CHIMIE : chapitre 7 Evolution spontanée
TP
E
XEMPLES DE TRANSFORMATIONS FORCEES
:
E
LECTROLYSES
-C
ORRECTION
E
TUDE QUALITATIVE D
’
UNE ELECTROLYSE
:
1)E
TUDE PRELIMINAIRE
:
On observe une décoloration de l’eau iodée.
Zn
(s)
+ I
2 (aq)
= Zn
2+
(aq)
+ 2 I
-
(aq)
évolue donc spontanément dans le sens direct.
2)R
EALISATION DE L
’
ELECTROLYSE
:
Faire un schéma du dispositif expérimental.
Observations : - coloration jaune au niveau de l’électrode de graphite
- dépôt gris sur l’électrode de cuivre.
Si on augmente la tension, on observe un dégagement gazeux à l’électrode de cuivre.
3)
E
XPLOITATION
:
Espèces chimiques présentes : Zn
2+
(aq)
, I
-
(aq)
, H
2
O
(l)
, Cu
(s)
H
3
O
+
(aq)
et HO
-
(aq)
en faibles quantités (autoprotolyse de l’eau)
le graphite est inerte
Equations des réactions pouvant avoir lieu au niveau des électrodes :
Réductions : Oxydations :
2H
+
(aq)
+ 2 e
-
= H
2 (g)
2 H
2
O
(l)
= O
2 (g)
+ 4 H
+
(aq)
+ 4 e
-
Zn
2+
(aq)
+ 2 e
-
= Zn
(s)
2 I
-
(aq)
=
I
2 (aq)
+ 2 e
-
Cu
(s)
= Cu
2+
(aq)
+ 2 e
-
Au niveau de l’électrode de graphite, on a un départ d’électrons : il se produit donc une oxydation (c’est
l’anode).
Inversement, à l’électrode de cuivre, on a une arrivée d’électrons : il se produit donc une réduction (c’est
la cathode).
Réactions se produisant réellement aux électrodes :
A l’anode en graphite, on a oxydation des ions iodures en diiode jaune en solution aqueuse :
2 I
-
(aq)
=
I
2 (aq)
+ 2 e
-
A la cathode de cuivre, on a réduction des ions Zn
2+
en zinc métallique (dépôt gris) :
Zn
2+
(aq)
+ 2 e
-
= Zn
(s)
Bilan de l’électrolyse : Zn
2+
(aq)
+ 2 I
-
(aq)
= Zn
(s)
+ I
2 (aq)
On a donc favorisé la transformation inverse de la transformation spontanée étudiée au 1) : c’est donc une
transformation forcée (non spontanée).
Quand on augmente la tension, on favorise la réduction des ions H
+
et H
2(g)
à la cathode.
La solution obtenue par électrolyse peut être « recyclée » : en effet, il suffit d’ajouter de la poudre de zinc
et le diiode formé par électrolyse réagit spontanément pour redonner la solution initiale (Zn
2+
(aq)
+ 2 I
-
(aq)
)