rendre étanche sans trop l'alourdir ?

-3) Pour mes premières électrolyses, je récupérais H2 et O2 ensemble, cela avait l'avantage d'avoir un bon rendement (2 à 2,5V par bain), mais je me suis rapidement dit que c'était dangereux de stocker carburant et comburant ensemble (en plus dans des proportions idéales), j'ai estimé un potentiel de 100J pour 13ml, cela vous parait-il correct ?
Par la suite j'ai éloigné anode et cathode, la tension monte un peu (environ 3V/bain, soit un rendement de l'ordre de 50% ce qui reste admissible pour jouer, le tout étant que les bains ne chauffent pas trop). Toutefois ce montage m'oblige à avoir les bains à pression ambiante. Ne parvenant pas à gonfler un sac, j'aimerai pouvoir gonfler un objet usuel en latex (un gant par exemple). Est ce que si je gonfle mon gant avec un mélange 2H2 + O2, que je laisse reposer un peu et que je laisse échapper par le bas 1/3 du volume j'aurai chassé presque toute l'O2 ?
Et de même lorsque l'on fait une électrolyse à l'air libre est ce que de par leur différence de densité l'H2 va monter et l'O2 descendre tout seul et donc si je coiffe mon bain d'un sac, je n'aurai dans le sac que du H2 et de l'air ambiant, l'O2 s'échappant par le bas ?

Je vous remercie d'avance pour les commentaires et réponses que vous pourrez m'apporter.
-----

[invite07941352]

Bonjour,
Pour moi, ce que vous expliquez fait partie des manips dangereuses qui ne doivent pas être développées sur ce forum .
Il ne faut jamais tenter de collecter les 2 gaz ensemble : vous avez beaucoup de chance que rien n' ait encore explosé .
Je laisse un modo Chimie fermer votre post .

[pbou]

Bonjour catmandou, merci pour votre remarque sur le danger potentiel de cette manip, mon but est justement d'essayer de comprendre et de faire cette manip avec un minimum de danger, contrairement à ce que l'on peut voir sur de trop nombreuses vidéos trouvés sur le net de générateur HHO...

Comme dit le dicton : un homme averti en vaut deux

[Resartus]

J'ai du mal à voir l'interêt de mélanger les deux gaz. Pourquoi ne pas faire simplement une électrolyse en courant continu. Les gaz produits seront bien séparés, et l'hydrogène sera facile à canaliser (un simple entonnoir bien placé suffit).
Je pense qu'un sac poubelle ne sera pas assez étanche.Il vaudrait mieux trouver des couvertures en mylar (genre couverture de survie). Il est assez facile de constituer un ballon avec une colle pour plastique (voire les coller avec un fer chaud à travers un papier, mais faites des essais avant, car cela fond très vite)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

- 1) Donc pour commencer j'ai calculé qu'un courant d'1 Ah ''casse'' 0,037 mol soit une production de 0,895l d'H2 à Patm et 20°C. Ai-je bon ?

1 A.h = 3600 C

1 C = 1.036 10−5 moles d'électrons

1 A.h = 0.037 moles d'électrons

Faut 1 électron par H, soit 1 A.h => 0.019 moles de H²

[moco]

Il y a plusieurs paramètres dont tu n'as pas tenu compte.
1. L'hydrogène diffuse vite à travers les membranes plastiques. Même si tu ne récoltais que de l'hydrogène pur, donc sans oxygène, tu ne le ferais que lentement, car l'électrolyse est un procédé lent. La plupart de ton gaz hydrogène aurait le temps de traverser la membrane plastique avant que tu en aies recueilli assez pour remplir un ballon.
2. La différence de densité entre H2 et O2 est très grande, c'est vrai. Mais cela ne suffit pas pour permettre à l'hydrogène de se séparer de l'oxygène par le seul effet de la densité. En 1895, Berthelot a réalisé une expérience très simple pour le montrer. Il a rempli un flacon de gaz H2, par déplacement sous l'eau. Et il a fait de même avec un autre flacon, rempli de gaz O2. Puis il a superposé les deux flacons, en mettant le flacon d'hydrogène inversé au dessus de celui de O2, en faisant attention de réaliser une connexion étanche entre eux. Au bout d'une heure, il a séparé les deux flacons, et constaté que les deux récipients contenaient tous deux le même mélange H2 + O2.

[pbou]

Merci à tous pour vos réponses.

Pour Resartus, je fais les électrolyses en courant continu, donc H2 et O2 sont séparés. Sauf que pour optimiser la production on peut être tenté de rapprocher anode et cathode, et dans ce cas on récupère un mélange des 2. Je préfère avoir anode et cathode suffisament espacés pour ne récolter que du H2 mais cela se fait au détriment du rendement même si l'on augmente les surfaces d'échange. Je tenterai un essai avec une couverture de survie, cela me paraît une très bonne idée.

Pour Amanuensis, ok, je dois donc me tromper d'un facteur 2 car 0.019mol d'H² x 2.02g/mol = 0.03838g d'H². Pour une masse volumique de 0,09g/l, 0.03838g d'H² = 0,426l (pour 1 A.h)

Pour moco, ta réponse me va parfaitement, mon sac est donc comme je le craignais une passoire et je ne peux pas espérer séparer H2 et O2 par 'décantation'.

Donc prochains essais avec une couverture de survie sur une sortie H2 sans O2.