L’Electrolyse

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Qui suis-je ?

Je suis Rémi Fonvieille, ex-étudiant en Licence EEA, je me suis tout naturellement dirigé vers un Master Robotique. Je suis moi-même passé par ces moments de recherche d’information sans réels trouvaille. C’est pour cela que j’ai fais ce travail pour vous !


Principe de l’électrolyse

Définition:

.L‘électrolyse s’effectue dans un électrolyseur constitué de deux électrodes au contact d’un électrolyte.

Remarque : Un Un électrolyte est un corps (liquide ou solide) conducteur, car il contient des ions mobiles. Les électrolytes liquides sont les électrolytes aqueux dans lesquels les ions proviennent d’un sel soluble et les sels fondus qui ne sont constitués que d’ions.

Une électrolyse est une réaction d’oxydoréduction forcée par un générateur de tension continue. Le sens du courant électrique, et donc celui des électrons, est imposé par le générateur.

Dans le cas où la tension aux bornes de l’électrolyseur est suffisante, il se produit des réactions électrochimiques aux électrodes. Décrivons, dans ce cas là, le phénomène de réaction électrochimique. Tout d’abord, comme on peut le voir sur l’illustration ci-dessous, l’anode est reliée au pôle positif du générateur et la cathode au pôle négatif du générateur. L’anode est l’électrode à laquelle se produit l’oxydation. Et la cathode, quant à elle, est l’électrode à laquelle se produit la réduction.

Electrolyse

Remarque : Selon la valeur de la tension aux bornes de l’électrolyseur, il est possible d’observer plusieurs réactions électrochimiques aux électrodes.

.

Charge électrique mise en jeu lors d’une électrolyse

.

Lors d’une électrolyse, lorsque le générateur débite un courant d’intensité I (A) pendant une durée Δt (s), une charge électrique (ou quantité d’électricité) Q (C) traverse l’électrolyseur :

Q = I.Δt

De même, on dit que la charge électrique Q est égale à la valeur absolue de la charge totale des électrons échangés aux électrodes. Si, pendant la durée Δt, il est échangé une quantité n(e) d’électrons, alors :

Q = n(e).NA.e = n(e).F

NA = 6,02.1023 mol-1 : constante d’Avogadro

e = 1,60.10-19 C : charge élémentaire

F = NA.e = 9,65.104 C.mol-1 : faraday

Remarque : La faraday est la valeur absolue de la charge d’une mole d’électrons.

.

Quantité de matière mise en jeu lors d’une électrolyse

.

La quantité de matière mise en jeu lors d’une électrolyse est proportionnelle à la quantité d’électrons échangés par les réactions électrochimiques se déroulant aux électrodes.

Ainsi, lors de l’électrolyse d’une solution de chlorure d’aluminium, Al3+(aq) + 3Cl(aq), on peut observer :

  • à la cathode, un dépôt d’aluminium Al(s), selon la réaction électrochimiques suivante :

Al3+(aq) + 3e → Al(s)

alors, n(Al)_{forme}=frac{1}{3}n(e^-) et n(Al^{3+})_{consomme}=frac{1}{3}n(e^-)

  • à l’anode, un dégagement de dichlore Cl2(g), selon la réaction électrochimique suivante :

2Cl(aq) → Cl2(g) + 2e

alors, n(Cl_2)_{forme}=frac{1}{3}n(e^-) et n(Cl^-)_{consomme}=frac{1}{3}n(e^-)

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