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
totalement consommés. Ex :
Cu2+
+ 2é
= Cu
EI
n0
ne
0
EF
n0-x
ne-2x = 0
x
Si les électrons sont dans les produits, il en
reste ne en état final. Ex :
2 Br -
= Br2
+2é
EI
n0
0
0
EF
n0-2x
x
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.