Fiche de révision
Chimie

L’électrolyse

Recouvrir un métal d’argent ou purifier le cuivre : l’électrolyse force les réactions.

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Fiche de révision de Chimie : « L’électrolyse », proposée par ndolomath.com

L’électrolyse

💡 Idée principale : une électrolyse utilise un générateur pour imposer une réaction d’oxydoréduction non spontanée. À l’anode a lieu une oxydation, à la cathode une réduction.
Étapes résumées
  1. Électrolyse : réaction forcée par un générateur.
  2. Anode (reliée au +) : oxydation.
  3. Cathode (reliée au −) : réduction.
  4. Quantité d’électricité : Q=It=n(e−)F.

Aspect qualitatif

1. Une cuve à électrolyse

Le générateur fait circuler les électrons.
Les cations migrent vers la cathode, les anions vers l’anode.
Exemple : dépôt de cuivre sur la cathode.
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Pile

Réaction spontanée, fournit de l’énergie. Anode = pôle −.
≠

Électrolyse

Réaction forcée, consomme de l’énergie. Anode reliée au +.

2. Une réaction forcée

Dans une pile, la réaction se fait toute seule et fournit de l’énergie. Dans une électrolyse, c’est l’inverse : le générateur impose le passage du courant et force une réaction qui ne se ferait pas spontanément. À l’anode reliée au pôle +, il y a toujours une oxydation ; à la cathode reliée au pôle −, une réduction.

Aspect quantitatif

Q=I×t=n(e−)×F
Qquantité d’électricité en CFfaraday ≈ 96 500 C/mol
Exemple guidé

Énoncé

On électrolyse une solution de Cu²⁺ avec I = 2 A pendant 965 s. Quelle masse de cuivre se dépose (M = 63,5 g/mol) ?

Solution

n(e−)=2×96596500=0,02 mol.
n(Cu)=0,01 mol ; m=0,635 g.
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Applications

Galvanoplastie

Argenture, chromage.

Raffinage

Cuivre très pur.

Aluminium

Produit par électrolyse (Alucam, Édéa).

Eau de Javel

Électrolyse de l’eau salée.

Une application : l’argenture

Exercice type

Énoncé

On veut déposer 1,08 g d’argent sur une cuillère avec un courant de 0,5 A. Combien de temps faut-il ? (Ag = 108 g/mol ; F = 96 500 C/mol)

Solution

n(Ag)=1,08108=0,01 mol ; Ag++e−→Ag, donc n(e−)=0,01 mol.
Q=0,01×96500=965 C.
t=QI=9650,5=1930 s≈32 min.

Pour réussir l’argenture

  • L’objet à recouvrir est la cathode (pôle −).
  • L’anode en argent se dissout et renouvelle les ions Ag+.
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À toi de jouer

1. L’anode est reliée à quel pôle du générateur ?
2. I = 1 A pendant 96 500 s : n(e⁻) ?
3. Quel métal est produit à Édéa par électrolyse ?

Réponses : au pôle + · 1 mol · l’aluminium. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.

Erreurs fréquentes

  • En électrolyse, l’anode est reliée au + (c’est l’inverse de la pile).
  • Une mole de Cu²⁺ demande 2 moles d’électrons.
  • t en secondes.

Méthode

Calcule Q = It, puis n(e⁻) = Q/F, puis la quantité de produit avec la demi-équation.
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