T.P. 11 Electrolyse
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.
¤ 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.
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 ?
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 » ?