Pour produire du dichlore à partir d'une solution aqueuse de chlorure de sodium, l'usine Solvay de Tavaux utilise 68 cuves à électrolyse placées en série. L'intensité du courant électrique est de 170 kA et la tension entre les bornes de chaque cuve est de 3,1V

1. Donner la réaction électrochimique du dichlore à l'anode.

le chlorure de sodium est un cristal ionique(sel de table) Na⁺Cl^- se dissout dans l'eau (solvatation)
par la presence des ions Na+ et Cl-, l'eau sallé devient conductrice d'électricité. et les ions chlore - migrent vers la borne + du catalyseur (anode)
et les ions Na+ migrent vers la cathode.

A la cathode (borne - )

Les ions sodium y sont attirés mais ils ne prennent pas les électrons qu'ils leur manquent. C'est la molécule d'eau qui leur "pique":

2H2O + 2e- --> H2 + 2OH-

Le dihydrogène se dégage donc sous forme de gaz (si on le récupère dans un tube à essais et qu'on y plonge une allumette: il se produit une détonation)

A l'anode (borne +)

Les ions chlorure (Cl-) y sont attirés (car ils sont chargés d'un charge électrique de signe opposé) et leur électron excédentaire est arraché et il se forme ainsi des atomes de chlore qui se combinent en molécules de dichlore (c'est le dégagement vert: très toxique):

2Cl- -->  Cl2 + 2e-

2. Quelle est la tension électrique d'alimentation de toutes les cuves?

les cuves sont en séries, les tensions s'additionnent,
U _totale = 68 * 3,1V = 210,8 V


3. Calculer l'énergie électrique fournie aux cuves en une journée.

l'intensité est la même partout dans le circuit en série.
24 * 60 * 60 = 86400 s

Energie fournie est = U I t = P t = 210,8 * 170 10³ * 86400 = 3,1 10¹² J.


4. La production de 1,00 tonne de dichlore nécessite 2,4 * 10³ kWh. Quelle est la production massique journalière de cette usine.

1kWh = 1000 W (P) * 3600 s = 3 600 000 J 3,6 10⁶ J

soit une tonne de dichlore nécessite 8,64 10⁹J

la production d'une journée de 24h sera alors de

3,1 10¹²  / 8,64 10⁹ = 358,36 tonnes de dichlore.

5. la densité du courant électrique utilisé est de 4,2 kA/m². Calculer la surface d'une électrode.

il y a 68 cuves donc 68*2 électrodes, et l' intensité du courent électrique est de  170 kA.
soit une surface totale de 170 kA / 4,2 kA = 40,48 m²

40,48 / (68*2) = 0,29762 m² par électrode= 29,77 dcm² soit un carré de 5,5 cm de coté environ

6. La puissance perdu dans chaque cuve par effet Joule est de 246 kW. Calculer la résistance interne d'une cuve.

rI = 246 kW = r170kA => r 246/170 = 1,45

je pense que la QUestion 6 n'est pas tout a fais correcte.

merci pour vos remarques