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[Chimie] Electrolyse

Posté par
infophile
14-01-07 à 13:11

Bonjour

Je n'ai pas assisté au cours sur l'électrolyse, et j'ai quelques doutes sur mes réponses à l'exercice suivant :

Les réponses en bleus sont celles où je suis le moins sûr.

-----

On réalise l'électrolyse d'une solution aqueuse de chlorure de sodium \large \rm Na^+_{(aq)}+Cl^{-}_{(aq)} entre une anode de graphite et une cathode de fer. Dans un premier temps, on divise l'électrolyseur en deux compartiments à l'aide d'une membrane poreuse.

1. Rappeler le type de réaction qui se déroule à l'anode et à la cathode d'un électrolyseur.

Réponse : A l'anode et à la cathode on assiste à des réactions d'oxydo-réduction.

2. Faire l'inventaire des espèces chimiques existant en solution à l'état initial. Indiquer les espèces prépondérantes, devant lesquelles on négligera celles qui sont très minoritaires.

Réponse : A l'état initial la solution contient des ions \large \rm Na^+, \large \rm Cl^-, \large \rm H_2O et \large \rm HO^- résultant de l'autoprotolyse de l'eau que l'on négligera.

3.a. Indiquer les espèces suceptibles d'être électrolysées à l'anode et à la cathode.

\large \blue \underline{\rm Reponse}: A l'anode on observe une oxydation donc une perte d'électrons. \large \rm H_2O et \large Na^+ sont susceptibles d'être oxydées. A la cathode on observe une réduction donc un gain d'électrons. Comme on néglige les ions \large \rm HO^-, seul \large \rm Cl^- est susceptible d'être réduit.

3.b. En déduire les couples oxydant/réducteur susceptibles d'être mis en jeu à l'une et l'autre électrode. On précise que le sodium réagit très violemment avec l'eau et que le pH du compartiment cathodique augmente lors de l'opération.

\large \blue \rm \underline{Reponse}: Ici le fait que le pH augmente me pose problème.

-----

Merci

Posté par
boson
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 13:38

Euh je ne sais pas mais si le pH augmente c'est peut-être que la concentration d'OH- diminue (d'où une augmentation de celle d'H3O+ par autoprotolyse de l'eau). Peut-être que tu négliges trop, non ?^^

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 13:43

Salut boson et merci de ta réponse

Figure toi j'y ai pensé sauf que :

Citation :
si le pH augmente c'est peut-être que la concentration d'OH- diminue


Au contraire je pense que cette concentration augmente. C'est à dire que celle des ions H3O+ diminue. Or si H2O est oxydé alors on aurait H2O = 1/2O2 + 2H+ + 2è. Et donc une augmentation de la concentration en H3O+, ce qui est en contradiction avec l'augmentation du pH.

Posté par
boson
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 13:44

Ah oui tout à fait, excuse moi^^

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 13:45

Pas de soucis

Si tu as d'autres idées je suis preneur.

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 14:07

Pourquoi cette précision ?

Citation :
On précise que le sodium réagit très violemment avec l'eau

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 15:37

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 16:16

Un petit Up

Posté par
boson
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 16:17

Je ne sais pas. Mais la réaction est, ce me semble, 2Na+ + 2H2O = 2NaOH + H2, si ca peut t'aider...

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 16:23

Ok donc je me suis trompé c'est pas Na+ qui est susceptible d'être oxydée, mais réduit !

Du coup on a les demi-équations :

Na+ + è = Na
H2O = HO- + H+

On a donc bien :

2Na+ + 2H2O = 2NaOH + H2.

J'essaye la suite, merci

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 16:24

Tiens j'y pense, on en fait quoi des ions chlorure ?

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 16:24

Ah ben on en fait rien c'est spectateur

Je continues..

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 16:29

Le problème, c'est qu'on a un solide et pas des ions HO-

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 16:34

Je mets la question suivante :

4. Lorsque l'électrolyseur est divisé en deux compartiments on observe à l'anode la forme de dichlore Cl(aq). D'autre part on observe une augmentation du pH à la cathode. a) En déduire de ces indications la nature des espèces chimiques qui on réagi à l'une et l'autre des électrodes et écrire l'équation de l'électroly

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 18:57

Un dernier up

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 20:45

Up

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 14-01-07 à 21:21

Allez un dernier up

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 17-01-07 à 13:58

Je m'y remets tout à l'heure (après l'allemand ), je pense avoir trouvé quelque chose

Posté par
Orsolya
re : [Chimie] Electrolyse 17-01-07 à 14:01

Salut Kévin,

Tu entretiens ton topic, c'est bien
L'électrolyse est loin d'être mon fort, sinon je t'aurais volontiers aidé, tu le sais, mais j'aurais trop peur de t'induire en erreur.

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 17-01-07 à 14:11

Salut Orsolya

Pas de problème ce n'est qu'un exercice, et ça ne me dérange pas de me creuser la tête quand c'est des maths ou de la physique-chimie

Bonne journée à toi

Posté par
Orsolya
re : [Chimie] Electrolyse 17-01-07 à 15:07

Citation :
On précise que le sodium réagit très violemment avec l'eau.


En fait, lorsque l'on met du sodium en présence d'eau, il se produit une réaction très exothermique, du coup ça "explose" et il y a production de dihydrogène et de dioxygène.

Donc s'ils le précisent dans l'énoncé, c'est probablement pour te faire comprendre que le couple faisant intervenir le Na, ne pourra pas réagir avec le couple faisant intervenir l'eau... sous peine d'explosion, donc de non-faisabilité de la réaction (ou alors de faisabilité mais aux risques et périls des manipulateurs ).

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 17-01-07 à 17:08

Citation :
4. Lorsque l'électrolyseur est divisé en deux compartiments on observe à l'anode la forme de dichlore Cl(aq). D'autre part on observe une augmentation du pH à la cathode. a) En déduire de ces indications la nature des espèces chimiques qui on réagi à l'une et l'autre des électrodes et écrire l'équation de l'électrolye


A l'anode : couple CL2/Cl- : 2Cl- = Cl2 + 2è
A la cathode : l'augmentation du pH => Production d'HO- => Couple H2O/HO-

Et là j'ai un problème pour écrire la réaction de l'électrolyse, je n'y arrive qu'en considérant un nouveau couple ClO-/Cl2 (question suivante).

Désolé je lâche pas l'affaire

Posté par
Orsolya
re : [Chimie] Electrolyse 17-01-07 à 19:45

S'il y a augmentation du pH, il ne peut pas y avoir production d'ions hydroxyde, c'est basique

Posté par
Orsolya
re : [Chimie] Electrolyse 17-01-07 à 19:45

J'ai rien dis

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 17-01-07 à 21:11

Posté par
Orsolya
re : [Chimie] Electrolyse 18-01-07 à 20:50

Alors cette correction ?

Posté par
infophile
re : [Chimie] Electrolyse 18-01-07 à 20:53

On corrige demain

Aujourd'hui on a commencé la mécanique, c'est vach'ment bien



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