Comprendre le défi
L'hydrogène (H₂) et le chlore (Cl₂) sont tous deux des gaz à température ambiante. Ils sont également très réactifs, ce qui rend certaines méthodes de séparation peu pratiques.
Méthodes de séparation
1. Distillation fractionnaire: Il s'agit de la méthode la plus efficace, mais elle nécessite que le mélange soit liquéfié. Voici comment cela fonctionne:
* liquéfaction: Refroidir le mélange sous les points d'ébullition des deux gaz (-252,87 ° C pour l'hydrogène et -34,04 ° C pour le chlore). Cela les condensera en liquides.
* Distillation fractionnaire: Réchauffez lentement le mélange liquéfié. L'hydrogène a un point d'ébullition beaucoup plus bas, il se vaporisera d'abord. Collectez l'hydrogène gazeux au fur et à mesure de son écoute. Ensuite, augmentez encore la température pour faire bouillir le chlore.
2. Absorption sélective: Cette méthode repose sur les différentes réactivités des gaz.
* réagissant du chlore: Le chlore réagit facilement avec certaines substances, contrairement à l'hydrogène. Par exemple, vous pouvez passer le mélange sur une solution d'hydroxyde de sodium (NaOH). Le chlore réagira pour former l'hypochlorite de sodium (NaClo) et l'eau (H₂o), laissant l'hydrogène gazeux passer à travers.
* réaction: Cl₂ + 2NaOH → NaClo + NaCl + H₂o
* Considérations minutieuses: Cette méthode nécessite un contrôle précis des conditions de réaction pour éviter les explosions ou la formation de sous-produits potentiellement dangereux.
3. Diffusion: L'hydrogène est beaucoup plus léger que le chlore. Cette différence de poids moléculaire peut être utilisée pour les séparer:
* tube de diffusion: Un appareil spécial appelé tube de diffusion peut être utilisé pour exploiter cette différence. Le mélange est placé dans une extrémité du tube et l'hydrogène gazeux plus léger se diffuse à travers le tube plus rapidement que le chlore. Cette méthode est lente mais peut être efficace dans certains cas.
Précautions de sécurité
* Extrême prudence: L'hydrogène et le chlore sont très réactifs et inflammables. Gérez toujours ces gaz avec des soins extrêmes et un équipement de sécurité approprié.
* Ventilation: Travailler dans une zone bien ventilée.
* équipement de protection: Portez des verres de sécurité et des gants appropriés.
* Extincteur: Ayez un extincteur facilement disponible.
Choisir la meilleure méthode
La méthode la plus appropriée pour séparer l'hydrogène et le chlore dépendra des circonstances spécifiques, telles que la pureté souhaitée des gaz séparés, l'échelle de l'opération et les ressources disponibles.
