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Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20724]

(Pr Longuedent)

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Posté le : 03/07/2006, 20:04 (Lu 29332 fois)
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Voila, messieurs les profanes qui me disaient que je me trompais...

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Edité le 05/07/2006 à 00:07 par Pr LONGUEDENT

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20725]

lavoisier

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Posté le : 03/07/2006, 20:11 (Lu 29328 fois)
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OK, je connais cette manip, mais on forme ici de l'amalgame de sodium (alliage sodium-mercure), certainement pas le sodium pur.

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20729]

(Pr Longuedent)

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Posté le : 03/07/2006, 20:30 (Lu 29321 fois)
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Hum, bien sur, tu as raison, mais l'élément est présent dans le mercure. On peut reproduire (dans une certaine mesure bien évidemment) l'expérience du feu au lac avec ça...

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20735]

lavoisier

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Posté le : 03/07/2006, 20:37 (Lu 29318 fois)
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Non, désolé ! En fait l'amalgame de sodium est peu réactif vis à vis de l'eau (c'est pour cela que le sodium arrive à se former à partir d'une solution aqueuse !).

On décompose l'amalgame en plongeant dedans un bâton de graphite, on observe un dégagement de H2, mais bien moins vif que la réaction du sodium pur sur l'eau...

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20799]

(blackout)

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Posté le : 04/07/2006, 01:05 (Lu 29260 fois)
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que fait le graphite dans l'histoire ????
C'ets lorsque que tu a Hg+Na + H2O que tu met C ou bien tu met C simplement dans l'amalgame ?

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20802]

lavoisier

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Posté le : 04/07/2006, 08:59 (Lu 29244 fois)
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Il faut que le graphite soit à la fois au contact de l'eau et de l'amalgame. Dans l'amalgame se produit Na => Na+ + e-, et dans l'eau se produit 2H2O + 2e- => H2 + 2HO-

Ces réactions électrochimiques sont rapides à la surface du graphite, alors qu'elle sont assez lentes lors du simple contact amalgame/eau.

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20808]

(Faust)

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Posté le : 04/07/2006, 09:31 (Lu 29238 fois)
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non... visiblement ici le graphite n'est que le contre électrode et qui oxyde le chlorure en chlore.

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20809]

lavoisier

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Posté le : 04/07/2006, 10:34 (Lu 29231 fois)
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Nous ne parlons pas de la même chose !

Dans l'expérience d'électrolyse décrite plus haut, effectivement le graphite sert d'anode.

Mais une fois l'électrolyse finie, si on plonge du graphite dans l'amalgame, on décompose celui-ci (Na s'oxyde en Na+ et H2O est réduite en H2 et HO-). Dans le processus industriel, l'appareil utilisé est appelé le "décomposeur" : on récupère en sortie une solution d'hydroxyde de sodium. J'imagine qu'on doit faire quelque chose du H2 formé.

Le procédé est décrit ici : http://www.sfc.fr/Donnees/mine/cl/texcl.htm

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20744]

abar

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Posté le : 03/07/2006, 21:06 (Lu 29312 fois)
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du mercure...

charybde ---> scylla

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20770]

darrigan
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Posté le : 03/07/2006, 23:07 (Lu 29274 fois)
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Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20745]

(Pr Longuedent)

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Posté le : 03/07/2006, 21:07 (Lu 29310 fois)
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pardon ?

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20749]

abar

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Posté le : 03/07/2006, 21:13 (Lu 29306 fois)
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je dis que tu pases du danger de faire une electrolyse de NaCl fondue au danger de t'intoxiquer au mercure.

On appelle ce genre de situation passer de charybde en scylla.
Mais c'ets vrai que c'est plus facile à dire qu'a ecrire.

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20750]

(Pr Longuedent)

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Posté le : 03/07/2006, 21:24 (Lu 29301 fois)
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Moi j'appelle ça passer du coq à l'âne... Ou l'hopital qui se fout de la charité aussi, bon, fin de digression./

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20753]

abar

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Posté le : 03/07/2006, 21:47 (Lu 29293 fois)
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tu manques de vocabulaires :p

http://fr.wikipedia.org/wiki/Charybde_et_Scylla


Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20754]

(Faust)

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Posté le : 03/07/2006, 21:54 (Lu 29287 fois)
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le mercure metallique n'est pas vraiment des plus dangereux... bien sur on ne doit pas trop le respirer!!! Les vapeurs sont toxiques!!! Mais le mercure n'est absolument pas toxique par ingestion ou par contact cutané, l'épiderme absorbe très mal le mercure. Par contre les vapeurs sont très toxiques!

Ca fait des mois que je travaille avec des électrodes de mercure : lit de mercure, électrode à goutte de mercure tombante, électrode à goutte de mercure pendante etc... et je connais de nombreux électrochimistes qui n'ont jamais rien eu en manipulant du mercure...

Mais ce n'est pas pour ca que je dis qu'il ne faut pas faire attention! C'est a manipuler avec précautions

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20756]

abar

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Posté le : 03/07/2006, 22:07 (Lu 29284 fois)
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non je faisais mon commentaire parce que les metaux lourds me font plus peur que par exeemple chercher à electrolyser du chlorure de sodium fondu meme compte tenu des dangers que presente la chose.


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Edité le 03/07/2006 à 23:09 par abar

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20771]

darrigan
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Posté le : 03/07/2006, 23:07 (Lu 29272 fois)
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Hé oui, je crois que c'est ce qu'on appelle le procédé Kastner non ? Il n'y a si longtemps que ça on faisait cette manip à l'université..

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20782]

(Pr Longuedent)

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Posté le : 03/07/2006, 23:26 (Lu 29268 fois)
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Je ne sais pas si ça porte un nom particulier, ceci dit clovis tu as peut être raison, a vérifier...

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20828]

ECOLAMI

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Posté le : 04/07/2006, 17:05 (Lu 29212 fois)
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Je pense que l'électrolyse d'hydroxyde de sodium fondu doit permettre d'obtenir facilement du sodium. La température de fusion est aux alentours de 300°C.
Il faut garder le sodium fondu si possible sous la soude. J'ignore s'il n'y aura pas un problème de densité. (sodium métal qui flotte sur la soude)
L'équation de d'électrolyse sera
2NaOH > 2Na+H2O+1/2 O2
une électrode de graphite recevra l'oxygène et une en fer le sodium.

Edit modo : Je pense que écolami faisait allusion à ce qui suit :



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Edité le 05/07/2006 à 00:11 par Pr LONGUEDENT


Tri+traitement Produits chimiques 77 (Seine et Marne)

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20832]

(exit)

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Posté le : 04/07/2006, 18:41 (Lu 29201 fois)
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A destination d'ECOLAMI qui n'était peut être pas encore là ou moment au Geoffrey à posté sur le sujet du sodium. C'est un peu hors sujet mais comme l'idée que donne ECOLAMI à déjà été traîté je me permet de citer Geoffrey.

Citation
Salut

A la vu de la réactivité du sodium, il semble clair que la seule voie possible pour sa production sera l'électrolyse " anhydre" d'un de ses sels. La raison et surtout nos moyens nous imposent d'utiliser le sel de sodium qui a le point de fusion le plus bas proscrivons donc le NaCl et ses 800.7°C de température de fusion.

Si je prends le Handbook je vois que les sels anhydre de Na ayant les plus bas points de fusion sont:
NaNO2 271°C ( et decomposition a 320°C)
NaNO3 307°C ( decomp: 380°C)
CH3COONa 328.2°C
NaOH 323°C

Je ne sais pas si c'est parcequ'il est bon marché ou préférable aux autres mais la methode communement admise semble etre celle utilisant NaOH.
On va d'abord poser les problèmes, premièrement il faut trouver un élément chauffant capable de maintenir une temperature de plus de 320°C pendant un temps assez long.
Ensuite la corrosivité de l'hydroxyde de sodium nous impose de bien choisir les materiaux qui devront contenir du NaOH à 323°C et etre en contact avec lui comme les electrodes.
Eviter que le sodium metal produit n'entre en contact avec l'air et ce n'est pas gagné d'avance car il a un point de fusion de 97.8°C
et sera liquide au cours de la reaction de plus sa densité etant de 0.97 contre 2.13 pour la soude, alors il aura tendance a venir flotter en surface ce qui n'arrange pas nos affaires.

Neanmoins j'ai trouvé sur le forum Sciencemadness une discussion comme toujours intéressante sur les methodes usuelles de préparation de Na a partir de NaOH
voila quelques liens:
http://www.sciencemadness.org/talk/viewthread.php?tid=2103#pid50575
http://members.aol.com/bromicacid/sodium/index.htm

Tout d'abord il faut savoir qu'il existe un procédé répondant a tout le "cahier des charges" cité au dessus c'est le procédé de Castner-Tiegel dont voici 2 descriptions du montage:
http://sciencemadness.org/scipics/castner_tiegel.jpg
http://www.sciencemadness.org/scipics/castner.jpg
La legende de la dernière photo

Citation
The sodium hydroxide, contained in an iron pot set in brickwork, is melted by means of a ring of gas jets placed underneath; and kept about 20 C above the m.p. (318C) of sodium hydroxide. The cathode, H, of nickel or iron rises through the bottom of the iron pot, A, Fig. 8, and is maintained in position by a cake, K, of solid sodium hydroxide in the lower part of the pot. THe anodes, F, several in number, are suspended around the cathodes from above. A cylindrical vessel, ND, floats in the fused alkali above the cathode, and the sodium and hydrogen liberated at the cathode collect under this cylinder. The hydrogen escapes through the cover and the atm. of hydrogen in the cylinder protects the sodium from oxidation. A cage of nickel-wire gauze, M, seperates the anode, F, from the cathode, H. From time to time the sodium D, is skimmed off by means of a perforated ladle, which retains the liquid metal, but allows the molten hydroxide to flow back. The oxygen liberated at the anode escape via the vent P.


Il est d'ailleurs a croire d'apres google qu'aucun site francophone ne mentionne ce procédé.

Un membre de ce forum est parvenu a un resultat interessant, il a obtenu ...5g de sodium pur. Voila comment il a procédé:
Il a disposé 200g de NaOH dans une boite de conserve en acier inoxydable et il a commencé a chauffer jusqu'a la fusion du NaOH, mais surtout pas au delà, nous verrons pourquoi ensuite.
Il a directement connecté la masse de la boite métallique au pole positif d'un générateur de courant de 12V 5A, ce qui fait une grosse surface d'électrode,mais attention ces boites sont souvent plastifiées et il faut auparavant oter ce plastique ( par chauffage direct de la flamme il brule).
Il a plongé un fil de fer dans le melange sur 1cm et il l'a connecté à la borne negative.
Là il a observé la formation de globules de sodium metalique liquide flottants sur le NaOH et qui ont d'abord grossis contre la cathode et on commencé à se disperser, c'est a ce moment là qu'il les saisit avec une spatule préchauffée (surement pour eviter les chocs de temperature) et les met rapidement dans de l'huile de parafine.

Il a répété cette méthode plusieur fois pour obtenir plusieur petits globules de sodium, il a ensuite chauffé la parafine jusqu'au point de fusion de Na, et a rassemblé tout les globules en un seul plus gros a l'aide d'une bagette. Il dit que l'on peut aussi en profiter pour enlever le NaOH qu'on aurait attrapé car celui-ci reste solide au cours de ce chauffage. On a ensuite plus qu'a laisser se solidifier le sodium par refroidissement et a le stoquer dans de la parafine pure.
Voila 3 photos de sa réalisation:
http://www.sciencemadness.org/talk/viewthread.php?action=attachment&tid=2103&pid=44210
http://www.sciencemadness.org/talk/viewthread.php?action=attachment&tid=2103&pid=44211
http://www.sciencemadness.org/talk/viewthread.php?action=attachment&tid=2103&pid=44212

Celà a l'air simple comme ça mais il y a une énorme difficulté au niveau du contrôle de la température de la reaction. Car en effet le sodium est soluble dans l'hydroxyde de sodium, et si l'on ne fait rien sa concentration dans la solution augmente et le mélange se colore en noir et finit par former un metalloïde conducteur de courant et là c'est le court circuit assuré avec toutes les nuisances qui s'en suivent.
Il faut donc maintenir la temperature a un point critique à la "presque-solidification" du NaOH, on doit le voir cristaliser sur le bord de la canette. Car à ses temperatures là le sodium reste peu soluble dans la soude et sera récuperable. Seulement 20°C au dessus et ce sera impossible...

Donc voila une question que je me pose egalement:
J'ai un peu de mal a comprendre pourquoi le sodium métallique surchauffé n'entre pas en combustion dans l'air alors qu'il est sensé y brûler dès 115°C, à l'étape ou il flotte en surface du NaOH?

Et si je comprends bien l'eau produite a l'anode par la demi-reaction: 4HO- -> 2H2O + O2 + 4e-
est immediatement vaporisé sous de telles température
et ne nous cause aucun souci.

Pour les 1 centimetres plongeant du fil de cathode, je trouve que c'est domage de se priver d'une plus belle surface d'electrode.
Mais peut etre est-ce pour sécuriser le procédé, en effet si la solution devient accidentellement un metalloïde et que le court-circuit se produise, alors ce petit fil servira de fusible et grillera en stoppant la circulation du courant?

Geoffrey


Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses

ECOLAMI

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Posté le : 04/07/2006, 21:25 (Lu 29154 fois)
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Merci d'apporter ces informations trés complètes et utiles!
J'ignorais que le sodium métallique puisse se dissoudre dans la soude. Peut-être un autre sel n'aurait pas ces inconvénients...


Tri+traitement Produits chimiques 77 (Seine et Marne)

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20845]

chrome VI

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Posté le : 04/07/2006, 23:16 (Lu 29144 fois)
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Merci pour toutes ces informations .
Comment extraire le sodium de l'alliage sodium-mercure (amalgame) qui est formé ? Merci .

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20851]

(Pr Longuedent)

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Posté le : 05/07/2006, 00:01 (Lu 29138 fois)
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Si tu veux vraiment récupérer le sodium, il y a peut être un moyen en faisant une distillation sous pression réduite du mercure... On l'évaporerait et ensuite on aurait notre sodium, ceci dit, étant donné la haute toxicité du mercure et la faible température de fusion du sodium, je me demande si c'est faisable...

Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20869]

(blackout)

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Posté le : 05/07/2006, 02:04 (Lu 29129 fois)
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le problemme c'est que ton mercure il s'évapore a 320°C sui mes souvenirs sont bon !

Et le sodium brule vers 120 150°C
donc !

Il faudrais faire ca sous atmosphere d'argon ! et SOUS vide je ferai la manipe un jour .... mais le mercure samalgame avec seulement 5% de Na bref il en faud du mercure !

Sa distillation ne me fait pas peur .. je pense que sous argon avec du rodavis et en passent les gaz de la prise a vide dans 2 flacon laveur remplis d'ea ca devrais etre sécurisé !!!

Et on peu sécurisé en ajoutant en plus deux refrigerent .... pour le vigreux on peut s'en passer !


Le tout en exterieur avec un masque a gaz et des gants !
On control l'operation a distance avec une ralonge electrique !
une fois tout le mercure parti on coupe lalimantation et on ne saproche qu'une fois tout le dispositif froid !


Et la tu ne respire pas de vapeur car toute la manipulation est faite a distance seul le mercure a l'etat l'iquide est manié !

Pour le vide j'ai simple !
On injecte de largon afin de substituer l'air ! puis on actionne la trompe a eau (on dispose de 2 flacon laveur entre le tube a vide et la trompe a eau et un robinet entre le tube a vide et la baterie de flacon laveur une fois le vide effectué on ferme la vanne puis on met en route le dispositif et on se CASSE LE PLUS LOINS !


a mon avi c'ets totalement sans risque !
juste avoir un protocole BETON !


Re: Synthèse de sodium au moyen d'électrolyses [20870]

(blackout)

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Posté le : 05/07/2006, 02:09 (Lu 29128 fois)
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autre chiose pour extraire le sodium le protocole est simple ... car il durci le bougre !!!!!!


Alors vous prenez un balon vous injectez de largon dedent puis vous fermez le ballon (RODAVIS = BOUCHON !)
vous chauffez a temperature de fusion ! delicatement puis vous remuez le balon en le laissent refroidire ! ca devrais decolé le sodium et formé des perles .... vous les plongez IMEDIATEMENT dans de l'huile de vaseline ... ou vous faites un moule a lingos sous argon mais bon ..... on est pas des usines non plus !



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