Elektrosynteza

W chemii The Elektrosynteza jest sposób syntezy z substancji chemicznych według procesów elektrolitycznych . Proces elektrolizy polega na wymuszeniu niespontanicznej reakcji poprzez wymuszenie prądu lub napięcia z jednoczesnym utlenianiem anodowym i redukcją katodową .

Główne électrosynthèses przeprowadzane na dużą skalę są wytwarzanie aluminium przez elektrolizę (Al) i elektrolizę solanek z chlorku sodu (NaCl) do wytwarzania chloru (Cl 2 ) stanowi diwodorofosforan (H 2 ), przy czym ' wodorotlenku sodu (NaOH) i tlenków chloru ( podchlorynu sodu (NaClO), chloranu sodu NaClO 3 i nadchloranu sodu (NaClO 4 )).

Korzyści

Elektrosynteza może mieć następujące zalety w porównaniu z procesami syntezy termicznej:

• lepsza efektywność energetyczna;
• dobra łatwość sterowania i dobra selektywność poprzez potencjał elektryczny (E), prąd elektryczny (i) oraz ilość ładunków elektrycznych (Q), co jest dokładnym wskaźnikiem postępu procesu.

Elektrosynteza organiczna

Celem elektrosyntezy organicznej jest wytwarzanie cząsteczek organicznych poprzez elektrolizę odczynników organicznych. Może mieć miejsce w roztworze wodnym lub w rozpuszczalniku organicznym.

• w roztworze wodnym:
  • elektro dimeryzacji z akrylonitrylu do adyponitrylu  : proces Monsanto
  • elektro utleniania z antracenu do antrachinonu  : proces firmy BASF
  • elektro uwodornienie  : synteza kwasu dihydrophtalique  ;

• w polarnym rozpuszczalniku organicznym  :
  • anodowa dekarboksylacja soli kwasów organicznych  : elektroliza Kolbe ,
  • karboksylacja katodowa.

Elektrosynteza minerałów

Celem elektrosyntezy mineralnej jest wytwarzanie nieorganicznych produktów metalicznych lub niemetalicznych z wykorzystaniem procesów elektrolitycznych. Metoda ta jest preferowana w stosunku do innych procesów chemicznych, gdy są one niepraktyczne (metale bardzo elektroaktywne, a zatem nietrwałe w wodzie, difluorek (F 2 )) lub gdy uzyskana czystość jest niewystarczająca. Może mieć miejsce w roztworze wodnym lub w stopionej soli.

Obróbka metalu

Większość metali można odzyskać, uszlachetnić lub wyprodukować przez elektrolizę w dużym tonażu.

• w roztworze wodnym: nazywa się to hydrometalurgią katodową. Ta metoda służy do:
  • czyste metale: Cu , Zn , Cd , Co , Cr , Ni , Mn ,
  • od stopu metalu przez mieszanego złoża ( galwanicznego ) Co-Ni, Co- W , stal  ;

• w kąpielach ze stopionej soli (medium magmowe). Ta metoda służy do:
  • metale bardzo elektrododatnie:
    • metale alkaliczne  : Li , Na (proces Downs), K ,
    • metale ziem alkalicznych  : Ca , Ba ,
  • aluminium (Al) poprzez redukcję boksytu  : proces Halla,
  • z tytanu przez redukcję fluorotitanates .

Wytwarzanie niemetali

• w roztworze wodnym:
  • elektroliza chlorków alkalicznych  : proces chloro-alkaliczny :
    • elektroliza chlorowo-sodowa  : produkcja
    chloru , diwodoru i wodorotlenku sodu z chlorku sodu,
  • produkcja chloru i potasu chloru, diwodoru i wodorotlenku potasu z chlorku potasu (KCl);

Bibliografia

1. Fabien Miomandre, powiedział Sadki, Pierre Audebert i Rachel Méallet-Renault, Elektrochemia - Od koncepcji do zastosowań, 2 nd  edition, Dunod 2011
2. Andrew Hunt, Chemistry od A do Z - 1200 słów do zrozumienia , Dunod, 2006
3. Christine Lefrou, Pierre Fabry i Jean-Claude Poignet, Elektrochemia: podstawy z poprawionymi ćwiczeniami, Nauki EDP, 2009
4. Jacques SIMONET, „ELECTROCHIMY”, Encyclopædia Universalis [online], przeczytano 27 września 2015 r. URL: http://www.universalis.fr/encyclopedie/electrochimie/