Les principes et les applications de l'électrolyse

Résumé du document

Dossier de Physique/Chimie réalisé dans le cadre d'un Master 1 environnement sur le principe et les applications industrielles de l'électrolyse. Sont traités aussi les déchets et les sous et co-produits générés suivis d'exemples d'application.

Extraits

[...] Les métaux nobles ne réagissent pas comme le cuivre. En effet ils tombent à la surface et forment un dépôt anodique. Les métaux avec un potentiel standard positif peuvent être, tout comme le cuivre, nettoyés par électrolyse (argent par exemple). Production d'aluminium par électrolyse de l'alumine dissoute dans un bain de cryolithe fondue à 950°C (13000 kWh) PRODUCTION DE CHLORE ET DE SOUDE PAR ÉLECTROLYSE À MEMBRANES, À DIAPHRAGME OU SUR ÉLECTRODE DE MERCURE ELECTROSYNTHÈSE ORGANIQUE DÉCHLORURATION PAR TRAITEMENT ÉLECTROLYTIQUE APPLIQUÉ À DES MATÉRIAUX EN BRONZE. [...]

[...] Comme par exemple, les déchets provenant des équipements informatiques et de télécommunications. Sont compris connecteurs et leurs contacts, cartes à puce et tout circuit électronique, les fils d'attache, les nez de carte, les rebuts de bijoux, les processeurs d'ordinateur, etc. Les métaux ferreux, non ferreux et précieux. Cuivre pollué Les déchets concernés par ces méthodes sont les déchets minéraux (liquides, bains, boues) contenant des métaux en solution, les déchets de synthèse et autres opérations de chimie organique, les déchets minéraux liquides et boueux de traitements chimiques. [...]

[...] Dans ce dernier cas, soit on mesure la quantité d'électricité mise en jeu au cours de la réaction électrochimique, soit on mesure un dépôt sur l'électrode. On opère le plus souvent à potentiel ou à intensité constante. Un avantage de cette méthode est que l'on maîtrise parfaitement les conditions opératoires. La séparation par électrolyse consiste à éliminer une espèce dissoute (ou plusieurs) sous forme d'un solide déposé sur ou dans l'électrode. Les conditions opératoires et le milieu ont une influence sur la qualité du dépôt et son adhérence. [...]

[...] Nous distinguons deux types d'électrode : - l'anode est le siège d'une réaction d'oxydation : Red ( Ox + ne la cathode est le siège d'une réaction de réduction : Ox + ne- ( Red Si l'on applique un courant électrique entre les deux électrodes, les ions positifs migrent jusqu'à la cathode pendant que les ions négatifs se déplacent en direction de l'anode. Les ions positifs sont appelés cations alors que les ions négatifs sont eux appelés anions. Les cations sont capables, en raison de leur valence, de capter des électrons. [...]

[...] Cuve rectangulaire Dans une cuve de forme allongée, souvent de faible profondeur, les électrodes sont disposées près du fonds, sans séparateur : le flot d'électrolyte les traverse, soit par gravité naturelle, soit à contre- courant par pompage forçant le flux de haut en bas. Cuve cylindrique Dans une telle cuve, les électrodes sont empilées alternativement, avec des séparateurs isolants, mais perméables aux ions, d'une épaisseur voisines du millimètre, les électrodes sont donc bipolaires : l'électrolyte est injectée entre elles du centre vers la périphérie. Cette configuration permet de traiter efficacement les électrolytes de faible conductivité. Dans la pratique, les électrodes sont légèrement inclinées pour améliorer l'évacuation des gaz dégagés par l'électrolyse. C'est la configuration la plus utilisée. [...]