Neutralisation de l'acide chlorhydrique ph =7

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Neutralisation de l'acide chlorhydrique ph =7

Messagepar TheMoustic » 26 Fév 2008, 19:08

Bonjour,
voila mon souci, je dois neutraliser le pH d'un fluide de forage acide, après moulte réflexion, j'ai retenu la solution du carbonate de sodium Na2CO3, mais pour calculer le volume de Na2CO3 pour arriver à un pH = 7 j'ai deux méthodes différentes et je ne sais pas laquelle est la bonne.
Voila les deux méthodes :
- soit je fais une simple équivalence avec le nombre de mole de Na2CO3 et de HCl
- soit j'utilise une méthode avec le Ka1 (H2CO3/HCO3-) ou on fait intervenir deux tableaux d'avancement avec d'abord :
HCl + CO3 2- = Cl- + HCO3-
puis HCl + HCO3- = Cl- + H2CO3
je détermine les concentrations final en fonction du Vol Na2CO3 jintroduit mes expression dans la formule du Ka1 et sachant le pH final que j'aimerais avoir, je remonte au volume Na2CO3 à apporter (voila le site qui m'a permis de faire cette démarche :
http://www.univ-lemans.fr/enseignements ... m11_09.pdf )

Les 2 calculs me donne pas la même chose (avce un facteur fois 2)
Donc voila jespère avoir été clair
Merci d'avance pour l'aide que vous pourriez m'apporter
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Re: Neutralisation de l'acide chlorhydrique ph =7

Messagepar TheMoustic » 26 Fév 2008, 19:08

Tu dois neutraliser le pH d'un fluide forage acide, de manière industriel, sur papier ou juste pour 1 expérience personnelle ?

Car tu prend un échantillon de ton fluide, un volume précis (une masse avec une balance précise serait encore mieux) de ce fluide, tu le met dans un bécher, avec un pH-mètre, et tu verse ta base jusqu'à atteindre pH = 7.

Tu relève le volume versé de ta base. Ensuite c'est de la proportionnalité: si tu as du verser 15ml de bas pour 10ml d'acide, combien de L de base pour XL d'acide.

Si tu n'a pas ce matériel, tu peux faire la même méthode avec du papier pH vendu en pharmacie. Par contre là tu devras découper des petits pout de papier pH et vérifier au fur à mesure..

Sinon, pourquoi Na2CO3 ? NaOH te permettra de neutraliser beaucoup plus vite, et tu formera que NaCl (du sel de table, plutôt de l'eau salée, car avec Na2CO3, tu dégages du CO2..)

(Modifié par TheMoustic le 26-02-2008 à 14:12)
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Re: Neutralisation de l'acide chlorhydrique ph =7

Messagepar TheMoustic » 26 Fév 2008, 19:08

En réalité c'est un projet pour une entreprise d'hydrogéologie. Donc il faut faire avec les contraintes de terrain, les contraintes sur le matériel... Il faut des calculs théoriques pour faire une sorte de protocole car le Ph de sortie du fluide de forage ne sera jamais le même, ainsi que le débit de sortie du fluide et sa quantité (donc grâce au calcul théorique, on peut faire un petit programme sur excel pour faire varier les paramètres) On utilise aussi Na2CO3 car c'est une base faible, au contraire de NaOH qui étant une base forte ne nous laisse pas de marge d'erreur pour le dosage. Trop de NaOH serait mauvais pour l'environnement.De plus en quantité industriel, la soude caustique est dangeureuse à manipuler. Na2CO3 est aussi pratique grâce à sa grande solubilité dans l'eau ce qui nous permet d'ultiliser une pompe doseuse asservie au variation de pH du fluide.
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Re: Neutralisation de l'acide chlorhydrique ph =7

Messagepar TheMoustic » 26 Fév 2008, 19:09

Ha ok d'accord je vois bien ce que tu voudrais faire.

Mais heuu, pourquoi avoir un programme excel qui fassent le calcul si le pH change ?

Le pH change en fonction du jour d'utilisation on constament ?

Parce que s'il change quotidiennement, en effet il faut faire les calculs via une feuile excel, mais sinon, il faut faire les calcules théoriques 1 fois et les entrer dans un programme qui ensuite commandera la pompe doseuse.

Qui dit pompe doseuse dit dissolution de Na2CO3 non ?

Sinon tu as été prendre les infos sur le meilleur site d'université qui soit ;)

Mais, même si la soude caustique est dangereuse, c'est beaucoup plus simple. Tu as de l'acide chlorhydrique, pour 1 mole d'acide tu dois ajouter 1 mol de soude. Il suffit d'avoir le pH du fluide entrant avec une sonde et c'est OK, une sonde pH également en sortie pour contrôler si la régule est bonne avec une remise au réservoir du fluide acide si besoin.
De plus, tu n'auras pas de dégagement gazeux (CO2 qu'il faudra impérativement traiter), mais que de l'eau salée (qu'il faudra tout de même analyser).
La réaction étant forte, il y aura un dégagement de chaleur, chaleur qui pourrait être utilisée ailleurs ?

Surtout que, à l'équivalence d'un dosage acido-basique fort, le pH équivalent est de 7 ! Ce qui veut dire que quand tu as mis autant de base que d'acide, tu n'a plus rien sauf les ions spectateur ici Na+ & Cl-.
Alors que pour les acide fort / base faible et inversement, ce n'est pas le cas !
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Re: Neutralisation de l'acide chlorhydrique ph =7

Messagepar TheMoustic » 26 Fév 2008, 19:10

Ne te fis pas trop tout de même au lien de l'univ du mans ( 8) ). Eux ils ne font pas un dosage mais un ajout de X moles d'acide à Y moles de base. La réaction est différente d'un dosage.

Sinon, j'ai ajouté des trucs dans mon précédent post ;)

Bon, je m'attèle à établir les relations ^^
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Re: Neutralisation de l'acide chlorhydrique ph =7

Messagepar TheMoustic » 26 Fév 2008, 19:10

oki

Parcontre pour le NaOH,il est vrai qu'il serait parfait comme réactif (réaction rapide, pas de dégagement de CO2) mais le problème est toutes les mesures de sécurité obligatoire à mettre en place. L'entreprise avait déja essayé avec ça avant mais il leur fallait, gants vêtement, lunette, douche sur place, fontaine occulaire, bref beaucoup de sécurité. De plus le fluide a une composition complexe et le OH- pourrait réagir avec autr chose et donc il faudrait toujours se plaçer en excès pour être sur que tout HCl soit neutraliser or on ne peut pas vu que NaOH est aussi dangeureux pour l'environnement alors que Na2CO3 ne pose aucun risque (et pour être sur qu'on ne rejette pas trop NaCl, j'ai pris comme norme à pas dépasser celle de l'eau potable comme ça cela laisse une marge)
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Re: Neutralisation de l'acide chlorhydrique ph =7

Messagepar TheMoustic » 26 Fév 2008, 19:10

Oui c'est vrai.



L'entreprise à déjà toute son usine pour neutraliser ou cette partie est à construite ?



Je dis ça car étant en T STL, j'ai quelques notions de l'industrie (Génie Chimique, ayant fait des TP sur 1/2 Grand) et des notions de schémas d'installation de ce genre.

Et j'ai quelques idée qui pourrait peut être faciliter le projet.



D'ailleurs, si l'installation de l'entreprise permettait le transport de Na2CO3 sous forme solide, ce serait parfait.


EDIT:

Ok j'ai fini mes brouillons, mais pourrait-tu me dire si c'est possible d'ajouter Na2CO3 Directement dans le fluide, ce serait plus simple et plus fiable.

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Re: Neutralisation de l'acide chlorhydrique ph =7

Messagepar TheMoustic » 27 Fév 2008, 12:44

Je crois qu'une pompe doseuse ne sera même pas nécessaire. Na2CO3 est soluble à 300Kg.m-3 dans de l'eau à 20°C.

Imaginons que tu ais besoin de 100m3 de Na2CO3 dans la journée, il te faudra donc 30t de Na2CO3. Tu prend un réservoir de 20m3,tu met dedans 35t de Na2CO3 et tu remplie ce réservoir. Tu auras une solution saturé en Na2CO3. La concentration sera donc toujours la même. Il faudra donc juste surveiller la température de l'eau (qu'elle reste à 20°C ou alors connaître la masse dissoluble à 30°C pour pouvoir faire de la proportionnalité ensuite) et tu n'auras qu'à jouer sur le débit d'alimentation en Na2CO3 sachant que:

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On peut donc utiliser la formule pour ajuster le débit uniquement en fonction du pH et du débit d'alimentation du fluide:

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Su mon schéma brouillon j'ai régulé l'alimentation du fluide en fonction du remplissage de R1 et j'ai également régulé le débit de sortie en fonction du pH, car je ne connais pas la vitesse de réaction. Donc si celle-ci est rapide, le débit des 2 sera augmenté et la vanne de sortie ne s'ouvrira à qu'a pH = 7 et se fermera rapidement, en attendant un peu pour voir si le ph varie, car le niveau aura baissé et les débit auront varié.
Il faudra donc étalonner tout ça. De tout façon, il faudra soumettre tous ces brouillons à ingénieur en génie chimique pour confirmer (ou infirmer) tout ça et pour qu'il calcule en fonction de toute la longueur de tuyauterie la puissance à fournir au pompe ainsi que leur hmt (Hauteur Manométrique Totale: hauteur maximale à laquelle un fluide peut être envoyé par cette pompe -en fonction de la gravité, de la puissance de la pompe, du débit à asservire et de la densité du produit-)
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