Electrolyse...(Tle S)
Bonjour, je m'entraîne en vue du bac à faire quelques exos de mon livre de chimie. Or,là, je suis tombé sur un exo qui me pose des difficultés... Je ne parviens pas à répondre du tout aux questions! Il s'agit en partie de questions relatives d'une part à des calculs mais aussi (et surtout le moins évident pour moi) de questions pratiques si je puis dire...
Pourriez-vous m'aider? Merci d'avance, et bonne journée
Enoncé
L'aluminium est préparé par électrolyse ignée de l'alumine Al2O3. Le bain électrolytique contient aussi de la cryolithe qui permet d'abaisser la température de l'électrolyse de 2040°C, temprérature de fusion de l'alumine, à 960°C.
La cathode est constituée par le creuset, en graphite, de la cellule d'électrolyse. Les anodes, généralement précuites, sont en carbone et sont consommées, en moyenne, en 26 jours.
Dans une usine, la tension imposée à chaque cellule d'électrolyse est de 4,0V, l'intensité est de 200000A pour 175 cuves montées en série.
Les ions O2- sont oxydés en dioxygène. Les ions aluminium sont réduits en aluminium métal qui tombe au fond du creuset et qui est prélevé à l'état liquide.
1°) Quel est l'intérêt de baisser la température d'électrolyse?
2°) Expliquer pourquoi les anodes doivent être changées régulièrement.
3°) Calculer la masse d'aluminium produite par jour pour l'ensemble de l'usine.
4°) Calculer l'énergie électrique nécessaire à cette électrolyse en 24h.
5°) La facture énergétique représente plus de 30% des coûts de production de l'aluminium. Citer au moins 4 autres sources de coût.
données :
couples oxydant réducteur : Al3+/Al O2/O²-
1F=96500C ; e=1,6*10^-19C ; Na=6,02*10^23 mol.-1
Masse molaire atomique : M(Al) = 27g.mol-1
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