​
BUILD IT FROM HOME !
Harmless fun in the workshop and outdoors
by Frogmobile
FAITES LE VOUS MEME!
Joyeux projets en atelier et en plein air
par Frogmobile
Cellule d'électrolyse du sel (NaCl) pour obtenir du Chlorate de sodium (NaClO3)
Il est aujourd'hui impossible d'acheter du Chlorate de soude. Le bon vieux désherbant de notre enfance avec lequel on faisait fusées, pétards et feux d'artifice. Le chlorate de sodium donne des composés instables sensibles à la chaleur et aux frottements et je ne le recommande ABSOLUMENT PAS pour confectionner des poudres. Pour ce faire il faut le convertir, c'est à dire obtenir du Chlorate de Potassium en jouant sur une réaction très amicale en chimie qui s'appelle "ion exchange" en Anglais ou quelque chose comme ça en Français. Le sodium étant lègèrement electro-negatif au potassium, les ions potassium se substituent automatiquement aux ions sodium en mettant les deux solutions en présence. Le produit final est du chlorate de potasse (KClO3) et du sel (NaCl). Un autre avantage du KClO3 sur le NaClO3 c'est sa très faible solubilité dans l'eau froide, ce qui rend aisé sa précipitation et récupération finale.
Pour l'électrolyse il faut une anode et une cathode. La cathode (passive) peut être en acier inox de bonne qualité. L'anode par contre, soumise à une corrosion féroce doit obligatoirement être en tinane platiné. J'ai acheté ces anodes sur Ebay (en provenance d'Israel) pour un prix raisonnable.
Un poste pouvant fournir au moins 40 ampères en bas voltage. Le voltage en circuit ne dépassera pas 4 ou 5 volts (pour 15 v en circuit ouvert). Voir du coté des chargeurs de batteries puissants. J'ai un poste fabriqué moi même en Nouvelle Zélande en 1977 pour l'électroplating (Nickel, argent, or)!
Une solution saturée de sel (NaCl) chauffée au préalable à 80°C.
Le conteneur doit obligatoirement être en pyrex, tout autre matériau sera bouffé par l'action chimique du sodium hypochlorite (NaClO) qui de forme lors de la réaction. J'utilise des bocaux en verre ordinaire de 2l très pratiques mais je dois faire très attention aux chocs thermiques lors du remplissage, (préchauffe à l'eau chaude).
Le Ph doit rester aux environs de 6.5 (faiblement acide) Ajuster à l'acide chlorhydrique dilué.
L'efficacité ne dépassera pas 70% mais la chaleur produite est utile à la réaction, la solution ne doit pas descendre en dessous de 70°C.
Mon poste ne peut pas dépasser 12 ampères (pour les deux cellules) donc 6 ampères par cellule, ce qui est faible et la chaleur produite est insuffisante, ce qui m'oblige à entourer les bocaux de linges pour conserver la température autour de 70°C.
La quantité de courant requise est assez considérable surtout quand comme moi, on est sur banque de batteries. Il faut environs 1368 Amp/heure pour convertir (théorique) 8.55 mole de NaCl (500gr) soit pour Ikg: 2736 A/h en 4.5 volts soit 12312 watts/heure. Ma double cellule consomme autant que le frigo mais 24h/24! Cela prend environs 8jours pour obtenir 0.8 Kg
L'ajout de faible quantité de Bichromate de sodium améliore l'efficacité de la réaction mais ce produit n'est pas facile à se procurer en petites quantités (cher et controlé à cause de sa toxicité).
NaCl + 3H2O →[DC]→ NaClO3 + 3H2 formule simplifiée de l'élecrolyse du sel
NaClO3 + KCl → KClO3 + NaCl Formule de l'échange ion Na - ion K. Aujourd'hui j'ai un bidon de 20 l coupé (voir photo) et je connecte les anodes directement sur la banque de batteries 12v. J'obtiens 80 ampères et 80° de température assez rapidement mais la consommation est énorme. J'assiste avec tous les panneaux solaires et un générateur 12v.
La réduction de l'hypochlorite de soude est aussi avantageuse mais coûte plus cher (30$ pour 20 l)
Le Chlorate de potassium entre dans la composition d'une de mes poudres (Nitrax15) à valeur de 15% des oxydants et dans la composition des amorces pour le tir à percussion ainsi que dans les amorces à friction pour le canon de mon copain Polo le Tchèque.
Electrolysis of salt to obtain Sodium Chlorate
It is currently impossible to buy Chlorate of soda. The good old weedkiller from our childhood with which we made rockets, firecrackers and fireworks. Sodium chlorate produces unstable compounds sensitive to heat and friction and I ABSOLUTELY do not recommend it for making powders. To do this you have to convert it, that is to say obtain Potassium Chlorate by playing on a very friendly reaction in chemistry which is called "ion exchange" in English or something like that in French. Sodium being slightly electro-negative to potassium, potassium ions automatically substitute for sodium ions by bringing the two solutions together. The final product is chlorate of potash (KClO3) and salt (NaCl). Another advantage of KClO3 over NaClO3 is its very low solubility in cold water, which makes its precipitation and final recovery easy.
For electrolysis you need an anode and a cathode. The (passive) cathode can be made of good quality stainless steel. The anode on the other hand, subject to fierce corrosion, must be made of platinum tinane. I bought these anodes on Ebay (from Israel) for a reasonable price.
A station capable of supplying at least 40 amps at low voltage. The circuit voltage will not exceed 4 or 5 volts (for 15 v in open circuit). Look at powerful battery chargers. I have a station made myself in New Zealand in 1977 for electroplating (Nickel, silver, gold)!
A saturated salt solution (NaCl) previously heated to 80°C.
The container must be made of Pyrex, any other material will be eaten by the chemical action of the sodium hypochlorite (NaClO) which forms during the reaction. I use very practical 2l ordinary glass jars but I have to be very careful about thermal shock when filling (preheat with hot water).
The Ph should remain around 6.5 (weakly acidic). Adjust with diluted hydrochloric acid.
The efficiency will not exceed 70% but the heat produced is useful for the reaction, the solution must not drop below 70°C.
My station cannot exceed 12 amps (for the two cells) so 6 amps per cell, which is low and the heat produced is insufficient, which forces me to surround the jars with cloths to keep the temperature around 70° c.
The amount of current required is quite considerable, especially when, like me, you are on a battery bank. It takes around 1368 Amp/hour to convert (theoretical) 8.55 moles of NaCl (500gr) or for Ikg: 2736 A/h into 4.5 volts or 12312 watts/hour. My double cell consumes as much as the fridge but 24 hours a day! It takes around 8 days to obtain 0.8 Kg
The addition of small quantities of sodium bichromate improves the efficiency of the reaction but this product is not easy to obtain in small quantities (expensive and controlled because of its toxicity).
NaCl + 3H2O →[DC]→ NaClO3 + 3H2 simplified formula for salt electrolysis NaClO3 + KCl → KClO3 + NaCl Formula for Na ion - K ion exchange. Today I have a cut 20 l can (see photo) and I connect the anodes directly to the 12v battery bank. I get 80 amps and 80° temperature quite quickly but the consumption is enormous. I attend with all solar panels and a 12v generator. The reduction of sodium hypochlorite is also advantageous but costs more ($30 for 20 l) Potassium Chlorate is used in the composition of one of my powders (Nitrax15) at a value of 15% of the oxidants and in the composition of the primers for percussion shooting as well as in the friction primers for the barrel of my friend Polo the Czech.