Chapitres
I : ÉLECTROLYSE D'UNE SOLUTION DE CHLORURE D'ÉTAIN À C = 0,1 MOL.L-1
Le dichlore oxyde spontanément l'étain pour donner des ions Sn2+ et Cl-. La constante est K = 7.1050.
| Écrire l'équation de cette transformation spontanée après avoir calculé le Qr,i.
Cl2 + Sn = Sn2+ + 2Cl-.
Qr,i = [ Sn2+]i x [ Cl- ]2i = ( 0,1 ) x ( 0,1 )2 = 0,13 = 10-3. |
| Le Qr,i << K donc le sens spontané est le sens direct soit : Cl2 + Sn → Sn2+ + 2Cl-.
|
BORNE RELIÉE AU + DU GÉNÉRATEUR. | BORNE RELIÉE AU - DU GÉNÉRATEUR. |
| On observe un dégagement gazeux. → Du gaz jaune odorant, du Cl2.
Demi-équation : 2Cl- = Cl2 + 2e-.
Il s'agit d'une oxydation. Cette électrode s'appelle anode. | On observe un dépôt noir métallique. → C'est du métal étain.
Demi-équation : Sn2+ + 2e- = Sn.
Il s'agit d'une réduction. Cette électrode s'appelle cathode. |
BILAN : ÉCRIRE L'ÉQUATION DE LA RÉACTION QUI SE PRODUIT. COMPARER À LA RÉACTION PRÉCÉDENTE.
2Cl- = Cl2 + 2e-
Sn2+ + 2e- = Sn
2Cl- + Sn2+ → Sn + Cl2
Il s'agit ici de la réaction inverse du sens spontané.
CONCLUSION : Le générateur impose le sens du courant opposé à celui qui correspond à l'évolution spontanée de la réaction. L'électrolyse est une transformation indirecte. |
II : ÉLECTROLYSE D'UNE SOLUTION DE CHLORURE DE SODIUM
III : BILAN ÉLECTROLYTIQUE
EXERCICE 1 : QUANTITÉS MISES EN JEU.
DEMI-ÉQUATIONS : Sn2+ +2e- = Sn et 2Cl- = Cl2 + 2e-.
ÉQUATION DE LA RÉACTION : Sn2+ + 2Cl- = Sn + Cl2.
CHARGE ÉLECTRIQUE TRANSFÉRÉE :
ÉTAT | AVANCEMENT | Sn2+ + 2Cl- = Cl2 + Sn | |||
Initial : | x = 0 | n1 | n2 | 0 | 0 |
À t : | x > 0 | n1 - x | n2 - x | x | x |
Pour x mol de Sn produit ou de Cl2 dégagé, on 2x mol d'électrons échangés soit une charge électrique produite de Q = 2x . NA . e = 2x . F
L'électrolyse a fonctionné pendant 40 minutes avec une intensité de courant de 0,1A. Déterminer la masse d'étain formé et la volume de Cl2 dégagé. ( Vm = 25 L.mol-1 )
Q = I . Δt = 2x . F d'où x = ( I . Δt ) / 2F
On en déduit que x = ( 0,1 . 40 . 60 ) / ( 2 . 96500 ) = 1,24 . 10-3 mol.
mSn = nSn . M = x . M = 147 mg.
VCl2 = nCl2 . Vm = x . Vm = 1,24 . 10-3 . 25 = 31 mL.
BILAN ÉNERGÉTIQUE : Le générateur fourni P = Ugéné . I L'électrolyseur reçoit : Preçu = Uélec . I L'énergie reçu est W = U . I . Δt Uélec = E' + r'.I We = ( E' + r'I ) . I . Δt = ( E' x I x Δt ) + ( r' x I2 x Δt ) ( E' x I x Δt ) : consommé par les réactions. ( r' x I2 x Δt ) : perdue par effet Joule ( chaleur ). |
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