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Correction du TP 8 - Spécialité TS
se sont dissous dans la solution de sulfate de cuivre. Pesée des électrodes après électrolyse : • Masse de la cathode : mC = 972 g.
ANNALES SCIENCES PHYSIQUES 3ème
Chapitre 6 : L'électrolyse et la synthèse de l'eau solution de sulfate de cuivre des ions Cu²+ se transforment en atomes ... Les corrections :.
CORRIGE
ELECTROLYSE D'UNE SOLUTION DE SULFATE DE CUIVRE II. 1.1. Manipulation. 1.2. Questions : - A l'une des électrodes on observe un dégagement gazeux de
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Il vous décrit le processus opératoire ainsi : Dans un électrolyseur il verse : V1 = 100 mL d'une solution de sulfate de cuivre II de concentration C1 V2 =
Quel produit Obtient-on à la cathode lors de l'électrolyse du sulfate de cuivre en solution aqueuse ?
Ainsi, à la cathode, chaque ion cuivre sera réduit en acceptant deux électrons pour former des atomes de cuivre métallique.Quelle est l'équation bilan de l'électrolyse ?
Voici les équations des réactions ayant lieu aux électrodes : A l'anode (lieu de l'oxydation) : 2 H2O(l) ? O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e. A la cathode (lieu de la réduction) : 2 H2O(l) + 2 e- ? H2(g) + 2 OH-(aq)Comment électrolyse du cuivre ?
Des électrodes de graphites sont plongées dans un tube en U contenant une solution de bromure de cuivre II. Un générateur impose le sens du courant électrique (i). Dans la solution, les cations se déplacent dans le sens du courant et les anions dans le sens des électrons (e-).- Le procédé d'électrolyse consiste à faire passer un courant électrique dans l'eau (H2O), afin de la décomposer en dioxygène (O2) et dihydrogène (H2). Le dihydrogène est la forme moléculaire de l'hydrogène, qui peut être ensuite utilisé comme vecteur énergétique.
Thème : L'eau Domaine : Eau et énergie
CHAP 04-ACT EXP Electrolyse de l'eau
CORRIGE
1. ELECTROLYSE D'UNE SOLUTION DE SULFATE DE CUIVRE II
1.1. Manipulation
1.2. Questions :
- A l'une des électrodes on observe un dégagement gazeux de dioxygène et à l'autre un dépôt solide
a)Recopier le schéma ci-dessus, puis mettre le sens de circulation des électrons et du courant électrique
b)En déduire le nom des électrodes (complétez le schéma)A LA CATHODE
c)- Quelle est l'espèce qui apparaît àLA CATHODElorsque le générateur fonctionne ? (Observation expérimentale)Il se forme un dépôt de cuivre :
d)Indiquer le couple mis en jeu (voir les données) et entourer l'espèce présente àl'étatinitialdans lasolution
Cu2+(aq)/Cu(s)
e)Ecrire la ½ équation correspondante (avec l'espèce présente àl'étatinitialécrit à gauche)
Cu2+(aq)+ 2è = Cu(s)
À L'ANODE
f)- Quelle est l'espèce qui apparaît àL'ANODElorsque le générateur fonctionne ? il se forme un gaz, le dioxygèneg)Indiquer le couple mis en jeu (voir les données) et entourer l'espèce présente àl'étatinitialdans lasolution
O2(g)/H2O(l)
h)Ecrire la ½ équation correspondante (avec l'espèce présente àl'étatinitialécrit à gauche)
2H2O(l)= O2(g)+ 4è + 4H+
+COMA ROxydation : AnodeRéduction : Cathode
2/4 BILAN i)Ecrire l'équation de la réaction globale.2Cu2+(aq)+2H2O(l)= O2(g)+ 2Cu(s)+ 4H+
DONNEES :
Les couples oxydant-réducteur qui peuvent intervenir sont :Cu2+(aq)/Cu(s); S2O82-(aq)/SO42-(aq)
Et les couples de l'eau : O2(g)/H2O(l); H2O(l)/ H2(g).2. PRODUCTION DE DIHYDROGENE
2.1. Manipulation
2.2. Caractérisation des gaz
- Proposer un protocole expérimental permettant de mettre en évidence les gaz formésAide :
- Un gaz laissant entendre une petite détonation au contact d'une allumette enflammée peut être reconnu
comme le dihydrogène - Un gaz qui ravive l'incandescence d'une bûchette peut être reconnu comme le dioxygène a)Quel est le gaz récupéré à l'anode ? On récupère à l'anode du dioxygène gazeux b)Quel est le gaz récupéré à la cathode ?à la cathode du dihydrogène gazeux
2.3. Questions :
a)Recopier le schéma ci-dessus, mettre le sens de circulation des électrons et le nom des électrodes.
Eprouvette graduéeEprouvette graduée
+COMA RCathode : réduction
dihydrogène gazeuxAnode : oxydation dioxygène gazeux 3/4b)Ecriretoutesles espèces présentes à l'état initial dans lasolution. (N'oubliez pas l'eau)
SO42-(aq); H2O(l); Na+(aq)
c)Ecrire les couples qui peuvent intervenir (voir données), puis souligner sur les couples les espèces présentes à
l'état initial dans lasolution d)A l'aide duc)écrire les demi-équationsthéoriquement possiblesàl'Anode.2H2O(l)= O2(g)+ 4.H++ 4.è ou 2SO42-(aq)= S2O82-(aq)+ 2è
e)A l'aide duc)écrire les demi-équationsthéoriquement possiblesàla cathode.2H2O(l)+ 2.è = H2(g)+ 2.HO-ou Na+(aq)+ è = Na(s)
f)Ecrire la demi-équation qui a effectivement lieu àL'ANODE2H2O(l)= O2(g)+ 4.H++ 4.è
g)Ecrire la demi-équation qui a effectivement lieu àCATHODE2H2O(l)+ 2.è = H2(g)+ 2.HO-
h)En déduire l'équation traduisant la transformation électrochimique.2H2O(l)= O2(g)+ 4.H++ 4.è
2H2O(l)+ 2.è = H2(g)+ 2.HO-
6H2O(l)= O2(g)+ 2H2(g)+ 4.H++ 4.HO-
6H2O(l)= O2(g)+ 2H2(g)+ 4.H2O(l)
2H2O(l)= O2(g)+ 2H2(g)
i)À partir de l'intensité et de la durée, calculer la quantité d'électricité Q mise en jeu au cours de cette
électrolyse
j)En déduire la quantité d'électrons n(è)ayant circulé pendant cette durée.Q = n(è).F n(è)=Q 180
F 96500= 1,87.10-3mol
k)-À l'aide de la ½ équation qui a lieu àL'ANODE(aidez-vous d'un tableau d'avancement, que vous mettrez sur
la copie), calculer le nombre de moles de dioxygène gazeux formé. - En déduire le volume de dioxygène gazeux formé. on a la demi-équation : 2H2O(l)= O2(g)+ 4.H++ 4.è On peut écrire que dans l'état final : n(è)= 4.xfet n(O2)formé= xfD'où : n(O2)formé=n(è)
4= 4,68.10-4mol
- En déduire le volume de dioxygène gazeux formé. n(O2)formé=O2(formé) m VVd'où : V(O2 formé)= 11,2 mL
*2 4/4l)-A l'aide de l'équation traduisant la transformation électrochimique (aidez-vous d'un tableau d'avancement,
que vous mettrez sur la copie), calculer le nombre de moles de dihydrogène gazeux formé. - En déduire le volume de dihydrogène gazeux formé.On a l'équation :2H2O(l)= O2(g)+ 2H2(g)
On peut écrire que dans l'état final : n(H2)formé= 2.xfet n(O2)formé= xf D'où n(H2)formé= 9,35.10-4mol n(H2)formé=VVmd'où : V(H2 formé)= 22,4 mL
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