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Sciences
Est-il possible de désacidifier un lac acide rempli de H2SO4 et de HCl par électrolyse?
Réponse de Didier Perret
Docteur
Section de chimie et biochimie
Université de Genève
Quelle drôle d’idée...!
A part quelques rares exceptions représentant un volume quasi négligeable d’eau (par rapport au volume total d’eaux libres sur la planète), dont on trouve les plus célèbres en Indonésie (lac Kawah Ijen; environ 1km de longueur; le plus grand) ou au Costa Rica (lac Poas; moins de 500m de longueur; le plus acide), les lacs superacides, d’origine systématiquement volcanique, ne courent pas la planète, et ils se trouvent généralement dans des zones peu habitées.
La nature superacide de ces lacs est due à l’activité volcanique sous-jacente, qui réchauffe fortement l’eau (jusqu’à 80°C) et qui y déverse d’énormes quantités de gaz soufrés (principalement du dioxyde de soufre, SO2, se transformant en acide sulfurique H2SO4).
Les deux lacs mentionnés plus haut ont une acidité, exprimée par le paramètre "pH" (-log10(concentration en proton H3O+)), généralement comprise entre pH = 0 et pH = 1 (ce qui signifie que la concentration en protons H3O+ dans ces lacs est comprise entre 1 mole/L et 0.1 mole/L, ou plus simplement entre 19 g/L et 1.9 g/L de H3O+).
A l’échelle du lac indonésien, dont le volume est proche de 50 millions de m3 d’eau, un pH = 0 représente ainsi environ …1 million de tonnes de protons H3O+.
Et pour neutraliser cette acidité, il faudrait ajouter autant de tonnes d’hydroxyles OH–. On voit donc que la tâche est simplement illusoire, d’autant plus que le volcan sous-jacent injecte en permanence ses gaz toxiques dans le lac.
Notre internaute propose de neutraliser (désacidifier) l’acidité de ces lacs superacides en utilisant l’électrolyse, mais ce procédé électrochimique, consistant à appliquer une tension électrique entre deux bornes immergées dans le liquide d’intérêt, ne procède pas à la neutralisation de l’eau, puisque l’eau est scindée en ses constituants qui se transforment en dioxygène O2 à une borne et en dihydrogène H2 à l’autre borne (ceci résulte en l’acidification de la borne où le dioxygène est produit, et en la basification en mêmes proportions de la borne où le dihydrogène est produit). Et même, pour électrolyser ces lacs superacides, il faudrait consommer des quantités astronomiques d’énergie électrique.
Et finalement, les raisonnements ci-dessus sont identiques pour les lacs superacides contenant principalement de l’acide chlorhydrique HCl, sauf que cet acide est moins fréquent que l'acide sulfurique dans les lacs d’origine volcanique.
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