T.P. 11       Electrolyse

 

 

Principe  

 

En imposant une tension électrique entre deux électrodes plongeant dans une solution électrolytique, on peut provoquer un transfert d’électrons entre un réducteur et un oxydant ; on réalise alors un électrolyse, la transformation est forcée.

 

 

Objectifs  

 

¤ mise en évidence expérimentale de la possibilité dans certains cas de changer le sens d’évolution spontanée d’un système.

¤ effectuer un bilan qualitatif et quantitatif d’une électrolyse.

 

 

I ] Electrolyse du bromure de cuivre II

 

            1) Transformation spontanée

Dans un tube à essai introduire quelques mL d’une solution de dibrome Br2 de concentration c = 1,0.10-2 mol.L-1.

Introduire alors un copeaux de cuivre.

Ecrire l’équation de la réaction associée à cette transformation chimique spontanée.

 

            2) Electrolyse

a)      Expérience

Verser un solution de bromure de cuivre CuBr2 de concentration c = 1,0.10-1 mol.L-1 dans un tube en U.

Réaliser l’électrolyse de cette solution en reliant deux électrodes en graphite à un générateur de tension continue de valeur 12 V environ.

Noter vos observations et conclure.

Arrêter le générateur prélever 5 mL de la solution du côté de l’électrode reliée au pôle positif dans un tube à essais et ajouter 2 mL de cyclohexane ; agiter puis laisser décanter. Cette extraction au cyclohexane permet de mettre en évidence la formation de dibrome.

 

b)      Exploitation

1)       Décrire les phénomènes observés aux électrodes quand le générateur fonctionne.

2)      Quel argument permet d’affirmer que le générateur impose le sens du courant dans le circuit ?

3)      Identifier la cathode (électrode où se produit la réduction) et l’anode (électrode où se produit l’oxydation) ; écrire les réactions se produisant a ces électrodes.

4)      Ecrire l’équation globale associée à cette transformation chimique.

5)      Réaliser le schéma de cette électrolyse et y faire figurer le sens de déplacement des porteurs de charge.

6)      Quelle est la masse de cuivre déposée après 20 min de fonctionnement par un courant constant I = 1,2 A ?

 

 

II ] Electrolyse du sulfate de cuivre II

 

Réaliser le même montage que dans le I en utilisant une solution de sulfate de cuivre II de concentration

c = 1,0.10-1 mol.L-1 ; la tension imposée par le générateur ne doit pas dépasser 10 V. L’électrode reliée au pôle positif du générateur est en cuivre.

Répondre aux mêmes questions que dans le I.

Pourquoi cette électrolyse est-elle appelée à « anode soluble » ?