Electrolyse de l'eau

[Mathias Rocher]

Salut.

Les demandes d'aide aux devoirs sont hors charte ici, donc je renvoie
sur le forum approprié :
fr.education.entraide.physique-chimie
Suivi là-bas.

À part ça, peux-tu dire ce que tu as fait et où tu bloques ?

--
Mathias Rocher

Supposons que pour generer de l'hydrogene, on electrolyse de l'eau par
un courant continu : on sait que la quantite de H2 est proportionnelle
au courant, donc inversement proportionnelle a la resisitivite de
l'eau,
evaluee a 2,5 KOhm / cm a temperature et pression ambiante.
On m'a indique la formule de Faraday pour
m = (1 / 96500) (A / n) I T
    m : quantite de gaz (en grammes)
    A : masse atomique
    n : nombre de valence n
    I : intensite (en Amperes)
    T : temps (en secondes)
On cherche les moyens permettant d'augmenter la quantite de H2.
- Par modification de l'electrolyte ?
  Si oui, quels produits utiliser ?
- Quel metaux utiliser pour l'anode et la cathode,
  afin d'eviter un depot d'electrolyte sur leur surface ?
- Autre suggestion ?
- Augmenter la surface des electrodes ?
- Diminuer l'ecart entre anode et cathode ?
  Si oui, est-ce qu'un ecart trop faible
  ne va pas pieger des bulles de gaz ?
- Circulation forcee de l'electrolyte ?
- Y a t'il une difference de rendement entre un courant
  continu, et un courant unidirectionnel pulsé ?
Merci pour vos reponses et suggestions.

[5***@free.fr]

Post by Mathias Rocher
Salut.
Les demandes d'aide aux devoirs sont hors charte ici, donc je renvoie
fr.education.entraide.physique-chimie
Suivi là-bas.

Mais ce n'est pas un devoir !
Je ne suis pas chimiste, ni etudiant en chimie, et
c'est pourquoi je poste cette question aux chimistes.

Post by Mathias Rocher
À part ça, peux-tu dire ce que tu as fait

Je redresse le 220V secteur en double alternance
et plonge deux fils de cuivre dans un recipient d'eau !
Je n'ai pas de materiel de chimie, ni acces a un labo.

Post by Mathias Rocher
et où tu bloques ?

A voir la formule de Faraday, il me semble que la seule variable
sur laquelle je puis jouer est l'intensite du courant electrique, or,
ce qui le limite est la resistivite de 2,5 KOhm/cm : je suppose
qu'un chimiste peut m'indiquer comment diminuer cette valeur ?
On m'a suggere l'adjonction de sel de cuisine, est-ce efficace ?

[Jacques_Lavau]

Post by 5***@free.fr

Post by Mathias Rocher
Salut.
Les demandes d'aide aux devoirs sont hors charte ici, donc je renvoie
fr.education.entraide.physique-chimie
Suivi là-bas.

Mais ce n'est pas un devoir !
Je ne suis pas chimiste, ni etudiant en chimie, et
c'est pourquoi je poste cette question aux chimistes.

Post by Mathias Rocher
À part ça, peux-tu dire ce que tu as fait

Je redresse le 220V secteur en double alternance
et plonge deux fils de cuivre dans un recipient d'eau !
Je n'ai pas de materiel de chimie, ni acces a un labo.

Post by Mathias Rocher
et où tu bloques ?

A voir la formule de Faraday, il me semble que la seule variable
sur laquelle je puis jouer est l'intensite du courant electrique, or,
ce qui le limite est la resistivite de 2,5 KOhm/cm : je suppose
qu'un chimiste peut m'indiquer comment diminuer cette valeur ?
On m'a suggere l'adjonction de sel de cuisine, est-ce efficace ?

Ta manip est fort dangereuse :
220 V du secteur, c'est énorme, alors que les fcem à vaincre sont de
l'ordre de 2 V.
Les risques d'électrocution, d'incendie et d'explosion sont là poussés
au delà de l'admissible.

Tu dois séparer très nettement les compartiments anodique et cathodique,
et les gaz qu'on y recueille, sinon tu prépares un mélange détonnant.

Ne travaille que derrière un transformateur abaisseur, isolé. Au grand
maxi 24 V, de préférence moins de 10 V, avant redresseurs. Soit quelques
9 V après diodes.
Ton pont de diodes au secondaire doit être monté sur refroidisseurs. Un
claquage te préparerait du mélange tonnant direct.
Prévois aussi un fusible sur le primaire.

La chimie est un métier qui ne s'improvise pas.
Un gros trou au plafond d'une des salles du lycée Patay :
Notre jeune collègue avait mis "un petit morceau" de lithium dans l'eau.
Mais personne ne lui avait enseigné "petit" de combien. Elle a mis
l'équivalent d'un ongle de pouce...
Heureusement qu'aucun de ses élèves ne s'était penché sur la paillasse,
sinon elle passait en correctionnelle...

Oui, n'importe quel électrolyte soluble et aux composants peu volatils
convient. Avec NaCl, ton dioxygène anodique va être pollué de dichlore.
Si tu le laisses se répandre dans la pièce, le dichlore te fera sans
doute tousser, et corrodera ton garage ou ta cuisine. Mieux vaudrait
NaOH, qui est sacrément plus dangereuse à manipuler, et que je te
déconseille vivement.
Moins dangereuse sera la manip avec du carbonate de sodium : le
déboucheur à éviers. Ne dépasse pas la concentration 0,1 N.
Encore plus simple : un peu de lessive.

[5***@free.fr]

Post by Jacques_Lavau
220 V du secteur, c'est énorme, alors que les fcem à vaincre sont de
l'ordre de 2 V.
Les risques d'électrocution, d'incendie et d'explosion sont là poussés
au delà de l'admissible.

Je reconnais que laisser la phase du secteur
parcourir le montage soit un risque inutile.

Post by Jacques_Lavau
Tu dois séparer très nettement les compartiments anodique et cathodique,
et les gaz qu'on y recueille, sinon tu prépares un mélange détonnant.

Oui, d'ailleurs je ne recherche ici que l'hydrogene seul.

Post by Jacques_Lavau
Ne travaille que derrière un transformateur abaisseur, isolé. Au grand
maxi 24 V, de préférence moins de 10 V, avant redresseurs. Soit quelques
9 V après diodes.
Ton pont de diodes au secondaire doit être monté sur refroidisseurs. Un
claquage te préparerait du mélange tonnant direct.
Prévois aussi un fusible sur le primaire.

Je prevois un transfo 4:1 pour l'isolation galvanique,
suivi d'un pont de diodes et d'un condensateur de filtrage,
suivi d'un ballast a transistor serie pour doser la tension,
suivi d'un limiteur de courant a seuil ajustable.

Je cherche la tension maximale disponible afin d'obtenir le courant
le plus eleve, la quantite d'H2 lui etant proportionnelle ...
Et s'il est possible d'abaisser la resistivite de l'eau
par ajout d'un produit non corrosif, je suis preneur !

Post by Jacques_Lavau
Oui, n'importe quel électrolyte soluble et aux composants peu volatils
convient. Avec NaCl, ton dioxygène anodique va être pollué de dichlore.
Si tu le laisses se répandre dans la pièce, le dichlore te fera sans
doute tousser, et corrodera ton garage ou ta cuisine. Mieux vaudrait
NaOH, qui est sacrément plus dangereuse à manipuler, et que je te
déconseille vivement.
Moins dangereuse sera la manip avec du carbonate de sodium : le
déboucheur à éviers. Ne dépasse pas la concentration 0,1 N.
Encore plus simple : un peu de lessive.

Mais quel additif donnera la plus basse resistivite ?

Et pour le metal des electrodes, y a t'il une preference ?
Je suppose qu'un depot sur les electrodes va diminuer le
passage du courant : quel metal y serait le moins sensible ?

Et quelle forme d'electrode serait la plus efficace pour
augmenter le passage du courant sans pieger les bulles :
deux plans paralleles, ou deux cylindres concentriques ?

Je pense utiliser des feuilles d'aluminium, pour augmenter
la surface des electrodes et varier facilement leur forme.

[Raymond Schmit]

Post by 5***@free.fr

Post by Jacques_Lavau
220 V du secteur, c'est énorme, alors que les fcem à vaincre sont de
l'ordre de 2 V.
Les risques d'électrocution, d'incendie et d'explosion sont là poussés
au delà de l'admissible.

Je reconnais que laisser la phase du secteur
parcourir le montage soit un risque inutile.

Post by Jacques_Lavau
Tu dois séparer très nettement les compartiments anodique et cathodique,
et les gaz qu'on y recueille, sinon tu prépares un mélange détonnant.

Oui, d'ailleurs je ne recherche ici que l'hydrogene seul.

Que va-tu en faire ? Imiter le Hiddenburg ?

[Jacques_Lavau]

Post by 5***@free.fr

Post by Jacques_Lavau
220 V du secteur, c'est énorme, alors que les fcem à vaincre sont de
l'ordre de 2 V.
Les risques d'électrocution, d'incendie et d'explosion sont là poussés
au delà de l'admissible.

Je reconnais que laisser la phase du secteur
parcourir le montage soit un risque inutile.

Post by Jacques_Lavau
Tu dois séparer très nettement les compartiments anodique et cathodique,
et les gaz qu'on y recueille, sinon tu prépares un mélange détonnant.

Oui, d'ailleurs je ne recherche ici que l'hydrogene seul.

Post by Jacques_Lavau
Ne travaille que derrière un transformateur abaisseur, isolé. Au grand
maxi 24 V, de préférence moins de 10 V, avant redresseurs. Soit quelques
9 V après diodes.
Ton pont de diodes au secondaire doit être monté sur refroidisseurs. Un
claquage te préparerait du mélange tonnant direct.
Prévois aussi un fusible sur le primaire.

Je prevois un transfo 4:1 pour l'isolation galvanique,
suivi d'un pont de diodes et d'un condensateur de filtrage,
suivi d'un ballast a transistor serie pour doser la tension,
suivi d'un limiteur de courant a seuil ajustable.
Je cherche la tension maximale disponible afin d'obtenir le courant
le plus eleve, la quantite d'H2 lui etant proportionnelle ...
Et s'il est possible d'abaisser la resistivite de l'eau
par ajout d'un produit non corrosif, je suis preneur !

Post by Jacques_Lavau
Oui, n'importe quel électrolyte soluble et aux composants peu volatils
convient. Avec NaCl, ton dioxygène anodique va être pollué de dichlore.
Si tu le laisses se répandre dans la pièce, le dichlore te fera sans
doute tousser, et corrodera ton garage ou ta cuisine. Mieux vaudrait
NaOH, qui est sacrément plus dangereuse à manipuler, et que je te
déconseille vivement.
Moins dangereuse sera la manip avec du carbonate de sodium : le
déboucheur à éviers. Ne dépasse pas la concentration 0,1 N.
Encore plus simple : un peu de lessive.

Mais quel additif donnera la plus basse resistivite ?

Dans les manuels d'électrochimie, on trouve des tables de mobilité
ionique. Le champion est le H3O+. Mais OH- n'est pas mal non plus.

Post by 5***@free.fr
Et pour le metal des electrodes, y a t'il une preference ?
Je suppose qu'un depot sur les electrodes va diminuer le
passage du courant : quel metal y serait le moins sensible ?
Et quelle forme d'electrode serait la plus efficace pour
deux plans paralleles, ou deux cylindres concentriques ?
Je pense utiliser des feuilles d'aluminium, pour augmenter
la surface des electrodes et varier facilement leur forme.

Surtout pas ! Bien trop corrodable !
Ce n'est pas pour rien que dans les labos d'électrochimie, on emploie le
platine et le graphite.
Procure-toi un manuel d'électrochimie, notamment industrielle.
C'est moins cher d'occasion.

Goscinny fait dire à Roy Bean (La loi à l'ouest du Pecos) : "J'aurais dû
lire ce Code plus tôt. C'est plein de choses intéressantes, et même
utiles pour un juge".

[5***@free.fr]

On Apr 7, 5:32 pm, Jacques_Lavau

Post by Jacques_Lavau
Dans les manuels d'électrochimie, on trouve des tables de mobilité
ionique. Le champion est le H3O+. Mais OH- n'est pas mal non plus.

J'ai lu qu'a temperature ambiante, les molecules
de H2O se scindent en H+ et OH- puis se reforment :
est-ce que chauffer l'eau en facilitera l'electrolyse ?

Post by Jacques_Lavau

Post by 5***@free.fr
Je pense utiliser des feuilles d'aluminium, pour augmenter
la surface des electrodes et varier facilement leur forme.

Surtout pas ! Bien trop corrodable !

D'accord, c'est noté.

Post by Jacques_Lavau
Ce n'est pas pour rien que dans les labos d'électrochimie,
on emploie le platine et le graphite.

Vu le prix du platine, j'utiliserai du graphite.

Post by Jacques_Lavau
Procure-toi un manuel d'électrochimie, notamment industrielle.
C'est moins cher d'occasion.
Goscinny fait dire à Roy Bean (La loi à l'ouest du Pecos) : "J'aurais dû
lire ce Code plus tôt. C'est plein de choses intéressantes, et même
utiles pour un juge".

Certes, pour un professionnel ... mais pour un dilettante ?
Je crois la manip possible sans faire un cursus de chimie,
en recoupant les informations donnees par des conoisseurs.