Neutralisation des Déchets Acides dans l’Industrie

Neutralisation des Déchets Acides dans l’Industrie

Comprendre la Neutralisation des Déchets Acides dans l’Industrie

Dans le processus industriel de fabrication de plastiques, des déchets acides sont souvent produits et doivent être traités avant leur rejet dans l’environnement pour respecter les normes environnementales.

Une entreprise de plasturgie génère quotidiennement environ 1500 litres de déchets sous forme d’acide chlorhydrique dilué, ayant une concentration de 0.5 M.

Objectif :
L’entreprise souhaite neutraliser cette solution acide en utilisant de l’hydroxyde de sodium (NaOH) solide avant de la rejeter.

L’hydroxyde de sodium est ajouté sous forme de pastilles, avec chaque pastille pesant 2 g et contenant 60% de NaOH pur par masse.

Questions :

1. Calcul de la quantité de NaOH nécessaire :

Calculez la masse totale de pastilles de NaOH nécessaires pour neutraliser complètement les 1500 litres de déchets acides générés chaque jour.

2. Réaction chimique :

Écrivez l’équation bilan de la réaction de neutralisation entre l’acide chlorhydrique et l’hydroxyde de sodium.

3. Considération environnementale :

Si l’entreprise ne neutralise pas ces déchets, quelle pourrait être l’impact sur l’environnement local? Expliquez brièvement.

4. Optimisation des coûts :

Imaginez que le coût d’une tonne de pastilles de NaOH soit de 320 euros. Calculez le coût quotidien de traitement des déchets acides.

Correction : Neutralisation des Déchets Acides dans l’Industrie

1. Calcul de la quantité de NaOH nécessaire

Étape 1: Calcul de la quantité de NaOH requise pour neutraliser 1500 L de HCl 0.5 M

Pour neutraliser 1 mole de HCl, il faut 1 mole de NaOH. La réaction chimique se déroule selon l’équation suivante :

\[ \text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \]

La quantité de moles de HCl dans les déchets :

\[ \text{Moles de HCl} = \text{Volume (L)} \times \text{Concentration (M)} \] \[ \text{Moles de HCl} = 1500 \times 0.5 \] \[ \text{Moles de HCl} = 750 \text{ moles} \]

Les moles de NaOH nécessaires sont équivalentes à celles de HCl, donc 750 moles.

Étape 2: Conversion des moles de NaOH en masse

\[ \text{Masse de NaOH requise} = \text{Moles de NaOH} \times \text{Masse molaire de NaOH} (40 \text{ g/mol}) \] \[ \text{Masse de NaOH requise} = 750 \times 40 \] \[ \text{Masse de NaOH requise} = 30000 \text{ g} \]

Étape 3: Ajustement en fonction de la pureté des pastilles

Les pastilles de NaOH contiennent 60% de NaOH pur. Donc, la masse totale de pastilles nécessaires est :

\[ \text{Masse totale de pastilles} = \frac{\text{Masse de NaOH requise}}{0.60} \] \[ \text{Masse totale de pastilles} \approx 50000 \text{ g} = 50 \text{ kg} \]

2. Équation chimique de la réaction

La réaction de neutralisation est déjà correctement équilibrée :

\[ \text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \]

3. Impact environnemental de la non-neutralisation

Sans neutralisation, l’acide chlorhydrique pourrait causer plusieurs problèmes environnementaux :

  • Corrosion des structures en métal et des systèmes de drainage.
  • Toxicité accrue pour les organismes aquatiques, pouvant aboutir à des perturbations des écosystèmes locaux.
  • Augmentation de l’acidité des eaux de surface et souterraines, perturbant ainsi la vie aquatique et la qualité de l’eau.

4. Coût quotidien de traitement des déchets

  • \( \text{Coût par tonne de pastilles de NaOH} = 320 \text{ euros}. \)

Masse de pastilles requises par jour en tonnes:

\[ = \frac{50}{1000} = 0.05 \text{ tonnes} \]

Coût quotidien:

\[ = \text{Masse en tonnes} \times \text{Coût par tonne} \] \[ = 0.05 \times 320 \] \[ = 16 \text{ euros} \]

Résumé:

Pour traiter 1500 L de déchets acides de concentration 0.5 M chaque jour, l’entreprise doit utiliser environ 50 kg de pastilles de NaOH, ce qui lui coûtera environ 16 euros par jour.

Cette procédure non seulement aide à protéger l’environnement mais est également économiquement viable.

Neutralisation des Déchets Acides dans l’Industrie

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