Soutenance mémoire
Procédé standard de fabrication d’eau de javel [7]
Le procédé « haut titre » mis au point par Arkema consiste à dissoudre le dichlore dans une solution de soude à 50 %. L’eau de javel obtenue titre de 24 à 26 % de chlore actif. Lors de la dissolution, environ la moitié du chlorure de sodium formé précipite et est ainsi éliminée. Des solutions de concentration plus faibles sont ensuite préparées par dilution.
Origine du mot javel
L’Eau de Javel tire son nom de l’ancien village de Javel (aujourd’hui quartier du 15ème arrondissement de Paris) où s’était implantée, en 1784, une manufacture de produits chimiques, près du « moulin de Javelle ». Cette fabrique était la propriété, à l’origine, de nobles proches du Comte d’Artois, frère de Louis XVI et dirigée par Léonard Alban. Elle était destinée aux lavandières (blanchisseuses de l’époque) alors nombreuses sur les bords de Seine. La « javelle » du latin populaire gabella est un mot d’origine gauloise ; il désignait ce qu’on rassemble par poignées. Les lavandières, pendant le nettoyage, battait le linge avec une poignée de branches, pour extraire un maximum d’impuretés des textiles.
Découverte de l’action désinfectante de l’eau de javel
En 1793 le chirurgien Percy (1754-1825) utilisa les solutions d’eau de chlore pour lutter contre « la pourriture d’hôpital » à l’armée du Rhin. En 1820, le pharmacien Antoine-Germain Labarraque (1777-1850) remplaça la potasse par la soude et étudia les utilisations médicales et pharmaceutiques de l’Eau de Javel. Il inventa le « Chlorure d’oxyde de soude et de chaux », variété d’Eau de Javel qui permit, entre autres choses, d’arrêter le processus de putréfaction des muqueuses. Il fit ainsi un grand pas dans le domaine de l’hygiène. La « liqueur de Labarraque » fut utilisée par les chirurgiens, les médecins, certaines usines, les égoutiers, les fossoyeurs… Elle fut largement distribuée lors d’une épidémie de choléra, en 1832. Il employa l’hypochlorite de sodium pour arrêter les gangrènes, accélérer les cicatrisations, désinfecter les hôpitaux… Il obtint de nombreux prix, fut nommé à l’Académie de Médecine en 1824, au Conseil d’Hygiène Publique et de Salubrité du département de la Seine en 1836. En 1793 le chirurgien Percy (1754-1825) utilisa les solutions d’eau de chlore pour lutter contre « la pourriture d’hôpital » à l’armée du Rhin. En 1820, le pharmacien Antoine-Germain Labarraque (1777-1850) remplaça la potasse par la soude et étudia les utilisations médicales et pharmaceutiques de l’Eau de Javel. Il inventa le « Chlorure d’oxyde de soude et de chaux », variété d’Eau de Javel qui permit, entre autres choses, d’arrêter le processus de putréfaction des muqueuses. Il fit ainsi un grand pas dans le domaine de l’hygiène. La « liqueur de Labarraque » fut utilisée par les chirurgiens, les médecins, certaines usines, les égoutiers, les fossoyeurs… Elle fut largement distribuée lors d’une épidémie de choléra, en 1832. Il employa l’hypochlorite de sodium pour arrêter les gangrènes, accélérer les cicatrisations, désinfecter les hôpitaux… Il obtint de nombreux prix, fut nommé à l’Académie de Médecine en 1824, au Conseil d’Hygiène Publique et de Salubrité du département de la Seine en 1836.
Définition de l’eau de javel selon le lexique de chimie [3]
En tant que chimiste, nous devrons faire des considérations sur le volet « chimie » de notre projet. Par convention, l’agent actif de l’eau de Javel est l’anion hypochlorite, de formule ClO-. L’eau de Javel est obtenue par action de la soude sur du dichlore. Il se produit une dismutation de l’élément chlore : à la fois oxydation, (obtention de l’anion hypochlorite), et réduction (obtention de l’anion chlorure), à partir de la molécule de dichlore.
Electrolyse
Dans un électrolyte, le rôle de chaque espèce est bien défini, et nous pouvons les classer de la manière suivante :
• L’espèce électroactive : elle est introduite dans l’électrolyte sous forme de sels. Pour nos travaux, le sel utilisé est le chlorure de sodium (NaCl). Les corps dont les solutions sont électrolytiques, se décomposent, au cours de leur dissolution, en fragments (ions) qui portent des charges positives et négatives. La présence d’ions rend les solutions conductrices. Plus le nombre de particules dissociées en ions est élevé. Mieux elles conduisent le courant électrique (leur conductivité est d’autant meilleure). Au fur et à mesure qu’un électrolyte se dissocie en ions, le nombre total de particules se trouvant en solution croît, car là une particule donne naissance à deux ou plus. Les lois de Raoult et de Van’tHoff se vérifient donc, également, pour les solutions d’électrolytes si l’on tient compte des particules non dissociées comme des ions qui résultent de leur décomposition. On baptisa cations les ions à charge positive et anions les ions à charge négative. Les ions positifs métalliques et l’ion hydrogène sont des cations. Les restes d’eau et acides sont des anions. La valeur de la charge d’un ion coïncide avec la valence de l’atome ou du reste acide. Le nombre des charges positives est égal à celui des charges négatives : la solution est donc électroneutre. Pour considérer le mécanisme de la dissociation. Soit un cristal ionique (chlorure de sodium) introduit dans l’eau. Chaque ion de la surface du cristal forme autour de lui un champ électrostatique de signe positif autour de Na+ et de signe négatif autour de Cl-.
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Table des matières
INTRODUCTION
Première partie : Étude bibliographique
CHAPITRE 1. OBJECTIFS ET ORIENTATION DE LA RECHERCHE DOCUMENTAIRE ET BIBLIOGRAPHIQUE
1.1 Les objectifs
1.2 L’orientation de la recherche
1.3 Problème de la mise en œuvre de l’appareil pour produire de l’eau de javel
1.4 La technique adoptée pour notre réalisation
1.1.1. L’électrolyse à mercure
1.1.2. Electrolyse à diaphragme
1.1.3. L’électrolyse à membrane
1.1.4. Procédé standard de fabrication d’eau de javel
1.5 Technique adopté pour notre réalisation
CHAPITRE 2. Présentation de l’eau de javel
2.1 Historique
2.1.1. Origine du mot javel [16] [3]
2.1.2. Découverte de l’action blanchissant de l’eau de javel
2.1.3. Découverte de l’action désinfectante de l’eau de javel [3]
2.2 Définition de l’eau de javel selon le lexique de chimie [3]
2.3 Propriété de l’eau de javel [3]
2.3.1. Propriété chimique
2.3.2. Stabilité de l’eau de javel [3]
2.4 Type d’eau de javel [12
CHAPITRE 3. Méthode électrochimique pour la production
3.1 Electrolyse [24]
3.2 Electrolyse de NaCl [5
3.2.1. Principe de l’électrolyse
3.2.2. Application industrielle
3.3 Tension de décomposition
CHAPITRE 4. Analyse de type d’appareillage à élaborer pour la fabrication de l’eau de javel
4.1 Méthode de mise en mélange de NaOH et de Cl2 pour produire de l’eau de javel
4.1.1. Agitation
4.1.2. Mélangeur statique
4.2 Schéma général d’appareillage adopté
4.3 Avantage et utilisation de l’appareillage adopté
4.4 Conclusion partielle
CHAPITRE 5. Analyse des résultats obtenus à l’échelle de laboratoire
5.1 Historique
5.2 Rappel des résultats obtenus au laboratoire [3]
5.3 Analyse des résultats
Deuxième partie : Études expérimentales
CHAPITRE 6. Méthodologie expérimentale
6.1 Contexte
6.2 Objectifs expérimentaux de la mise en œuvre des matériels d’électrolyses
6.3 Démarche expérimentale de la conduite de la réalisation de l’étude expérimentale
CHAPITRE 7. Etude des composantes de l’équipement électrique de l’électrolyseur et de ses accessoires
7.1 Objectifs de l’étude
7.2 Etude et calcul des composants de l’appareillage d’électrolyses expérimentales
7.2.1. Matériaux nécessaires pour la confection de l’appareillage expérimental
7.2.2. Calcul de densité de courant à utiliser
7.2.3. Etude et calcul concernât les électrodes
7.2.4. Etude et calcul de la boite d’alimentation
7.2.5. Calcul sur le câblage électrique de câblage
7.2.6. Calcul sur la cuve électrolyseur
7.3 Réalisation pratique des composantes de l’appareillage
7.3.1. Donné technique pour la réalisation pratique
7.3.2. Remarque
CHAPITRE 8. Réalisation des essais expérimentaux à l’échelle pilote
8.1 Montage de l’appareillage confectionné
8.2 Essais à vide du montage de l’appareillage
8.2.1. Essai à vide du transformateur
8.2.2. Essai à vide des deux diodes
8.2.3. Essais à vide de la batterie
8.2.4. Essai à vide e l’anode
8.2.5. Essai à vide de saumures utilisées
8.2.6. Essais à vide de l’ensemble du montage
8.2.7. Interprétations des résultats obtenus
8.3 Essais de l’utilisation de l’appareillage confectionné dans la fabrication de l’eau de javel
8.3.1. Procédure de la mise en œuvre des essais
8.4 Interprétation
CHAPITRE 9. Perspective de l’utilisation de l’appareillage de l’électrolyse étudié
9.1 Avantage et inconvénient de l’appareillage d’électrolyse
9.2 Perspective d’utilisation pour une production industrielle
9.3 Conclusion partielle
Troisième partie : Étude financière de faisabilité et approche environnementale
CHAPITRE 10. Etude financière et faisabilité
10.1 Brève description du projet d’utilisation de l’apprentissage d’électrolyse de production d’eau de javel
10.2 Evaluation de l’investissement
10.2.1. Les infrastructures
10.2.2. Terrain
10.2.3. Matériels techniques
10.3 Plan de financement
10.4 Le compte de trésorerie
10.4.1. Le décaissement
10.4.2. L’encaissement
10.4.3. Les prévisions des chiffres d’affaires
10.4.4. La situation nette de trésorerie
CHAPITRE 11. Approche environnementale
11.1 Impact sur le milieu humain
11.1.1. Toxicologie
11.1.2. Toxicocinetique et métabolisation
11.1.3. Métabolisation
11.2 Impact sur le milieu naturel
11.2.1. Toxicité aigue
11.2.2. Eventuel effet sur la fertilité des animaux [3]
11.3 Les mesures à prendre pour la fabrication de chlore et de la soude caustique [3]
11.4 Précaution d’emploi de l’hypochlorite de sodium afin de préserver la sécurité
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
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