Electrolyse du sulfate de zinc. Chaleur de
formation. 1. équivalent de zinc (32^'',5) cït>gago i><>ur se Iramlormer en oxyde hydraté, 41*^,8, en donnant 49^^5 de 2nO,H*0 qui, en devenant sulfate, dégagent encore ll'^J,
32^,5 de zinc, en se transformant en sulfate, [iégagent donc 53^,5.
Force électromotrice nécessaire :
^^ 9volts oo
Calories exigées pour libérer 1 kiioj. de zinc :
— ^--r-;^ = IGTG^ou 721300 ^smi^^-
Fo^^ce nécessai7^e pour précipiter l m^os. de zinc par
Âewe :
75 X 3(500 •" Le manque de données sur la rési&tance des solutions ziti- <îiques nous empêche de calculer le travail absorbe par les résistances. Les expériences faites sur ce prot-édé par M. Cadiat, sous la direction de Niaudet (1), permettent de combler cette lacune. Voici les conditions de lexpérience :
Nombre de bains en tension 5
Intensité du courant 75 luppèi™
Force électromotrice , , . 13"'''^^%05
Durée de Texpérience ....... 4^', 15"^
Poids du zinc obtenu l^'^*^*? , 175,
<1) L'Electrolyse, Chap. XIV.
La machine employée donnait un rendement mécanique de 0,75. Le travail total dépensé était donc 13,05X75
"7 , Q. ^ ^ -Trr = 133 kgmètrea
9,81 X 0,7o ce qui correspond à 5 chevaux environ pour précipiter 1 kiio?, de zinc en 1 heure.
Le travail effectif est donc le double environ du travail théorique de dissociation et, en supposant une bonne machine à vapeur consommant 2 kiiog. de charbon par cheval-heure, le poids de charbon nécessai7^e à la précipitation de 1 hiiog. de zinc est :
5,0 X 2 = 10 kiiog.
249. Electrolyse du chlorure de zinc. Chaleur de formation, 1 équivalent de zinc dégage, en se transformant en chlorure dissous 56^,4. D'où :
Force électromotrice minima : 2''**"^4G.
Force théor. nécessaire pour libérer 1 huog. de zinc par heure : 2^''-^-73.
Ou, en admettant le même rapport du travail théorique au travail effectif que clans le traitement précédent : 2,73 X 2 == 5^1^ -^46.
Poids de charbon par kilog, de zinc : 10'^"-, 92.
250. Electrolyse du carbonate zinco-ammonique. Chaleur de foivnation. En laissant de côté l'hypothèse de la formation d'un sel double et en admettant que le sel ammoniac et le carbonate zincique échangent leur métal, la décomposition du chlorure de zinc exigera 56^,4 et l'o» trouvera :
Force électromotrice mifwna : 2'®^^«,45.
Force théor, par kil, de zinc en une heure : 2^^'"^-,7.
Force effectioe par kil. de zinc en une heure : 5-'*"^', 4.
Poids de charbon par kiL de zinc : 10"^"-, 8.
Les données thermochimiques ne permettent pas actuelle-
ment de calculer exactement la force nécessaire dans l'hypothèse d'un sel double, mais il n'est pas probable que ce chiffre diffère notablement de celui que nous venons de calculer.
261. Dissociation du sulfure de zinc. Chaleur de formation. Le bain est une solution de sulfate de zinc.
1 équivalent dc zinc, en se transformant en sulfure, dégage 21^5. D'où :
Force électromotricc minima : 0''®",94.
Force théor. par kiL de zinc en U7ie heure : l*^*'-^'',04.
Fœ^ce effective par ML de zinc en une heure.
En admettant, à cause de la moindre conductibilité des anodes en sulfure, un rendement de 0,40 seulement, au lieu de 0,50, la force effective est :
Poids de cha^^bonpar ML de zinc : 5^"-, 2.
Remarquons toutefois que, outre le sulfure de l'anode, le courant doit décomposer une partie de la solution de sulfate circulant dans les voltamètres ; en admettant que la moitié du minerai soit employée comme anodes et l'autre moitié en solution, la force nécessaire sera
2^2 ' '^ et la consommation de charbon par Mlog. de zinc : 7^"-, 6.
252. Electrplyse des sels de cuivre. Ce problème peut se résoudre comme les précédents dans les différents cas ; mais nous renvoyons aux §§ 88 et 90, où la question a été longuement exposée. On verra aisément que les chiffres trouvés (i0-^"-,2 de cuivre pour l'électrolyse du sulfate et 23^"-,6 de cuivre pour la dissociation du sulfure, par 24 heures et par cheval), correspondent respectivement à 4^"-,7 et 2''"-,0 de charbon par kilog. de cuivre dans les deux cas.
Remarquons toutefois que, pour établir le second chiffre, nous n'avons pas tenu compte :
1. Que la solution, pour les raisons qu'on verra plus loin, doit circuler dans les voltamètres et qu'elle est en partie électrolysée, ce qui exige une dépense de force supérieure à celle que nous avons supposée.
2. Que les sulfures de cuivre obtenus industriellement, tels que les mattes, ne sont pas toujours à formule bien définie. Outre GuS et Fe*S', que Ton trouve en plus grande quantité dans les mattes pauvres, on rencontre dans les mattes riches Cu S, Cu en filaments très fins, FeS^ et même des sulfures de fer contenant moins de 1 équivalent de soufre pour 1 équivalent de métal. Ces produits doivent d'ailleurs être considérés, vu les proportions très variables suivant lesquelles on y rencontre tous ces corps, plutôt comme des mélanges de sulfures de cuivre et de fer que comme des combinaisons bien définies. L'énergie de dissociation peut donc avoir des valeurs très difierentes de celle que nous avons trouvée pour le bisulfure de cuivre et la consommation de charbon par kilog. de cuivre pourra s'écarter assez bien du chiffre 2 wi..
253. Dissociation du sulfure de plomb. Chaleur de formation, 1 équivalent (i03*^'',5) de plomb exige, pour être obtenu de son sulfure, 8 -,9. D'où :
Force électromoùnce minima : 0^®^-,39.
Force théor, nécessaire pour libeller 1 Miog. de zinc par* heure : 0^"--'-,i4.
En admettant encore un rendement de 0,40, la force effeciice est : 0^»'- ^'-,38.
Poids de charbon par kilog, de plomb : 0^*^-,T6.
Mais en supposant que, par le fait de la circulation du liquide dans les vaisseaux électrolyliques, la moitié du minerai soit employée comme anode et l'autre moitié transformée en nitrate pour alimenter les bassins, comme le plomb du liquide électrolytique est précipité du nitrate, il faut tenir compte du charbon dépensé pour cette dissociation.
Chaleur nécessaire à la libération du plomb de son nitrate : 34^,4.
Fo7^ce électromotrice correspondante : i^°",5.
Force nécessaire pour précipiter 1 nuog. de plomb par heure : 0«^-^-,55.
Force effective^ pour un rendement de 0,70 : 0^**-^'-,78.
Ce qui correspond à i'^^-jOÔ de charbon.
La force consommée réellement serait ainsi :
Et la consommation de charbon : 1^"-,15, sans y comprendre le charbon nécessaire à la formation du liquide, qui pourra être très différent suivant les cas.
254. Dissociation du chlorure de magnésium anhydre. Chaleur de formation, 1 équivalent (12 gr) de magnésium exige, pour être obtenu de son chlorure solide, 75^,5.
Force électromotrice minima : 3^®^'^,4.
Force nécessaire pour libérer 1 huog. par heure, sans tenir compte des résistances : 9*^^-^-, 8.
Poids de charbon par kilog, de magnésium : 19^"-,6.
En doublant, pour tenir compte de la polarisation et des résistances, on trouve comme chiffres minima :
Environ 19 chevaux-heures et 38 kiiog. dc charbon par kilog de magnésium.
255. Dissociation de l'alumine anhydre. Chaleur de formation, 1 équivalent (9 gr.) d'aluminium exige, pour être obtenu de son oxyde, 65^,4.
Force électro^not^nce minima : 3 voits.
Force nécessaire pour libérer 1 fniog, par heu7'e, sans tenir compte du travail des résistances : ll*^^-^-,4.
Poids de charbon par kilog. d'aluminium : 22*^" ,8.
En doublant on trouve comme chiffres minima :
Environ 23 chev. heures et 46 k»iog. de charbon par kilog. d'aluminium.
256. Dissociation du fluorure d'aluminium anhydre. Chaleur de formation, La chaleur de formation du fluorure d'aluminium n'a pas été déterminée expérimentalement.
En se basant sur la chaleur de formation de Tacide fluorhydrique et sur les difierences que présentent dans leurs chaleurs de formation les sels haloïdes de Taluminium, on peut admettre par analogie le nombre 73*^,3 par équivalent (9 gr.).
Force électromotrice minima : 3^'*^"®, 19.
Force nécessaire pour libérer 1 huog. par heure, sa7is tenir compte des résistances : 13 chev.-v.
Poids de charbon par kilog, d'aluminiu7n : 26 ^'••'^s.
En doublant on trouve comme chiffres minima .
Environ 26 chev.-heures et 52 kuog. de charbon par kilog. d'aluminium.
On consomme à Salindres, par le procédé Deville, 29 kiiog. de charbon pour la réduction et 25 kiiog. pour la préparation du réducteur (sodium), en tout 54 kiiog de charbon par kilog. d'aluminium.
