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Electrolyse NaHCO3

Pour tout ce qui traite des expériences de chimie.
Toubib
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Electrolyse NaHCO3

Message par Toubib »

Bonsoir à tous.

Lors de l'électrolyse d'une solution de NaHCO3 j'ai remarqué que le PH augmente.
Est il possible que il se produise la réaction suivante ? : 2NaHCO3 => Na2CO3 + H2O + CO2.
Je suppose cette réaction car Na2CO3 et plus basique que NaHCO3 #-/ .
Pour info : anode en zinc et cathode en cuivre(au début :frog: ), but de l'électrolyse : synthèse ZnO.
Merci pour vos réponses. :respect:
ecolami
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par ecolami »

Bonsoir,
A priori l'électrolyse décompose totalement le bicarbonate et laisse de la soude qui attaque ensuite le zinc pour faire un zincate de sodium.
Je crois que si tu voulais contrôler ton électrolyse pour obtenir la réaction que tu mentionne il faudrait trouver la tension précise permettant d'arrêter "à mi chemin" la décomposition de l'ion hydrogènecarbonate.
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Toubib
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par Toubib »

Bonjour ecolami.

Merci pour ta réponse.
je me posais la question si il n'y avait pas un autre composé créé depuis NaHCO3 et qui pouvait se mélangé ou modifier la synthèse du ZnO.
A priori il y a bien du ZnO (ou plutôt Zn(OH)2 qui est ensuite chauffé pour avoir ZnO) qui est créé.
Zn(OH)2 étant insoluble dans l'eau, je lave 2 fois le dépôt et je sèche au four à 120°.

Tension 4V, intensité 400 mA, surface de l'anode 60 cm² ce qui donne une densité de courant de 6,6 mA/cm².
J'ai constaté que si ont augment trop la tension et donc la densité de courant on à un dépôt noir sur l'anode qui fini par bloquer l'électrolyse.
Quid de ce dépôt noir ? #-/
ecolami
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par ecolami »

Bonjour,
Si ton ph reste dans la gamme de précipitation de l'hydroxyde ET que tu soit en excès de bicarbonate on peut imaginer la formation d'un bicarbonate de zinc. Celui-ci est sans doute soluble. Pour le savoir il faut filtrer un peu de la solution, sécher a haute température pour observer l'effet thermochrome de ZnO blanc à froid et jaune a chaud.
Pour le dépôt noir je n'ai pas de réponse précise, ce pourrait être un résidu d'oxyde d'un autre métal.
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Maurice
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par Maurice »

Le pH augmente en solution à la suite des considérations suivantes.
A l'anode il se passe la réaction suivante :
H2O --> O2 + 4 H+ + 4 e-
suivie immédiatement de la réaction :
H+ + HCO3- --> H2O + CO2
Comme le CO2 se dégage, le pH ne change presque pas autour de l'anode
A la cathode, il se passe la réaction :
2 H2O + 2 e- --> 2 OH- + H2
suivie immédiatement de la réaction :
OH- + HCO3- --> CO32- + H2O
Et comme cette réaction est un équilibre, la solution devient basique, et son pH augmente autour de la cathode.

En résumé, l'électrolyse de NaHCO3 produit O2 et CO2 à l'anode, et H2 et OH- partiellement transformé en CO32- à la cathode.

Mais s'il y a une anode en zinc, le phénomène se complique car on ajoute la réaction :
Zn --> Zn2+ + 2 e-
Au bout d'un certain temps, les deux liquides de cathode et d'anode se mélangent, et Zn2+ formé à l'anode entre en contact avec OH- et CO32- formé à la cathode. Et il peut se former les deux réactions suivantes :
Zn2+ + 2 OH- --> Zn(OH)2
Zn2+ + CO32- --> ZnCO3
Et ces deux produits, Zn(OH)2 et ZnCO3, sont tous deux insolubles. Lequel se formera le premier est difficile à dire. D'autant plus que l'hydroxyde de zinc se décompose spontanément en ZnO avec le temps.
Toubib
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par Toubib »

Bonjour à tous et merci pour vos réponses.

Maurice, si j'ai bien compris ont à trois réaction :

Zn + 2H2O → Zn(OH)2 + H2
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
2NaHCO3 + Zn → Na2CO3 + ZnCO3 + H2

Pour le dépôt noir sur l'anode, j'ai fait un essais avec deux électrode en zinc et avec une solution de Nacl: idem.
Au microscope ca fait penser à du carbone :-o ...
Je dirai plutôt un ZnOX, je n'ai pas trouver existence de cette oxyde X-(

Bonne journée
Maurice
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par Maurice »

Mais non ! Tes équations sont un peu fantaisistes, parce que globales. On ne peut pas écrire d'équation globale. Ou on pourrait si on imaginait que la solution est homogène. Mais ce n'est pas le cas. Ce qui se passe à l'anode n'est pas égal à ce qui se passe à la cathode.

Ceci dit l'oxyde de zinc existe. Il est bien connu. C'est ZnO. C'est une poudre blanche ce qu'on obtient en calcinant le carbonate de zinc ZnCO3 ou l'hydroxyde de zinc Zn(OH)2 à haute température.
Toubib
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par Toubib »

Bonsoir à tous.
Maurice merci pour ta réponse.

Je suis d'accord avec tes remarque mais quand je te donne les équation globale c'est que je résonne au résultat :oui:
Je part d'une idée pour la synthèse et je test, en l'occurrence la synthèse de ZnO.
Mais j'ai bien saisie qu'il faut décompose les réactions pour comprendre ce qui se passe ! :mrblue:
A tu une idée pour expliquer l'aspect carbone qui se forme sur l'anode ? #-/
J'ai cherché dans le CRC mais je n'est pas trouvé de composé de zinc avec cette couleur :-o ........
Maurice
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par Maurice »

La formation d'un dépôt noir sur l'anode de zinc doit être due à une impureté qui est soit en solution, soit dans le métal. S'il y a un peu d'ions de métaux lourds en solution, le zinc peut réagir avec eux et les déplacer jusqu'à ce qu'ils se déposent à l'état métallique. mais ce dépôt peut aussi être du cadmium qui figure souvent comme impureté dans les feuilles de zinc.
Toubib
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par Toubib »

Merci pour l'info :+1:
Bonne soirée .
horuse10
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par horuse10 »

le plus simple pour faire du ZnO comme l'a dis Maurice c'est d'ajouter du Na2CO3 ou de la soude à une solution d'ions Zn2+, puis après avoir filtrer le précipite, il faut calciner le résidu avec un chalumeau ;)
Je suis Français ! donc un des rois du Système D !
Toubib
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par Toubib »

Merci horuse10.

J'ai encore plus simple: 5 € les 500 g chez les fournisseurs de produit céramique. :joie:
Mon but n'est pas la production de produit chimique divers, mais la compréhension de la chimie, physique et autre phénomène :frog: ..
Curiosité doublé par une fibre expérimental depuis l'œuf :mrblue:

Mais toute les idées sont les bien venues :salut:
horuse10
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par horuse10 »

un chimiste ira au plus simple et au plus rentable ! si je devais faire de l'oxyde de zinc je passerais surement par la décomposition thermique du carbonate de zinc !

si tu veux faire de l'électrochimie j'ai un vieux bouquin des années 1900 sur la synthèse par électrolyse

envoi moi les produit à ta disposition je te donnerais les protocoles si tu le souhaites

;-)
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plaming
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par plaming »

salut horuse
je suis tres interessé par ton bouquin ,comment s'appelle-t-il?
merci !
chatelot16
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Re: Electrolyse NaHCO3

Message par chatelot16 »

pourquoi chercher des solution si compliqué ?

pour faire du ZnO il suffit de chauffer du zinc au chalumeau , il fond , se volatilise et s'oxyde en ZnO pur puisqu'il n'y a pas d'autre element chimique indesirable

methode simple pour une petite quantité de ZnO : chauffer au chalumeau une plaque de tole galvanisé : du coté de la flamme le ZnO formé est dispercé par la flamme donc pas facile a recupérer , mais sur l'autre face de la tole , le zinc est tout simplement transformé en poussiere blanche de ZnO
Verrouillé