Liban 2009 Exercice I : De l’importance de l’eau oxygénée (7 points)
Correction © http://labolycee.org

1. Préparation du dihydrogène par électrolyse

1.1. Dans la solution, les anions sont attirés vers l’anode reliée au pôle positif du générateur et les cations vers la cathode reliée au pôle négatif.
Les électrons circulent dans les parties métalliques du circuit, ils sont libérés par la borne négative du générateur et « pompés » par la borne positive.

1.2. À la cathode, réduction qui libère du dihydrogène gazeux : 2H+(aq) + 2e– = H2(g) À l’anode, oxydation qui libère du dichlore gazeux : 2Cl–(aq) = Cl2(g) + 2e–

1.3. On a n(H2) = [pic], soit [pic]
D’après la demi-équation de réduction cathodique : 2 moles d’électrons sont consommées lorsqu’une une mole de dihydrogène est formée, soit n(H2) = [pic].
Il vient [pic]= [pic].Vm
Enfin la quantité d’électricité mise en jeu est : Q = n(e-).F = I.(t , donc n(e–) = [pic]
Il vient [pic].
1.4. [pic] = 28,0(103 L = 28,0 m3 produit en une heure (= 3600 s) de fonctionnement.

2. Cinétique de la dismutation de l’eau oxygénée.
|2.1.1. |2H2O2(aq) = O2(g) + 2 H2O(l) |
|État |Avancement |Quantités de matière en mol |
|État initial |0 |c.V |0 |Excès |
|En cours de transformation |x |c.V – 2.x |x |Excès |
|État final |xf |c.V – 2.xf |xf |Excès |

2.1.2. L’avancement maximal est atteint quand l’eau oxygénée est