T.P. de Chimie n°9 : Electrolyses et applications

Objectifs : ➢ Effectuer un bilan quantitatif d’une électrolyse ; ➢ Une application industrielle de l’électrolyse.

A- Aspect quantitatif d’une électrolyse : électrolyse de l’eau en milieu basique

Données : - Couples oxydant/réducteur : O2 (g)/H2O(l) ; Na+ (aq)/Na(s) ; H2O(l)/H2 (g). - Constante des gaz parfaits : R = 8,32 J.K-1.mol-1 ; - Faraday : F = 96500 C.mol-1.

1) Etude préalable

On désire réaliser l’électrolyse d’une solution de soude de concentration 1 mol.L-1 en utilisant le montage ci-contre. a) Indiquer le sens du courant, les bornes de l’ampèremètre, l’anode et la cathode. b) A partir de l’inventaire des espèces chimiques en présence dans la solution, écrire les ½ équations des réactions susceptibles de se produire à chaque électrode.

2) Partie expérimentale

← Introduire une solution de soude à 1 mol.L-1 dans l’électrolyseur jusqu’à recouvrir entièrement les deux électrodes. ← Réaliser les branchements schématisés ci-dessus. ← Allumer le générateur et le régler de telle sorte qu’il délivre une intensité constante de 0,30 A. Pour cela, on fera attention au calibre choisi pour l’ampèremètre. Puis ouvrir le circuit. ← Sur deux tubes à hémolyse, faire une petite marque à l’aide d’un feutre à 2 cm du bord. ← Les remplir d’eau distillée, puis à l’aide de gants, les retourner sans bulles d’air, sur les électrodes. ← Fermer le circuit tout en déclenchant le chronomètre. ← Relever la valeur de l’intensité du courant si différente de celle réglée précédemment et vérifier qu’elle reste constante. ← Arrêter l’électrolyse lorsque le volume de gaz dégagé dans l’un des tubes, a atteint la marque repérée précédemment et noter le temps (t qui s’est écoulé. ← Prévoir comment mesurer le volume dans le second tube. ← Relever température et pression atmosphérique.

Questions :

a) Quelle peut être la nature des gaz formés dans chacun des tubes d’après