"fixation" du sodium ionique

[dragon9]

Bonjours a tous

Je sais que le titre de ce sujet est peut-être un peu inadapté, mais je n'ai trouvé d'autres façons de le formuler, alors on va faire avec.

Ça fait déjà un beau moment que je m'interroge sur comment "fixer le sodium", par exemple, au cours d'une électrolyse de l'eau salée, pour empêcher que la solution devienne basique au fur et à mesure par la formation d'hydroxyde de sodium. Même si quand j'y pense, le caractère basique ne me dérange pas tant que ça, c'est surtout la présence de NaOH qui est préjudiciable.

Pour tout vous dire, ici, mon but est de séparer totalement l'ion sodium de l'anion qui l'accompagne (quel qu'il soit) , par électrolyse, ce qui est souvent impossible justement à cause de la soude qui se forme. Reprenons l'exemple de NaCl :

Si je l’électrolyse entre deux bornes en graphite, il se forme d'un côté du dichlore (qui se dissout plus ou moins en fonction du pourcentage de NaCl) et de l'autre, du NaOH. même dans une solution concentrée en NaCl, une importante partie du Cl2 est instantanément transformée en NaClO par la soude, ce qui fait échouer la séparation (il en est de même pour le KNO3 par exemple). Cependant j'ai imaginé une façon de procéder à laquelle je n'ai pas encore trouvé de faille, dites moi ou je me suis trompé :

S'il on échange les deux électrodes précédemment en graphite par cathode en aluminium, et une anode en cuivre (ou en plomb), le sodium ira se réduire à l'électrode d'aluminium, produisant le NaOH au passage. Sauf que le NaOH ainsi produit, ne pourra pas s'échapper dans la solution, car il réagira instantanément avec l'aluminium de la cathode pour former de l'aluminate de sodium hydratée (moins préjudiciable ?) qui, je pense, est moins réactive que le NaOH. A l'anode, il se formera CuCl et CuCl2, qui pourrons être séparées de la solution ultérieurement. Ais-je raison ?

Sinon, j'imaginais une variante avec une anode en Pb, qui se transformerait pendant l'électrolyse, en PbCl2, poudre blanche iridescente, et insoluble, qu'on pourra retirer mécaniquement. Ma seule source d'incertitude, concernant ces méthodes, est relative à la réactivité de l'aluminate (que je n'ai pas beaucoup pu étudier). J'ignore s'il se combine avec le CuCl2 (ou PbCl2) c'est à vous de m'éclairer.

Dernière idée, (à chaud), j'envisageais de saupoudrer mon mélange de NaCl, avec la plus fine poudre de soufre possible, afin que ce dernier réagisse avec NaOH en formant sulfure et thiosulfate (même si ça ne ferrait que repousser la formation inévitable de NaOH, dans ce cas)

Bien, qu'en dites-vous ? mes idées sont-elles bonnes, ou alors à jeter ? Comment feriez-vous pour résoudre cette épineuse question ? peut-on précipiter le sodium d'une façon ou d'une autre ?

Merci d'avance
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[Resartus]

Bonjour,
Petite remarque préalable (que je t'avais déjà faite) : l'inconvenient de faire de la chimie sans l'avoir appris dans l'ordre, c'est qu'on manque des fondamentaux indispensables…

En solution, même très concentrée, ou même à l'état de cristal, il n'y a pas de NaOH. Il y a des ions ions Na+ et, séparément, des ions OH-.
Et une solution est basique si elle contient beaucoup de OH-. Peu importe qu'il y ait à coté des ions Na+, ou K+, où n'importe quel cation

Donc ton problème n'est pas la formation de "NaOH"

Maintenant, si la question est d'éliminer les ions sodium d'une solution, c'est assez difficile, parce qu'il y a très peu de sels de sodium suffisamment insolubles pour former un précipité. L'antimoniate de potassium peut faire l'affaire. En versant de l'antimoniate de potassium dans la solution, on obtient un précipité d''antimoniate de sodium. Mais ce sel est quand même légèrement soluble, et il restera un certaine quantité de sodium non précipité..

[dragon9]

Réponse très sympathique comme toujours Resartus, mais question fondamentaux, je pense avoir quelques notions tout de même. (Ce que je vois sur mon bureau à l'instant : 5 volumes de 1000 pages chacuns du dictionnaire de chimie pure et appliquée d'Adolf Wurtz dont deux lus entièrement, un volume de : Manipulations dangereuses dévoré en une soirée, et deux Handbooks que j'ai depuis bientôt 3 mois en anglais)

Cependant j'estimais être clair en parlant des espèces sous formes non solvatées, et de plus, unes base, telle que je la connais, ne comporte pas forcément de OH- natif. C'est le cas de toutes les bases de lewis, dont le l'aluminate de sodium dont je parles. Et si ; mon problème est la formation de Na+ + OH- (formulation beaucoup moins compréhensible que NaOH) car celui-çi fait précipiter les chlorures métalliques qui se forment sous forme d'hydroxydes et fait tourner en rond la réaction.

Concernant la précipitation, je savais dès le début que ce n'était pas très envisageable au vu de l'énorme solubilité de le plupart des sels du sodium. Ce que j'envisageais plutôt, était de "bloquer" le sodium dans un ion (ou molécule) pour l'empêcher l'aller se décharger, et ainsi empêcher la formation d'un surplus de OH-.

Raison pour laquelle j'ai envisagé le soufre, qui coince le sodium sous forme de NaS insoluble.

[dragon9]

petite préçision : Puisque certains ici cherchent la mouche ; je parles des sulfure NaSx dont certains termes sont insolubles

[A voir en vidéo sur Futura]

[dragon9]

Encore une erreur* je voulais dire Na2S

[FC05]

Ça fait déjà un beau moment que je m'interroge sur comment "fixer le sodium", par exemple, au cours d'une électrolyse de l'eau salée, pour empêcher que la solution devienne basique au fur et à mesure par la formation d'hydroxyde de sodium. Même si quand j'y pense, le caractère basique ne me dérange pas tant que ça, c'est surtout la présence de NaOH qui est préjudiciable.

En quoi est-elle préjudiciable ?

[Kemiste]

Réponse très sympathique comme toujours Resartus, mais question fondamentaux, je pense avoir quelques notions tout de même. (Ce que je vois sur mon bureau à l'instant : 5 volumes de 1000 pages chacuns du dictionnaire de chimie pure et appliquée d'Adolf Wurtz dont deux lus entièrement, un volume de : Manipulations dangereuses dévoré en une soirée, et deux Handbooks que j'ai depuis bientôt 3 mois en anglais)

Si tu maîtrisais réellement tout ce que tu as lu tu saurais que certaines des expériences que tu envisages sont dangereuses et ne doivent pas être réalisées chez soi...

mon problème est la formation de Na+ + OH- (formulation beaucoup moins compréhensible que NaOH)

C'est tout à fait compréhensible et représente la réalité. Dire qu'un solution on a NaOH est un abus de langage car il est totalement dissocié en ions.

le sodium dans un ion (ou molécule) pour l'empêcher l'aller se décharger, et ainsi empêcher la formation d'un surplus de OH-.

Ce n'est pas l'ion sodium qui forme l'ion HO^-. L'ion est là depuis le début. Selon cette logique, l'eau salée se transformerait spontanément en soude...

Raison pour laquelle j'ai envisagé le soufre, qui coince le sodium sous forme de NaS insoluble.

Le sel que tu envisages, Na₂S, est totalement soluble dans l'eau.

[dragon9]

Il existe des carbonates insoluble. La preuve, j'ai déjà dissout du soufre en poudre dans une solution de soude chauffée à 80 degrés, et j'ai nettement observé un précipité rouge se décomposant en soufre à l'acide chlorhydrique (même si je ne sais pas exactement de que sulfure il s'agit parmis la vingtaine existants)

[dragon9]

En quoi est-elle préjudiciable ?

disons qu'on cherche à transformer du sulfate de sodium en acide sulfurique, par exemple ; s'il on se contente d'électrolyser, il se forme à l'anode de l'acide sulfurique, et à la cathode, du NaOH (dissout je précise -'_'-). Le deux finissent par se mélanger, et au final, rien ne se produit, si ce n'est l'électrolyse de l'eau. C'est ce que j'essaie d'empêcher.

Mon idée est donc la suivante (et je suis maintenant certain qu'elle est bonne) : si on entoure la cathode d'une enveloppe poreuse de soufre, dans une solution de sulfate de sodium, et qu'on procède à chaud, la soude formée à la cathode va réagir immédiatement avec le soufre pour produire du thiosulfate, sulfures et autres. Ceux çis finirons par être oxydés en sulfates à l'anode, puis donnerons l'acide sulfurique.

Au final, on obtiendras un mélange de sulfates de sodium, d'acide sulfurique, et de sulfures n'ayant pas réagis. Le pH va donc pouvoir baisser, et on passera d'une solution neutre, à une solution acide. Ce procédé est applicable ainsi à la neutralisation ou l'acidification lors de l'électrolyse d'un sel.

[moco]

Dragon9 affirme beaucoup de choses, mais son imagination le dessert.

Il prétend faire des carbonates insolubles en dissolvant du soufre dans une solution de soude à 80°C. Cette réaction est bien connue, mais elle ne forme pas de carbonate insoluble. Elle forme un mélange de thiosulfate et de sulfure, lequel sulfure dissout l'excès de soufre pour faire des polysulfures rouge, et parfois peu solubles dans l'eau. Mais cela ne forme pas de carbonate insoluble. Pour faire des carbonates insolubles, il faudrait par exemple ajouter un sel de calcium. Et en effet le carbonate de calcium est insoluble dans l'eau. Mais cela n'a rien à voir avec le soufre et la soude.

D'autre part, l'électrolyse qu'il propose dans un deuxième paragraphe produira bien une solution de thiosulfate et de sulfure à la cathode. Mais il se formera des ions d'acide à la cathode, et ces ions réagiront avec les ions thiosulfate et sulfure avant que ceux-ci puissent s'oxyder comme le suppose Dragon. En présence d'acide les ions thiosulfate réagissent pour former du soufre et SO2. Et les ions sulfure réagiront très vite pour former H2S, gaz qui a une odeur d'oeufs pourris. Donc il ne se formera pas d'acide sulfurique

[dragon9]

Ah, j'ai écrit carbonate ? Grosse erreur, je voulais dire sulfure* (c'est comme ça quand on répond à deux discussions en même temps)

[dragon9]

Et si on remplace l'anode inaltérable par une anode en cuivre, par exemple ? Cela évite la formation immédiate d'acide sulfurique, permet l'oxydation du thiosufate en sulfate, et le résultat est une solution de sulfate de cuivre qu'on peux purifier, puis électrolyser pour récupérer le cuivre et obtenir finalement l'acide sulfurique. Ou me suis-je trompé cette fois ?

[moco]

Bonsoir,
Une solution qui contient des ions Cuivre Cu²⁺ et des ions thiosulfate S₂O₃^2- subit une suite de réactions peu banales. Tout d'abord, le thiosulfate est oxydé en ion tétrathionate par l'ion Cu²⁺ qui lui se réduit en ion cuivreux Cu⁺. Mais cet ion Cu⁺ se complexe aussitôt avec un autre ion thiosulfate pour former l'ion complexe thiosulfatocuivre(I), de formule CuS₂O₃^-. Cette solution n'est stable qu'en milieu neutre. En présence de base, elle se décompose en formant un dépôt d'hydroxyde de cuivre Cu₂O orangé. En présence d'acide, elle se décompose lentement en formant un précipité noir de sulfure de cuivre(I) Cu₂S.

[FC05]

disons qu'on cherche à transformer du sulfate de sodium en acide sulfurique, par exemple ; s'il on se contente d'électrolyser, il se forme à l'anode de l'acide sulfurique, et à la cathode, du NaOH (dissout je précise -'_'-). Le deux finissent par se mélanger, et au final, rien ne se produit, si ce n'est l'électrolyse de l'eau. C'est ce que j'essaie d'empêcher.

Mon idée est donc la suivante (et je suis maintenant certain qu'elle est bonne) : si on entoure la cathode d'une enveloppe poreuse de soufre, dans une solution de sulfate de sodium, et qu'on procède à chaud, la soude formée à la cathode va réagir immédiatement avec le soufre pour produire du thiosulfate, sulfures et autres. Ceux çis finirons par être oxydés en sulfates à l'anode, puis donnerons l'acide sulfurique.

Au final, on obtiendras un mélange de sulfates de sodium, d'acide sulfurique, et de sulfures n'ayant pas réagis. Le pH va donc pouvoir baisser, et on passera d'une solution neutre, à une solution acide. Ce procédé est applicable ainsi à la neutralisation ou l'acidification lors de l'électrolyse d'un sel.

Je suis allé voir des gens qui font de l'électrolyse sérieusement, ils sont content d'avoir du NaOH, ils le revendent ! Il ne cherchent pas des solutions dangereuses et coûteuses, ils se font de l'argent !
Sinon, tu as déjà entendu parler des électrolyseurs à membranes ?

[dragon9]

Merci moco pour votre réponse complète, comme toujours. De toute évidence le thiosulfate ne m'aime pas. Je vais donc abandonner cette voie pour la fabrication d'acide sulfurique à partir de sulfate alcalin. je perd mon temps, je pense. (Quoique qoi que je dise, ça ne sert à rien, je vais continuer à y réflechir quand même)

[dragon9]

Je suis allé voir des gens qui font de l'électrolyse sérieusement, ils sont content d'avoir du NaOH, ils le revendent ! Il ne cherchent pas des solutions dangereuses et coûteuses, ils se font de l'argent !
Sinon, tu as déjà entendu parler des électrolyseurs à membranes ?

Et FC05, je n'ai rien contre le NaOH, nous sommes même très amis, cependant c'est un véritable nuisible dans de très nombreux cas. Et oui, je connais l'électrolyse à membrane, j'en ai même une (membrane) que j'ai récupéré dans une batterie assez complexe, et qui me semble toujours fonctionner correctement. Cependant, avez-vous déjà essayé de vous servir d'une membrane pour électrolyse ? C'est infernal ces machins qui font en quelques secondes bouillir la solution quand les deux électrodes sont bien séparées par celle çi, et qui de plus ralentissent considérablement des réactions électrochimiques déjà incroyablement lentes. à une époque j'utilisais des bougies creuses en calcaire pour filtres à eau (épaisseur d'à peine un millimètre) et ne résultat était à peine différent ! Et excusez-moi si je cherche des procédés novateurs, surtout que je pourrais très bien acheter ce fichu acide, cela m'éviterais des heures des court-circuit cérébral quotidien. Et pourtant je cherche à le synthétiser par tous les moyens possibles et imaginables, tant que ceux-çis sont un tant soit peu casse-têtes.

Pourquoi ? Tout simplement parce que je considère cela comme de la gymnastique intellectuelle, voilà tout.

[Kemiste]

Et excusez-moi si je cherche des procédés novateurs, surtout que je pourrais très bien acheter ce fichu acide, cela m'éviterais des heures des court-circuit cérébral quotidien. Et pourtant je cherche à le synthétiser par tous les moyens possibles et imaginables, tant que ceux-çis sont un tant soit peu casse-têtes.

Pourquoi ? Tout simplement parce que je considère cela comme de la gymnastique intellectuelle, voilà tout.

Avant de vouloir révolutionner la chimie, il faudrait peut être commencer par maîtriser ce que tu fais. S'il y avait un moyen plus simple que les techniques actuelles, cela serait utilisé depuis longtemps.