Chapitre 9 : Electrolyse, une transformation forcée

I) L'électrolyse

1) Définition

Soit un système chimique pouvant évoluer spontanément dans le sens direct de la réaction d'oxydoréduction suivante :

 Ox1 + red2 = red1+ Ox2

 Avec les 2 couples Ox1/red1 , Ox2/red2

Pour faire évoluer le système dans le sens inverse, il faut lui fournir un courant électrique délivré par un générateur. Celui-ci doit envoyer un courant i dans le sens inverse de celui fourni lorsque le système évolue spontanément .

Cette transformation forcée est appelée une électrolyse. Pour voir un exemple clique ici.

Elle se déroule dans un électrolyseur.

L'électrode où se produit l'oxydation est appelée anode celle où se produit la réduction est appelée cathode.  Exemple.

2) Sens d'évolution du quotient de réaction

Pour une transformation forcée, le quotient de réaction du système chimique Qr s'éloigne de la constante d'équilibre K ( c'est l'inverse pour la pile).

 

3) Méthode pour l'équation chimique d'une électrolyse

1) Ecrire les espèces chimiques présentes en solution.
2) Ecrire les couples oxydant réducteur et entourer les espèces présentes en solution.
3) Déterminer les réactions possibles à l'anode (oxydation) et à la cathode(réduction).
4) Choisir la réaction d'oxydation et de réduction par l'observation ou les tests.
5) En déduire de l'équation produite au cours de l'électrolyse.

II) Quantité d'électricité Q fournie à l'électrolyseur

Soit un générateur fournissant un courant d'intensité I constant à un électrolyseur, pendant une durée Dt. La quantité d'électricité Q débitée est :

Q = I.D t = n(e-).F

Avec :
* Q : quantité d'électricité en coulomb (C).

* I : intensité en ampère (A)

* Dt : durée en seconde (s)
* n(e-): quantité de matière d'électrons fournis par le générateur en mole (mol).

* F : charge par mole d'électron égale à un Faraday

1 F =  96500 C.mol-1.