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exercice électrolyse chlore/soude
Bonjour;
Le dichlore est principalement préparé par élctrolyse de solutions aqueuses de chlorure de sodium.L'oxydation des ions chlorure à l'anode fournit du dichlore.Une usine francaise utilise 68 cellules à membrane,montées en série sous une intensité de plusieurs milliers d'ampères.Chaque cellule comprend autant de compartiments anodiques et cathodiques.La tension aux bornes de chaque cellule est de 3.5 V
1.Reaction d'électrolyse j'ai trouvé :
Anode Oxydation + 2Cl-=Cl2 + 2e
Cathode Réduction - H20+ H+ + 2e = H2 + HO-
Equation globale 2Cl- + H20 + H+ =Cl2 + H2 + HO-
2.Calculer l'intensité du courant nécessaire à la production de 250kg/h de dichlore dans cette usine.
Je ne vois pas comment faire ce calcul
3.Estimer l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de l'unité d'électrolyse de chlorure de sodium pendant un an
Il est donné la masse molaire de Cl M(Cl)=35.5g/mol
Merci pour votre aide
Bonsoir,
Question 2 :
D'après l'équation que tu as écrite, il faut le passage de deux électrons pour produire une molécule de Cl2 dans une cellule, donc il faut le passage de deux moles d'électrons (2 . 6,02 . 10^23 e-) pour une mole de Cl2 par cellule. Puisque les 68 cellules sont en série, le passage de ces deux électrons dans la série de cellule produira 68 fois cette quantité de Cl2.
L'intensité du courant doit être donnée en ampères, donc en coulomb par seconde.
e- = 1,6 . 10^-19 C
Il faut calculer en grammes la masse de chlore à produire en une seconde : 250 . 10^3 / 3600
Connaissant le nombre d'électrons nécessaires pour produire 71 . 68 g de Cl2 et sachant quelle masse il faut en produire en une seconde, on en déduit le nombre d'électrons qui doivent passer en une seconde, puis le nombre de coulombs en une seconde, donc le nombre d'ampères.
Je trouve 2770 A, à vérifier.
Question 3 :
La puissance électrique nécessaire est U.I, avec U = 3,5 . 68 V
L'énergie en un an (en J) est le produit de la puissance (en W) par le nombre de secondes en un an.
1 J = 1 W.sec, donc 1 kW.h = 1000.3600 J
Je trouve 20,79 TJ (tera : 10^12) pour une expression en joules
ou 5,77 GW.h (giga :10^9) pour une expression en wattheures, à vérifier.
Bon courage.
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