Électrolyse

sujet est composé d’un exercice de chimie et de trois exercices de physique. CHIMIE (7 points) Le thème barème CHIMIE Première partie étude d’une solution d’ammoniac et d’hydroxylamine 5 deuxième partie préparation d’un métal par électrolyse 2 PHYSIQUE (13 points) EXERCICE 1 la physique nucléaire dans le domaine médical 2,25 EXERCICE 2 étude de la charge et de la décharge d’un condensateur 5,25 EXERCICE 3 Première partie étude du mouvement d’un skieur 3 Deuxième partie

http://labolycee.org L’argenture est un procédé encore très utilisé qui consiste à déposer une fine couche d’argent sur un métal moins noble, par exemple du cuivre pour la fabrication de bagues bon marché. Le protocole consiste à réaliser une électrolyse en utilisant une solution aqueuse de nitrate d’argent (Ag+(aq) + NO3 –(aq)) afin de déposer sur cette bague en cuivre de l’argent sous forme solide. Le volume de la solution S de nitrate d’argent introduite dans l’électrolyseur sera V = 500 mL

d’hydrogène. Il n’est par contre pas disponible dans la nature à l’état naturel. Il faut donc le produire. En ce qui concerne la production avec de l’eau, il faut de l’eau très pure. Pour séparer l’hydrogène de l’oxygène, il faut procéder par électrolyse de l’eau. Ceci est un procédé électrolytique qui consiste à immerger dans l’eau les extrémités d’une source d’électricité, c’est-à-dire l’anode (extrémité négative) et la cathode (extrémité positive). De cette façon, comme les contraires s’attirent

afin de générer un courant électrique à partir d’hydrogène et d’oxygène. Néanmoins, la découverte du principe de la pile à combustible n’intervient qu’en 1839 quand le scientifique suisse Christian Friedrich Schöenbein observe en réalisant une électrolyse que lorsqu’il coupe l’alimentation, les produits donnent lieu pendant quelques secondes à un courant électrique de sens inverse à celui appliqué pour réaliser l’expérience. En 1839, lors d’une conférence scientifique à Birmingham, Schöenbein rencontre

l'hiver. Et c'est là que commencent les ennuis, car l'électricité se stocke très mal. A titre d'exemple voyons ce que donne un stockage sous forme d'hydrogène, cet hydrogène étant obtenu par électrolyse avec l'électricité obtenue du panneau solaire : opération | rendement approximatif | Electrolyse pour produire de l'hydrogène | 80% | Stockage de l'hydrogène par compression à 700 bars | 80% (c'est à dire que l'on consomme 20% de l'énergie pour compresser l'hydrogène)

acidulée, un courant circule entre les électrodes à travers l’eau. Les ions présents dans le liquide permettent le transfert des charges électriques. Ce phénomène est appelé électrolyse, ce qui correspond à une séparation des constituants. Ex : -Raffinage de métaux, traitement de surface, charge d’accumulateurs, électrolyse de l’eau. Effet lumineux : Des tubes remplis de gaz, dans des conditions déterminées, émettent de la lumière lorsqu’ils sont alimentés sous une tension électrique. Ex : -Tubes

4) Etat natif" signifie qu'on le trouve directement dans la nature 5) La production de zinc à partir de minerai (blende) est effectuée dans deux filières technologogiques distinctes :   la pyrométallurgie ; l’hydrométallurgie suivie d’une électrolyse. Les opérations du procédé pyrométallurgique sont :   grillage du sulfure de zinc (ZnS) pour obtenir un oxyde de zinc (ZnO) ; réduction de l’oxyde pour obtenir du zinc métallique (Zn) ; © Eric Fourel, certifié de sciences physiques 2008

moins coûteuses. Un autre procédé, l'électrolyse consiste à utiliser de l'électricité pour forcer des réactions électrochimiques et ainsi produire du dihydrogène, du dioxygène et de la chaleur à partir d'eau. Seul 4% du dihydrogène est produit par électrolyse. Cela s'explique par le fait que son coût est de 2 à 3 fois plus élevé que le vaporeformage. En revanche, si l'électricité utilisée est produite par des énergies renouvelables, l'électrolyse devient la plus propre des méthode de production. Enfin

grande majorité des réactions d’oxydoréduction sont totale spontanément, on les utilise pour faire des piles ou des batteries. - Quand on force la réaction inverse on fait ce qui s’appelle une électrolyse, on peut recharger ainsi une batterie. Nous verrons cela dans le chapitre : Piles et électrolyses. Illustrons toutefois le fait que K > 104 est arbitraire. Exercice : Données : MFe = 55,6 g/mol ; MNi = 58,7 g/mol ; E°Ni2+/Ni = - 0,26 V et E°Fe2+/Fe = -0,44 V. On dispose de 50 mL d’une

redonner à ce type de pièce leur éclat d’antan, les orfèvres savent déposer une mince couche adhérente d’argent par électrolyse. Outre l’embellissement de l’objet traité, cette opération permet de le protéger de l’attaque de l’air et des aliments acides et lui confère des propriétés germicide et bactéricide. L’objectif de cet exercice est d’étudier le principe de cette électrolyse, dite à anode soluble, qui permet de déposer une fine couche d’argent sur une pièce métallique. Données : - couple oxydant/réducteur