Salut!

Quelle était le protocole de l'expérience?
Tu as les erreurs de manip, les conditions atmosphériques, etc.

Partie II :  Électrolyse de l'eau
But :
Calculer expérimentalement le nombre d'Avogadro.
1.  Introduction
Dans cette partie, le responsable du laboratoire réalisera pour vous l'électrolyse de l'eau.  Les mesures prises à la fin de la routine expérimentale vous permettront de calculer, à partir de mesures expérimentales, le nombre d'Avogadro.

L'électrolyse de l'eau (hydrolyse) se fait selon l'équation suivante :

2 H2O (l)                                    2 H2 (g)  +  O2 (g)

qui est l'équation globale des deux réactions d'électrodes suivantes :

2 H2O  (l)                              O2 (g)  +  4 H+ (aq)  +  4 é (à l'anode)  (+) OXYDATION

2  •  [2 H+ (aq)  +  2é                       H2 (g) (à la cathode)  (-) RÉDUCTION

Combien de moles de chacun des gaz peut-on espérer produire avec une mole d'électrons?

L'appareil est constitué de deux cylindres gradués plongés dans un bac d'eau acidifiée pour récupérer les gaz.  Ces deux cylindres gradués sont reliés électriquement par deux électrodes de platine raccordées à une source de tension.  Cette source de tension assure un approvisionnement constant d'électrons dans la branche de droite et un défaut équivalent d'électrons dans la branche de gauche.  La polarité du branchement électrique pourra être inversée au laboratoire!

Simulation des transformations chimiques possibles.

O2 (aq)                     O0 (aq)    +   2 é      par la suite…

2 O0 (aq)                           O2 (g) 

Note:  Cette équation n'est qu'un croquis de ce qui se passe.  L'ion O2 n'existe pas dans la solution.  L'équation n'est utilisée que pour vous montrer que de l'eau sera attiré par l'électrode positive.

Dans la branche de gauche de l'appareil, celle qui présente un défaut d'électrons (électrode positive), l'ion O2 (aq) pourra céder deux électrons à l'électrode.  O2 (aq) est l'espèce disponible dans la solution retenant ses électrons le moins efficacement.  L'autre espèce chargée négativement disponible dans votre solution sera le groupement :  SO42.  La recombinaison de deux radicaux (atomes) libres, O0 (aq) permettra de reconstituer la molécule de dioxygène gazeux, et lorsque quelques millions de molécules de dioxygène se seront rassemblées, une petite bulle de gaz sera formée.


H+ (aq)   +  é H0 (aq)          subséquemment
2 H0 (aq)   H2 (g) 

Ces transformations se réalisent dans la branche de droite de l'appareil, branche qui présente un surplus d'électrons.

La quantité expérimentale d'électricité qui passe dans le circuit est calculée au moyen de la formule suivante :

Qexp  =  I  t                  (Équation 1)



Équation littéraire et symbolique selon le SI :

Charge électrique = Intensité du courant  •  temps
Coulombs (C)      = Ampères (A)  •  secondes (s)

À partir de la réaction s'effectuant à la cathode on voit que 2 moles d'électrons ayant pour charge totale 2 Faraday (F) dégagent une mole de dihydrogène gazeux.  

Note:  Par définition, un Faraday équivaut à  96 485  C, soit la charge d'une mole d'électrons.  La charge élémentaire est de 1,602 x 10-19 C.  Vous pouvez vérifier mathématiquement cette équivalence.

Nous pourrons donc faire une relation expérimentale entre la charge électrique et le volume de gaz produit dans la branche de l'appareil contenant le dihydrogène.  


2 moles d'e- = 2 Faraday = 1 mole H2(g) = ½ mole de O2(g)

Les données :
P = 101,285 kPa; T = 294,4 K ; V(H2) = 31,6 ml ; U = 0,852 V ; t = 300 s

Alors, voilà comment j'ai procédé :

On a : NA = NH2 / nH2 où NH2 est le nombre de molécules de H2 produit et nH2 la quantité de matière correspondantes.
Calculons NH2 :
À la cathode, une réaction de réduction se produit selon l'équation suivante :
2 H+ (aq)  +  2é                    H2 (g)
D'après cette équation, 2 électrons donnent 1 molécule de H2 donc NH2 = Né/2
Et comme Qexp = e * Né  où e est la charge élémentaire et Qexp est la charge électrique totale alors :
NH2 = Qexp / 2e
Comme H2 se comporte comme un gaz parfait, nH2 = (PV)/(RT)
D'où NA = NH2 / nH2 = Qexp RT/ (2ePV)
On a : Qexp = I*t = (U*t)/r  où U est le voltage et r, la résistance.
D'où : NA = (U*t*R*T)/(2e*P*V*r)
Application numérique :
NA = (0.852*300*8.31*294.4)/(2*1.602 ∙ 10-19*101.285*31.6 ∙ 10-3*1) soit NA = 6.098 ∙ 1023

verrerie graduée ---> perte de précision p/r à une verrerie jaugée
erreurs dues à la manipulation et aux différentes lectures de valeurs qui peuvent être plus ou moins erronées.

finalement tout est une affaire de manque de précision et d'exactitude dues aux manip, aux lectures et aux instruments ...

Ok, merci beaucoup !

Oui, et généralement ce sera toujours le cas

Je t'en prie, bonne soirée

Est-ce que quelqu'un peut m'expliquer pourquoi sont voltage est si petit? J'ai fait la même expérience et j'obtient un voltage moyen de 7,56 ...