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L'électrolyse de l'eau est l'une des voies de synthèse du dihydrogène Les électrolyseurs transforment l'énergie électrique en énergie chimique (électro- pour
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1 (version professeur) quantités de matière de produits formés.Source : AFHYPAC - Th. A.
En déduire le rendement de cette électrolyse.Rappels utiles :
La quantité de matière n correspondant à un volume V (exprimé en litres) de dihydrogène H2 se calcule par la relation : n =
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2Matériel mis à votre disposition :
- un électrolyseur. - deux tubes à essais dont on mesurera le volume V = 24 mL- un flacon contenant une solution aqueuse de sulfate de sodium : 2 Na+(aq) ; SO42-(aq) à 1 mol·L-1 (M = 142 g.mol-1)
- un bécher - une alimentation de tension continue réglable - un chronomètre (smartphone) - deux multimètres (un ampèremètre et un voltmètre. - deux noix de serrage et un support pour maintenir les tubes à essais.Montage expérimental :
Protocole :
Réaliser le montage ci-dessus sans placer les éprouvettes. manière à ce que les électrodes soient bien immergées.Régler les calibres des multimètres en conséquence. (tension : 20 V ; intensité : 200 mA)
Eteindre le générateur.
Remplir complètement les deux tubes à essais à ras bord avec la solution de sulfate de sodium et boucher-les avec votre doigt.
Allumer le générateur et déclencher le chronomètre. Eteindre à ce moment le générateur et stopper le chronométrage.Noter la valeur de la durée t et la valeur exacte du volume de gaz dans les deux éprouvettes V1 et V2.
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3Identification des gaz formés
- Boucher (avec un bouchon) le tube 1 avant de le sortir de la solution, le retourner et le déboucher en présentant simultanément une
allumette enflammée ă son extrémitĠǵ.- Boucher (avec un bouchon) le tube 2 avant de le sortir de la solution, le retourner et le déboucher en introduisant immédiatement un
bout de carton préalablement enflammé et éteint en partie dans sa partie supérieure.Exploitation des résultats
Données : Couples oxydant/réducteur mis en jeu : O2(g) / H2O(l) et H2O(l) / H2 (g)1. Déduire des tests réalisés la nature des gaz produits dans chaque tube.
Tube n°1 : En présence d'une flamme, on entend une légère détonation (plop !) caractéristique du dihydrogène H2
Tube n°2 : La faible combustion du carton est ravivée en présence du gaz contenu dans le tube à essais numéro 2. Il s'agit donc du
dioxygène O2.2. Représenter le sens conventionnel de déplacement du courant dans le circuit (montage expérimental). Représenter également le sens
L'anode est l'électrode où arrive le courant électrique I. Il se produit une oxydation anodique (perte d'électrons)
A la cathode, il s'effectue une réduction " réduction cathodique » (gain d'électrons)Tube n° 1 : Formation de H2. Il s'agit d'une réduction cathodique (gain d'électrons) H2O(l) + 2e- quotesdbs_dbs15.pdfusesText_21
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