sels chlorés

[cycy]

Bonjour,

En partant d'une solution chauffée ( ébullition ou pas? ) d'hypochlorite de sodium à laquelle on ajoute de chlorure de potassium, on obtient du chlorate de potassium. Ensuite, par oxydation électrolytique, on obtient un perchlorate. chlorates et perchlorates sont des oxydants puissants utilisés par exemple dans l'industrie aérospatiale comme producteurs d'une grosse quantité de gaz dans les boosters des fusées.

On part de 250 Ml d'une solution d'hypochlorite de sodium à 4.8% de chlore actif. Après un chauffage d'1/2 heure, on ajoute a notre solution une solution saturée de chlorure de potassium, ainsi on obtient une masse X de chlorate de potassium lors du refroidissement de la solution. Ensuite, lorsque la solution est intégralement refroidie, on récupère le chlorate ainsi formé. Ensuite on dissous le chlorate dans de l'eau de sorte à avoir une solution saturée de chlorate. ensuite, on oxyde électrolytiquement la solution aqueuse ainsi formée...

Ma question est la suivante : quel est le rendement maximum de ce système de réaction et quel en est le rendement moyen?

J'ai essayé pas mal de calcules mais aucun n'aboutis vraiment ou alors c'est une approximation très peu rigoureuse de la réponse espérée.

j'ai un peu de mal à écrire toutes les équations bilans des réactions...

Si vous pouvez m'aider se serez très sympathique
merci d'avance

cycy

[Maurice]

Si tu fais l'électrolyse de KClO3 en solution, il se passera la réaction suivante à la cathode :
2 H2O + 2 e- --> 2 OH- + H2

Par contre, il se passera simultanément deux réactions parallèles à l'anode :
1) ClO3- + H2O --> ClO4- + 2 H+ + 2 e-
2) 2 H2O --> 4 H+ + O2 + 4 e-

La réaction numéro 2 est plus importante que la première. Donc il se forme surtout du gaz O2, et peu de perchlorate. Mais je ne connais pas les conditions permettant de minimiser la formation de O2, donc de favoriser la formation de perchlorate.

[cycy]

d'accord, merci beaucoup Maurice.

Pour la première partie de la question, cependant tu ne réponds pas je crois, tu ne parles que de la formation du perchlorate mais pas du chlorate il me semble

Si quelqu'un peut y répondre, ça m'aiderai beaucoup

cycy

[Maurice]

Pour la formation du chlorate, le rendement maximum dépend de la teneur en chlore actif.
Dans ton cas, tu pars d'une solution à 4.8% de chlore actif, donc à 48 g Cl2 par litre. Comme tu utilises 250 ML, cela fait 12 g de Cl2, donc 12/71 = 0.169 mole de Cl2.
Ces 0.169 moles de CCl2 forment 0.169 mole de NaClO, lequel se dismute à chaud selon la réaction :
3 NaClO --> 2 NaCl + NaClO3
Donc il se forme 0.169/3 = 0.0563 mole de NaClO3. Et par réaction avec les ions de potassium. il peut se former 0.0563 mole de KClO3.
Or 1 mole de KClO3 pèse : 39 + 35.5 + 48 = 122.5 g.
Donc 0.0563 mole de KClO3 pèsent : 0.0563·122.5 g = 6.90 g. C'est le rendement maximum.
Par refroidissement le KClO3 va se déposer. Mais tu n'en récolteras pas 6.90 g, car une partie restera en solution. J'ai même peur que tout reste en solution, car la solubilité de KClO3 à froid est de 5 g dans 100 mL d'eau. Il s'en déposera tout de même, à cause de l'effet de l'action de masse de l'excès des ions K+. Mais combien ?
Tu aurais donc intérêt à faire évaporer au moins la moitié de ton eau de Javel, si tu veux obtenir un rendement acceptable.

[cycy]

merci beaucoup pour ta réponse : c'est ce que je pensais aussi, le rendement est très faible...
Il vaudrait peut etre mieux utiliser l'électrolyse d'une saumure chauffée non? Le problème étant que si on électrolyse lorsque l'on chauffe, les ions chlorate seront oxydés directement en perchlorate non?
il faudrait donc faire en 2 temps ( 1 : éléctrolyse, 2 : chauffage )

qu'en penses tu?

cycy

[ExpertAs]

Si tu contrôles le pH et la température, tu peux obtenir du chlorate sinon tu pourrais obtenir de l'hypochlorite et du chlorure...

[cycy]

controler pour maintenir quels paramétres et à quelles valeurs?