CH407061A - Procédé pour l'obtention d'une solution dans un solvant pratiquement non électrolyte d'un corps susceptible de fournir des ions positifs - Google Patents
Procédé pour l'obtention d'une solution dans un solvant pratiquement non électrolyte d'un corps susceptible de fournir des ions positifsInfo
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Description
Procédé pour l'obtention d'une solution dans un solvant pratiquement non électrolyte
d'un corps susceptible de fournir des ions positifs
L'invention a pour objet un procédé pour obtenir une solution à l'état ionique d'un corps susceptible de fournir des ions positifs dans un solvant pratiquement non électrolyte, soit pur, soit contenant des matières dissoutes pratiquement non électrolytiques, ayant une concentration en ions positifs de l'ordre de plusieurs dizaines à plusieurs centaines de fois, suivant la nature du corps considéré, la concentration limite obtenue par la dissolution pendant un temps suffisant dudit corps simplement immergé dans le solvant envisagé, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à placer une électrode constituée par ledit corps dans un liquide pratiquement non électrolyte avec lequel le corps ne réagit pas chimiquement,
à placer le bain dans un bac isolant, et à porter l'électrode à un potentiel positif par rapport à celui du liquide.
Dans un premier mode de réalisation, on entoure extérieurement le bac d'une armature conductrice, et l'on applique entre électrode et armature une différence de potentiel de quelques dizaines à quelques centaines de volts, selon les caractéristiques électriques et diélectriques de l'ensemble entre bornes.
L'armature conductrice n'étant pas en contact avec le liquide, il ne peut se produire d'électrolyse. I1 est avantageux de constituer l'électrode par une pointe où se formera un gradient de potentiel élevé.
Dans un second mode de réalisation, on utilise une deuxième électrode (cathode) plongeant dans le solvant, ne réagissant pas chimiquement avec celui-ci, et dont le potentiel d'électrode ne trouble pas le déroulement de l'opération, et l'on applique entre les électrodes une tension continue de l'ordre de quelques volts. La cathode est avantageusement constituée par la même matière que le corps à dissoudre.
Le dispositif d'ensemble rappelle celui de l'électrolyse, avec toutefois la différence, dans le cas où le solvant est, par exemple, de l'eau distillée, que celle-ci n'est pratiquement pas un électrolyte et que le phénomène qui intervient n'est pas celui de la décomposition de l'eau entraînant la polarisation subséquente des électrodes, polarisation que manifeste habituellement la chute progressive du courant. C'est le contraire qui se produit. le courant croissant avec le temps.
Dans le cas où l'on emploie deux électrodes de même nature, une variante du procédé consiste à les échanger dans leur rôle par inversions successives du courant. Dans encore une autre variante, on superpose à la tension continue faible appliquée une tension alternative. Ce procédé permet dans certains cas d'augmenter la vitesse de dissolution ionique.
Enfin, dans un dernier mode de réalisation de l'invention, on délimite un compartiment anodique à l'aide d'une cloison poreuse, ledit compartiment retenant les ions formés en raison de l'action de freinage exercée sur ceux-ci par la traversée de la cloison. On améliore cette action par l'emploi de deux liquides distincts de part et d'autre de la cloison. Ce dispositif permet d'atteindre rapidement la saturation ionique dans le compartiment anodique, d'où provient la solution ionique.
Pour mieux faire comprendre l'invention, on rappellera d'abord quelques données numériques récentes concernant les taux de solubilité dans l'eau pure des métaux en général. A titre d'exemple, on choisira l'argent.
Krepelka et Toul (Chem. Listy 19-184-1925) donnent pour solubilité de l'argent dans l'eau, après 21 jours: 35 microgrammes par litre à 180 C.
Freundlich et Solner (Solubilities of Inorganic
Compounds, Seidell, 1946) fournissent le chiffre de 25 microgrammes par litre à 180 C.
Pariaud et Archinard (Bulletin de la Société Chimique de France, 5-454-1952) évaluent la solubilité entre 28 et 30 microgrammes par litre à 250 C et la donnent comme constante après 24 jours.
I1 est présumé que l'argent se dissout à l'état d'ions (Paul Pascal, Nouveau Traité de Chimie Minérale, Tome III, page 448, Masson, 1957).
Les expériences effectuées par l'inventeur, soit seul, soit avec le concours de laboratoires spécialisés, lui ont permis d'affirmer que cette hypothèse correspondait à la réalité et s'appliquait non seulement à l'argent mais aussi aux autres métaux et même à des corps non métalliques comme le carbone.
La concentration en ions de la solution d'argent dans l'eau obtenue par le procédé qui fait l'objet de l'invention et atteinte en quelques heures est de l'ordre de 22000 microgrammes par litre, soit plus de 600 fois la plus élevée des concentrations ci-dessus citées.
Pour le cuivre, on obtient en solution dans l'eau 10000 microgrammes par litre au lieu de 135 généralement admis.
Si, par ailleurs, on dissout de même du cuivre dans de l'essence ordinaire (carburant pour automobiles), on obtient une concentration de l'ordre de 100 microgrammes par litre, alors que pratiquement le cuivre ne se dissout pas si l'on se contente de le plonger dans de l'essence pendant un temps aussi long que l'on veut.
La solution ionique obtenue par le procédé décrit est applicable à la catalyse chimique, à la catalyse biologique et d'une manière générale à toutes réactions impliquant la présence d'ions positifs en solution. En particulier, le pouvoir catalytique des solutions d'ions d'argent obtenues à l'aide du procédé décrit surclassent largement ceux des préparations colloïdales usuelles dans lesquelles la proportion ions/métal est inconstante et toujours faible.
On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre du procédé électrique pour l'obtention d'une solution d'ions métalliques dans un solvant, en supposant que le solvant est l'eau distillée et le métal, l'argent.
On plonge dans l'eau deux électrodes d'argent entre lesquelles on établit une différence de potentiel de l'ordre du volt, afin que les atomes superficiels de l'électrode privée partiellement d'électrons se dissolvent sous forme d'ions Ag+. Au fur et à mesure que la dissolution s'effectue, la concentration des ions dans l'eau croît, pour atteindre au bout d'un certain temps plusieurs microgrammes par centimètre cube à la température ordinaire.
On constate que, contrairement au cas de l'électrolyse de l'eau, le courant croît avec le temps : partant, par exemple, de quelques dizaines de microampères à la fermeture du circuit, le courant croît progressivement, témoignant d'une augmentation de la conductibilité due aux ions dissous. Au bout de quelques heures, l'intensité a doublé ou triplé et s'est stabilisée ; la concentration atteint facilement environ 22 microgrammes par centimètre cube.
Si l'on poursuit l'opération, un dépôt noir se pro duit sous l'anode, elle-même noircie ; un dépôt blanc brillant se produit sous la cathode, elle-même revêtue de poudre blanche; cependant la concentration en ions Ag + ne varie pratiquement pas.
En résumé, le phénomène primordial est la dissolution ionique, le phénomène de précipitation étant secondaire et lié à la saturation ionique. Ce résultat est absolument indépendant du métal, la coloration des électrodes étant seule différente, ainsi que l'aspect des précipités, qui peuvent d'ailleurs éventuellement ne pas se manifester.
La mesure de la concentration se fait facilement par colorimétrie. Dans l'exemple choisi, on utilise le procédé connu par les sels de cérium, en comparant avec une solution étalon d'un sel d'argent. Mais la mise en évidence de la nature ionique de la solution se fait commodément à l'aide d'un papier imprégné de rhodanine qui vire immédiatement sous l'effet d'une goutte de la solution, alors qu'il reste inaffecté par une goutte d'une solution obtenue en dissolvant dans l'eau de l'argent colloidal du commerce, à concentration en métal au moins égale à celle de la solution ionique.
Dans le cas où l'on fait passer le courant entre deux électrodes d'argent, il est avantageux d'inverser de temps en temps le rôle des électrodes, afin de mieux contrôler la formation des dépôts. Ceux-ci ne constituent pas, d'ailleurs, un inconvénient majeur, le liquide ionique pur pouvant être obtenu par décantation ou par filtrage.
L'emploi de solvants contenant des matières dissoutes non électrolytes permet éventuellement d'atteindre des concentrations ioniques plus fortes qu'avec les solvants purs ; c'est ainsi que le lactose (matière très faiblement électrolytique) dissous dans l'eau distillée fournit des concentrations très supérieures à celles obtenues dans l'eau pure.
A titre d'exemple d'une application pratique de la solution obtenue par le procédé décrit, on rappellera que les ions argent sont en particulier un catalyseur d'oxydation des alcools en aldéhydes et des aldéhydes en acides. D'autre part, ces ions d'argent sont utilisables comme bactéricide dans la lutte contre la moisai que du tabac.
I1 doit être bien entendu que le procédé qui vient d'être décrit est applicable à tous les corps n'attaquant pas chimiquement les solvants appropriés et possédant les caractéristiques énoncées au début de la présente description. (I1 est clair, en effet, que le sodium ou le potassium, par exemple, ne sauraient fournir des solutions ioniques dans l'eau.)
A titre indicatif, on obtient par le procédé décrit des solutions d'ions cuivre, d'ions cobalt, d'ions or, d'ions platine, etc. dont les concentrations, variables suivant le métal, sont de l'ordre de plusieurs microgrammes par centimètre cube.
Claims (1)
- REVENDICATION Procédé pour obtenir une solution à l'état ionique d'un corps susceptible de fournir des ions positifs dans un solvant pratiquement non électrolyte, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à placer une électrode constituée par ledit corps dans un liquide pratiquement non électrolyte avec lequel le corps ne réagit pas chimiquement, à placer le bain dans un bac isolant, et à porter l'électrode à un potentiel positif par rapport à celui du liquide.SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce qu'on entoure extérieurement le bac d'une armature conductrice et qu'on applique entre électrode et armature une différence de potentiel de quelques dizaines à quelques centaines de volts, selon les caractéristiques électriques et diélectriques de l'ensemble entre bornes.2. Procédé suivant la revendication et la sousrevendication 1, caractérisé en ce qu'on constitue l'électrode par une pointe où se formera un gradient de potentiel élevé.3. Procédé suivant la revendication, caractérisé en ce qu'on utilise une cathode plongeant dans le solvant, ne réagissant pas chimiquement avec celui-ci et dont le potentiel d'électrode ne trouble pas le déroulement de l'opération, et qu'on applique entre les électrodes une tension continue de l'ordre de quelques volts.4. Procédé suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce que la cathode est constituée par la même matière que le corps à dissoudre.5. Procédé suivant la revendication et la sousrevendication 3, caractérisé en ce qu'on utilise deux électrodes de même nature et qu'on inverse périodiquement la tension continue.6. Procédé suivant la revendication et la sous revendication 3, caractérisé en ce qu'on superpose à la tension continue une tension alternative.7. Procédé suivant la revendication et la sousrevendication 3, caractérisé en ce qu'on délimite un compartiment anodique à l'aide d'une cloison poreuse.8. Procédé suivant la sous-revendication 7, caractérisé en ce qu'on emploie deux liquides différents, l'un dans le compartiment anodique et l'autre à l'extérieur de celui-ci, la solution ionique provenant du compartiment anodique seul.
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