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Elaboration du zinc par électrolyse (vérification)
Voilà en faite j'ai fait mon exercice mais il y a une question ou je trouve le résultat assez bizarre donc je voudrais avoir confirmation ou pas, voir si c'est bon, merci d'avance! En faite c'est la deuxième parti de l'exercice!
L'électrolyse lieu sous 3.5V. L'intensité du courant peut atteindre 80kA. Après 48 heures de fonctionnement, le dépot de zinc est suffisament épais et il est alors séparé de l'electrode, fondu et coulè en lingots.
( l'équation de la réaction globale est Zn(2+)+ H2O = Zn+ ½O2+2H(+)
1- Quelle est la relation entre l'avancement x de la réaction et la quantité d'électricité Q transportée dans cet électrolyseur?
==> J'ai mis aprés démonstration que x= Q/2(Na*e)
= Q/ 2F
2- Quelle est la masse de Zinc produite par une cellule en 2 jours?
==> J'ai mis Delta n (Zn)= m/M et m/M = x
On a comme données:
- Masse molaire du zinc M = 65.4 g/mol
- Masse volumique du zinc = 7.14 g/cm (au cube)
- Na=6.02*10^23 mol
- Charge élémentaire e=1.6*10^-19 C
- F=96500 C/mol
Donc j'ai fait comme calcul:
Q= I*Delta t
= (80*10^3)*(48*3600)
= 1.4*10^10
(je trouve ce résultat un peu louche)
Ensuite j'ai remplacé et j'obtiens:
x= (1.4*10^10)/ (2*96500)
= 72539 mol
Donc je me suis arrêter là car je pense que mes résultats sont faux, donc c'est à partir de là que je vous demande votre aide, pour savoir si c'est juste ou pas et pour que je puisse continuer!
Merci beaucoup et je sais que je demande beaucoup!
Maintenant j'en suis sure je me suis trompé quelque par, mais ou, j'ai besoin de votre aide pour savoir ou j'ai "merdé"!
Merci beaucoup!
Bonjour,
il n'y a pas l'air d'y avoir d'erreur dans les formules que vous utilisez, à savoir :
et
Ce qui m'étonne, c'est la valeur de l'intensité. est une valeur gigantesque.
Souvent l'ordre de grandeur de petites électrolyses, c'est plutôt le .
Sinon, je ne vois pas d'erreurs manifestes, mais je pense que cette valeur d'intensité justifie l'importance de la masse formée.
Tenez moi au courant.
Bon courage.
Si vous voulez la correction la voilà!
Exploitation: E= 3.5V; I= 8*104A; Delta t= 48h
1- Relation entre x et Q
Quantté d'électricité transportée Q=I*Delta t,
d'autre part Q=Ne
N: nombre d'électrons
e: charge d'élémentaire
Q=n(e)*Na
n(e): nombre de moles d'électrons
Na: nombre d'avogadro
Q= n(e)*Na*e
Dans cette expression Na*e représente la charge de 1 mole d'électron, ce qui représente 1 faraday (F).
Soit Q= n(e)*F
D'après le tableau d'avancement n(e)=2x
Finalement Q= 2x*F
ou Q= 2x*Na*e
2- Masse de zinc produite n(zn)
D'après le tableau d'avancement n(zn)= x
d'autre part m(zn)= n(zn)*M(zn)
d'ou m(zn)= x*M(zn)
alors m(zn)= Q/2F * M(zn) avec Q= I*Delta t
m(zn)= (I*Delta t)/2F *M(zn)
A.N m(zn)= (8.104*48*3600)/2*96500 * 65.4
= 4.7*106g
= 4.7 tonnes
3- Volume de dioxygéne récupéré
D'aprés le tableau d'avancement n(O2)= 1/2 x
on sait que x= Q/2F = I*Delta t/2F
d'ou n(O2)= I*Delta t/4F
Volume théorique de O2 formé V(O2)= n(O2)*Vm = I*Delta t/4F * Vm
Volume de dioxygéne récupéré V(O2)= 80/100 * V(O2)
V(O2)= 0.8* I*Delta t/4F *Vm
A.N V(O2)= 0.8* 4.7*106 *24
V(O2)= 690m3
= 7.105L
Voilà la correction!!!!
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