Transcript Les piles électrolytiques

Les piles
électrolytiques:
Applications
Définition: dispositif convertissant l’énergie électrique en
énergie chimique.
Ex: électrolyse de l’eau
Réduction:
2H2O(l)+ 2e- →H2(g) + 2OH-(aq) Eºcath= - 0,828 V
Oxydation:
2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4e-
E ºan = 1,229V
Rédox: 2H2O (l) → 2H2 (g) + O2 (g)
Eº pile = -0,828 – (1,229)
Eºpile = -2,057V
Réaction non-spontanée forcée
par une source extérieure
pile électrochimique vs pile électrolytique
Utilités des piles électrolytiques
1- Production industrielle de certains éléments
Ex: électrolyse de sel fondu
Procédé Downs

2- Extraction et raffinage des métaux
Cellules électrolytiques industrielles

3- Galvanoplastie / électroplacage

Réaction à l’anode

Réaction à la cathode (objet inerte)

Autre exemple...
Comment prédire la quantité de
métal déposée sur la
cathode
pendant la galvanoplastie???
4.4 Loi de Faraday
 La
quantité d’une substance
produite ou consommée dans une
réaction d’électrolyse est
directement proportionnelle à la
quantité d’électricité passant
dans le circuit.
NOTIONS DE BASE
Intensité du courant: I
I = Q /Δt

I
: mesurée en ampère « A »
(Coulombs /secondes ou C/s)

Comment relier l’intensité du courant à la
masse ?????
Nombre de moles et stoechiométrie
Ag+ + 1 e- → Ag (s)

Ex:

1 mol d’ e- → 1 mol d’argent

Comment déterminer le nombre de mol
d’électrons impliqués?

1 Faraday (1F) représente la charge
électrique d’une mole d’électrons

1F = 1,602x10-19 C x 6,02 x 1023 e-
1 e-
1 mol
Ainsi: 1F ≈ 96 500 C
Relations à considérer:
 Intensité
du courant
et
temps
↨

# de charges électriques « Q »
↨

# moles d’électrons
↨

# moles de l’élément
↔ masse

Quelle est la masse d’argent qui se
déposera sur une cuillère dans une celllule
électrolytique si un courant de 1,2 A
circule pendant 15 minutes???
 I = 1,2 A


Δt = 15 minutes ou 15 min x 60s /1 min = 900 s
m Ag = ?
I↔



Q ↔ # mol e- ↔ # mol Ag
Q = I x Δt
Q = 1,2 A x 900s
Q = 1080 C

X mol e- = 1 mol e1080 C 96500 C

X = 1,1 x 10-2 mol e-
Selon l’équation de réduction:
Ag+ + 1 e- → Ag (s)

X mol Ag
1,1 x 10-2 mol e-

= 1 mol Ag
1 mol e-
X = 1,1 x 10-2 mol de Ag
Conversion finale........
 m Ag
= n Ag x M Ag
 m Ag
 m Ag
= 1,1 x 10-2 mol
= 1,2 g
 Donc
x 107,87 g/mol
1,2 g d’argent se déposeront
sur la cuillère.
Autre exemple...

Combien de minutes faut-il pour former un
dépôt de 0,375g de calcium dans une pile
dont le courant atteint 3,93 A ?

Exercices: livre p. 541 # 21 à 24