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Électrolyse de la saumure

LycéeChimieÉlectrolyse de saumure limitée par la charge, avec des compartiments de produits séparés ou une voie idéale de formation d’hypochlorite dans une cellule non divisée

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À propos de cette expérience

Fermez le circuit d’une cellule à saumure, recueillez les deux gaz et suivez la consommation de sel. Comparez les compartiments de produits séparés à un modèle non divisé dans lequel le chlore réagit avec l’hydroxyde formé à la cathode.

Objectifs pédagogiques

  • Équilibrez la charge et les produits lors de l’électrolyse de la saumure.
  • Expliquez pourquoi la séparation préserve le chlore et l’hydroxyde de sodium.
  • Reliez la quantité limitée de sel à la charge maximale.

Comment l’utiliser

  1. 1Gardez les compartiments séparés et notez des volumes égaux d’hydrogène et de chlore.
  2. 2Comparez la quantité d’hydroxyde de sodium à celle de l’un ou l’autre des gaz.
  3. 3Supprimez la séparation et répétez l’exposition à la même charge.
  4. 4Augmentez la durée d’exposition jusqu’à ce que la quantité initiale de sel limite la poursuite de la réaction.

Le modèle

Cette égalité s’applique aux chambres de produits séparées.
La cathode séparée produit une mole d’hydroxyde par mole d’électrons.
La voie idéale non séparée laisse de l’hypochlorite au lieu de recueillir du chlore et de l’hydroxyde.

Hypothèses

  • L’électrolyse en cellule divisée suit la réaction nette 2 NaCl + 2 H₂O → H₂ + Cl₂ + 2 NaOH.
  • La voie idéale de cellule froide non séparée consomme tout le chlore et l’hydroxyde pour former de l’hypochlorite ; la réaction nette est NaCl + H₂O en NaClO + H₂.
  • Le dégagement d’oxygène, la formation de chlorate, le passage d’un compartiment à l’autre et la dissolution des gaz sont omis. Le modèle constitue une comparaison stœchiométrique idéale, et non une conception de procédé.
  • L’affichage du gaz est visuellement plafonné à 250 mL, tandis que les totaux numériques continuent d’augmenter. Les volumes de gaz sont donnés à 298.15 K et 1 bar.

À essayer en classe

  1. Q1Pourquoi les besoins nets en sel diffèrent-ils entre les voies séparée et non séparée ?
  2. Q2Pourquoi un grand volume total de gaz ne prouve-t-il pas que l’approvisionnement en sel est illimité ?

Foire aux questions

Pourquoi le collecteur de chlore reste-t-il vide sans le séparateur ?

Le modèle non séparé retenu consomme immédiatement le chlore pour former de l’hypochlorite. Il ne modélise ni une réaction partielle ni une fuite de gaz.

Le nombre de bulles mesure-t-il la quantité de gaz ?

Non. Les bulles indiquent une activité. Utilisez les quantités totales de gaz numériques calculées à partir de la charge.