Emissions et absorption de la lumière

Fiche de révision de physique
L’électrolyse en solution aqueuse
I Electrolyse
Définition : Une électrolyse est l’ensemble des réactions chimiques qui se produisent, dans un électrolyte, lors
du passage d’un courant électrique, imposé par un générateur.
 Les réactions d’électrolyses s’effectuent dans le sens inverse des réactions naturelles. Elles sont
endo-énergétiques et non naturelles (réactions forcées).
 L’oxydation la plus facile à réaliser est celle du réducteur le plus fort présent en solution.
 La réduction la plus facile à réaliser est celle de l’oxydant le plus fort présent en solution.
 Dans le cas général, c’est la réduction et l’oxydation les plus faciles à réaliser qui ont lieu.
 Lors d’une électrolyse il faut appliquer une tension au moins égale à la différence de potentiel des
deux couples mis en jeu.
 Une augmentation de la tension sert à accélérer la réaction.
Méthode de résolution :
 Classer les couples rédox sur une échelle.
 Souligner toutes les espèces chimiques présentes au départ.
 Identifier le meilleur oxydant présent et le meilleur réducteur présent.
 L’électrolyse prévisible est celle correspondant au gamma à l’envers qu’on peut
écrire entre ces deux espèces.
 Ex : électrolyse du bromure de cuivre en milieu acide : 2Br - + Cu2+ = Cu + Br2
 Si une autre électrolyse a lieu (plutôt que celle qui était prévisible) c’est qu’il y a eu un phénomène de
surtension. L’électrolyse prévisible est trop lente et une autre, plus rapide et possible compte tenu de
la tension appliquée, s’est déclenchée.
II Applications et aspect quantitatif
a. Applications.
 L’obtention de métaux. Ex : On prépare l’aluminium par électrolyse de l’alumine fondue.
 La galvanostégie : Il s’agit de recouvrir un métal par un autre métal. C’est ainsi qu’on fait du « plaqué or .
 La galvanoplastie : Cette technique consiste à reproduire un objet de faible épaisseur à partir d’un moule
qui sert de cathode.
b. Aspect quantitatif.
 Quantité d’électricité (ou charge), Q, transférée : Q = ne F et Q = I.Δt
 Quantité de matière d’électrons, ne, transférée :
 Unités : Q en Coulombs, I en A, ne en mol, t en s et F = 96500 C.mol-1 (constante de faraday)
c. Méthode de résolution d’un exercice.
 ne est généralement déterminé à l’aide d’une des formules ci-dessus.
 Une équation de réaction rédox est écrite avec son tableau d’avancement.
Si les électrons sont dans les réactifs, ils sont
Si les électrons sont dans les produits, il en
totalement consommés. Ex :
reste ne en état final. Ex :
EI
EF
Cu2+
n0
n0-x
+ 2é
= Cu
ne
0
x
ne-2x = 0
EI
EF
2 Br n0
n0-2x
= Br2
0
x
+2é
0
2x = ne
 A l’aide du tableau d’avancement on peut déterminer les quantités de matières produites ou
consommées des produits et réactifs.
 Remarque pour les composés gazeux : V = n.Vm avec Vm = 24L.mol-1 (conditions habituelles
de température et de pression). Vm est le volume molaire.