Electrolyse de Teau. Travail nécessaire a la
PRODUCTION JOURNALIÈRE DE 3 mètres cubes D'HYDROGÈNE ET DE l'oxygène CORRESPONDANT, PAR L'ÈLECTROLYSE DE L EAU ACI- DULEE, DANS UN BAIN UNIQUE, EN MAINTENANT L' ANODE ET LA CATHODE A UNE DISTANCE DE 0°*,10 ET EN OBSERVANT LA CON- DITION DU TRAVAIL ÈLECTROLYTIQUE MAXIMUM.
Calcul de Vintensité.
1 litre d'hydrogène à 0^ et à la pression normale, pèse CF,08958 (Regnault). Il s'agit de produire en 24 heures
0,08958 X 3000 = 268^,74 d'hydrogène.
La quantité d'oxygène correspondante en volume peut s'obtenir directement en partant de la formule atomique de l'eau. On verra qu'elle est de 1500 "très.
En s'appuyant sur les chiffres de Regnault, on trouve que 1500 litres d'oxygène pèsent
1500 X 1^,43 = 2145 grammes.
La quantité en poids est donnée également par la formule
Les chiffres obtenus par ces deux voies présentent une légère différence. Nous admettrons le second qui est théorique. On peut supposer en effet que Regnault a commis une petite erreur d'expérimentation.
Le problème revient donc à décomposer
268^,74 + 21492^,92 = 2418^,66 d'eau en 24 heures
ou 0^,02799 en 1 seconde.
L'é<îuivalent électrochimique de l'eau étant O™""»-, 09328, le ^i^'
courant nécessaire devra avoir une intensité de 27,99 «^
Calcul de la force contre-électromotrice.
1 équivalent (9 grammes) d'eau, dégageant par sa formation 34%5 [§ 406], la force électromotriee nécessaire à sa décomposition
est [§ 28]
?ll2 \ volt p;a
C*est la force électromotrice inverse résultante si Ton ne tient pas compte de la polarisation.
Caleul des résistances et de la surface anodale.
Pour réaliser la condition du travail électrolytique maximum, nous devrons avoir à notre disposition un générateur débitant 300 ampères avec une différence de potentiels aux bornes de 3 volts.
La résistance extérieure d'un circuit qui ne serait le siège d'aucune force électromotrice et qui comprendrait une dynamo réalisant ces conditions serait donnée par la formule d'Ohm ;
Et dans le cas où, comme ici, la force contre-électromotrice est 1^^^S5, par la formule :
d'où l'on tire : R ?= 0«^™,005.
On ne trouvera pas toujours des machines réalisant exactement les conditions ainsi posées ; on choisira alors celles qui s'en approchent le plus.
Nous supposons que l'on ait sous la main une dynamo de résistance intérieure égale à 0°**'»,001 et débitant 300 ampères avec une différence de potentiels aux bornes de 3 vous dans un
circuit de résistance extérieure égale à 0^^,01; le rapport —
étant égal à 10.
En faisant usage de conducteurs de 0™,02 de diamètre et de 10 mètres dc lougueur, en cuivre rouge de résistance égale S 51 raicrohme, par mètre [§ 396] leur résistance sera 10 X 0,000051 = 0^»»»",00051.
Nous pouvons négliger cette résistance dont il serait d'ailleurs facile de tenir compte.
Supposons que Ion fasse usage comme liquide à électrolyser d'une solution de 12 parties d'acide sulfurique dans 100 parties d'eau en poids, dont la résistance spécifique peut être prise égale à 1^^'",3.
L'écartement des électrodes devant être 0"*,10, la surface s
de l'anode du bain unique sera donnée par la formule :
L'autre moitié de la résistance extérieure est fournie par la force contre-électromotrice équivalente.
D'où l'on tire
s ■= 2600 cent. car. OU 26 décim. carrés.
Travail total par seconde
T = (1,5 X 300) + (300[* 0,006 joules = 450- + 540 = 990 joules.
En 24 heures :
85536060 jouies ou ËË|^^ = 8932245 kgmèt. [§ 394] .
L'énergie de dissociation 1,5 X 300 = 450jouies peut se calculer directement :
Il faut 34^,5 pour dissocier 9 gr. d'eau
et — ^ — -' — -— pour en dissocier 0^^,02799,
, , , ,. 34,5X0,02799X9,8 ,,^ c est-a-dire — ^-^- 7- =-. 445 jouies.
La faible diflerence des deux chiffres provient de ce que les nombres trouvés par les expérimentateurs pour l'équivalent mécanique de la chaleur, l'équivalent éleçtrochimique de leau^.
le nombre de calories dégagées dans les combinaisons ne sont l^as d*une exactitude rigoureuse.
Force nécessaire,
1 chev.-vap. donnant en. 24 heures 6480000 kgmèt, le travail a dépenser sera fourni par une force de 8Q32245 ,.
Force théorique nécessaire à la dissociation ; La proportion
