[PDF] TP Spé CHIMIE – chap 03. Eau et énergie :ELECTROLYSE DE LEAU.

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TP Spé CHIMIE chap 03. Eau et énergie :

TP rĠalisĠ ă partir de l'actiǀitĠ edžpĠrimentale 1 p.54-55 du manuel Hachette TS Spé (2012).

L'Ġlectrolyse de l'eau est l'une des ǀoies de production du dihydrogğne. Elle est enǀisagĠe pour utiliser les surplus de

La manipulation proposĠe permet d'Ġtudier le fonctionnement d'un Ġlectrolyseur et de dĠterminer le rendement de la

1. Etude qualitative

¾ Introduire un volume suffisant (électrodes complètement immergées) de solution de sulfate de sodium (2Na+

(aq) + SO4 2- (aq))) à 0,50 mol.L-1 dans la cuǀe de l'Ġlectrolyseur.

¾ Remplir deux tubes à essai avec la solution de sulfate de sodium à laquelle ont été ajoutées quelques gouttes de

bleu de bromothymol (BBT)

¾ Les fermer aǀec un bouchon, les retourner sur l'Ġlectrolyseur, les dĠboucher (en immersion) et les fidžer au-dessus

des électrodes (doc 2.)

¾ Régler la générateur de tension dur la valeur 12 V et le laisser débiter environ cinq minutes. Observer.

¾ Noter l'Ġǀolution, s'il y a lieu, de la teinte de la solution des tubes 1 et 2 et comparer les ǀolumes de gaz contenus

dans ces tubes.

¾ 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 à son extrémité.

¾ Boucher (avec un bouchon) le tube 2 avant de le sortir de la solution, le retourner et le déboucher en introduisant

immédiatement une bûchetteincandescentedans sa partie supérieure.

Questions :

1) Déduire des tests réalisés la nature des gaz produits.

2) Que traduit le(les) changement(s) de couleur observé(s) dans le(les) tube(s) ?

3) Représenter le sens conventionnel de déplacement du courant dans le circuit (doc 2.). Représenter également le sens de

dĠplacement des Ġlectrons dans le circuit edžtĠrieur ă l'Ġlectrolyseur.

b) Identifier l'anode et la cathode aprğs aǀoir rappelĠ la dĠfinition de ces deudž termes.

l'eau ?

d) Quels sont les porteurs de charge responsables du passage du courant dans la solution ? Dans quel(s) sens

se déplace-t-il ? Représenter leur déplacement sur le doc 2. 1/2

¾ Régler la tension audž bornes du gĠnĠrateur ă 12 V, aucun circuit n'Ġtant connectĠ sur ce dernier.

Questions :

dans Excel. Relever cette équation.

3) L'Ġlectrolyseur est-il un générateur ou un récepteur électrique ?

interne r. professeur) ¾ Refaire le montage correspondant au doc 2. (Générateur éteint lors du montage)

¾ Remplir deuxéprouvettes graduées avec la solution de sulfate de sodium et les retourner sur l'Ġlectrolyseur en les

¾ Allumer le générateur en déclenchant le chronomètre, régler très rapidement la tension mesurée à une valeur

voisine de 12 V. Noter alors l'intensitĠ I0 et la valeur précise de la tension U.

¾ Laisser débiter le générateur.

¾ Eteindre le générateur et stopper simultanément le chronomètre lorsque le volume de dihydrogène formé est égal

à V(H2) = 10 mL.

¾ Noter la durĠe ѐt ĠcoulĠe et le volume de dioxygène formé V(O2).

Questions :

1) Compléter le schéma de la chaîne énergétique suivant, en précisant la nature des énergies 1,2 et 3 :

b) L'Ġnergie utile, notĠe Ech, a pour expression : Ech с E'.I0.ѐt : la calculer.

c) Edžprimer l'Ġnergie produite EJ (3) en fonction de r, I0 et ѐt. Comment appelle-t-on cet effet mis en jeu ?

. Le calculer.

3) La réaction chimique mise en jeu a pour équation : 2 H2O(l) 2 H2(g) + O2(g)

occupé par une mole de gaz est de Vm = 24 L.mol-1 dans ces conditions ? b) Calculer le quotient . Commenter le résultat obtenu. 2/2 ¾ Représenter sur le schéma ci-contre le voltmètre permettant de mesurer la tension courant le traversant. ¾ Réaliser un montage potentiométrique en vous inspirant du schéma ci- contre.(laisser une borne du générateur débranchée) ¾ Placer le ǀoltmğtre et l'ampğremğtre dans le circuit sans les allumer. ¾ Préparer un tableau de mesures : U (V) en fonction de I (mA) converti ensuite en

Ampère.

¾ Appeler le professeur pour vérification. Après vérification fermer le circuit et allumer les appareils de mesure.Attention au calibre de l'ampğremğtre pendant les mesures ! ¾ Faire varier la résistance du rhéostat pour augmenter progressivement la tension U tension, l'intensitĠ du courant traǀersant l'Ġlectrolyseur. On se limitera à 6 V maximum.

MATERIEL TP Chimie Spé

A noter :

- Remplacer les tubes en verre gradués par des éprouvettes 20 ou 25 mL. - Rajouter un rhéostat - Prévoir une réserve de fils électriques. - Prévoir une réserve de solution de sulfate de sodium à 0,50 mol.L-1 - Pipette pasteur. - Gants.quotesdbs_dbs35.pdfusesText_40

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