[PDF] Activité 6 Quest-ce quune électrolyse ?

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Cité Scolaire du Maréchal Lannes - Place Brossolette - 32 700 LECTOURE - Club Sciences des élèves de 4 ème

Activité 6

Qu'est-ce qu'une électrolyse ?

1. Introduction:

a) Rappels: Nous avons étudié cette année les réactions chimiques.

Une réaction chimique est une transformation au cours de laquelle, des espèces chimiques appelées réactifs disparaissent, et

des nouvelles espèces chimiques appelées produits disparaissent. On peut dresser une équation-bilan de cette réaction chimique: Au départ: réactifs. À la fin: produits. R1 + R2 → P1 + P2 (dans le cas où 2 réactifs et 2 produits sont mis en cause) Souvent, une réaction chimique ne se produit spontanément que dans un sens, car les produits sont plus stables que les réactifs.. Le retour en arrière spontané, des produits vers les réactifs est impossible.

Pour qu'un retour en arrière, " des produits vers les réactifs », puisse se faire, on est obligé d'apporter de l'énergie...

b) Principe d'une électrolyse:

L'électrolyse est une technique qui permet d'apporter de l'énergie pour rendre certaines réactions chimiques possibles.

Comment procède-t-on ?

➢Les réactifs sont en général dissous dans de l'eau. On obtient ainsi une solution aqueuse.

➢On plonge dans la solution 2 électrodes qui ne doivent pas se toucher, et qui sont reliées aux bornes + et - d'un

générateur. ➢On met en marche le générateur de courant électrique.

➢Un courant électrique traverse alors la solution aqueuse, en passant d'une électrode à l'autre. Il fournit ainsi à la

solution aqueuse de l'énergie, ce qui rend possible des réactions chimiques qui auraient été impossibles de manière

spontanée.

2. Un exemple: électrolyse de l'eau.

On veut faire passer un courant électrique dans de l'eau, puis, observer et analyser ce qu'il se passe alors...

Attention ! Eau + électricité = DANGER !Respectez scrupuleusement les consignes données. Soyez attentifs et appliqués.

a) Premières observations:

➢Vous disposez d'un générateur de tension réglable (tension de 0 à 15 V, intensité maximale de 5 A). Vérifiez que le

curseur soit bien sur 0V. Attention! Une intensité de 5 A est une intensité très forte. Ne touchez surtout pas l'eau quand le générateur est connecté à l'électrolyseur.

➢Vous disposez aussi d'une cuve à électrolyse, déjà remplie d'une solution aqueuse de sulfate de magnésium. C'est de

l'eau dans laquelle on a dissous des sulfates et du magnésium, afin d'augmenter la conductivité de l'eau.

➢Connectez les 2 électrodes, aux bornes + et - d'un générateur de tension réglable. ➢Faites vérifier.

➢Augmentez progressivement la tension fournie par le générateur... MAIS sans aller au maximum.

Schéma à compléter (n'oubliez pas d'indiquer le sens du courant):

Qu'observez-vous ? (soyez précis)

➢Replacez le curseur sur 0V. Déconnectez le générateur. b) Recueil des gaz formés: Pour analyser les gaz formés, on doit les recueillir... Technique utilisée: ............................................................. ➢Vérifiez que le générateur soit bien sur 0V, et déconnecté. ➢Remplissez à ras bord un tube à essais avec de l'eau.

➢Bouchez-le avec le pouce, retournez-le sur l'une des deux électrodes et fixez-le avec délicatesse.

➢Recommencez avec un autre tube à essais, à placer sur l'autre électrode. ➢Faites vérifier. ➢Connectez à nouveau le générateur.

➢Avec un feutre, notez " + » sur le tube à essais qui a été placé sur l'électrode reliée à la borne plus du générateur. Et

notez " - » sur l'autre l'électrode. ➢Faites vérifier. Puis augmentez progressivement la tension fournie.

➢Quand l'un des 2 tubes est rempli de gaz, stoppez l'électrolyse: replacez le curseur sur 0 V, et déconnectez le

générateur.

➢Préparez un bouchon. Desserrez la fixation du tube à essais déjà plein, et enlevez-le en le bouchant rapidement.

Mettez-le de côté.

Quel est le tube qui a été rempli le premier, " + », ou " - » ? .............G+-

UPN = 0 à 15 V

Imax = 5 A

G+-

UPN = 0 à 15 V

Imax = 5 A

A ce moment-là, où en est le remplissage du 2ème tube à essais ?

➢Connectez à nouveau le générateur, puis relancez l'électrolyse, jusqu'à ce que le deuxième tube à essais soit plein.

➢Stoppez alors à nouveau l'électrolyse: replacez le curseur sur 0 V, et déconnectez le générateur.

➢Retirez et bouchez le deuxième tube à essais, de la même manière que le premier. c) Analyse des gaz formés: Rappelez le nom des 2 tests appris en 5ème, pour identifier 2 gaz:

- Pour identifier le .........................................., on utilise le ..............................................................

- Pour identifier le .........................................., on utilise le ..............................................................

Nous allons commencer par réaliser le .................................................. Ensuite, s'il est négatif, nous ferons l'autre... Et si le

deuxième est négatif aussi, alors nous ne pourrons pas conclure (à moins d'utiliser un autre test).

➢Avec délicatesse, fixez vos tubes fermés, " + » et " - ».

➢Réalisez le " test de la bûchette » sur le tube " + » (soyez rapides après l'ouverture du tube, pour y enfoncer la

bûchette incandescente).

Que se passe-t-il ? .............................................................................................

Que concluez-vous ? .............................................................................................

➢Dans le tube " - ». Je mets de suite fin au suspense, en vous affirmant que ni le test de la bûchette, ni le test à l'eau de

chaux ne seraient positifs. Ce n'est pas scientifique comme démarche: il aurait fallu que vous vous en rendiez compte

vous-mêmes!

MAIS comme nous manquons de temps, je vous indique de suite un autre test à réaliser dans le tube " - ».

➢Enflammez une allumette. Débouchez le tube " - », et approchez rapidement la flamme de son ouverture.

Que se passe-t-il ? .............................................................................................

Que doit-on conclure ? .............................................................................................

Remarque: rapport avec la catastrophe nucléaire au Japon (mars 2011)... d) Explications: Les 2 tests réalisés prouvent que les 2 gaz formés sont:

-............................................ s'est formé au dessus de l'électrode reliée à la borne " + ».

-............................................ s'est formé au dessus de l'électrode reliée à la borne " - ». Il s'est formé deux fois plus vite

que l'autre. Autrement dit, il s'en est formé 2 fois plus que de l'autre.

Si ces 2 gaz se sont formés, c'est parce que le courant électrique a permis une réaction chimique entre les molécules d'eau.

Écrivez et équilibrez si nécessaire l'équation-bilan de cette réaction chimique:

Au départ : réactifs. À la fin: produits

Cette réaction chimique n'aurait pas pu avoir lieu sans l'énergie apportée par le courant électrique !

e) Pour aller plus loin: explication des 2 tests d'identification réalisés...

Pourquoi la bûchette incandescente s'est-elle enflammée quand on l'a plongée dans le dioxygène pur ?

Pourquoi y-a-t-il eu une petite explosion, quand on a approché une flamme du dihydrogène ?quotesdbs_dbs35.pdfusesText_40

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