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Les piles électrolytiques: Applications. Définition: dispositif convertissant lénergie électrique en énergie chimique. Ex: électrolyse de leau Réduction:

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1 Les piles électrolytiques: Applications

2 Définition: dispositif convertissant lénergie électrique en énergie chimique. Ex: électrolyse de leau Réduction: 2H 2 O (l) + 2e- H 2(g) + 2OH- (aq) Eº cath = - 0,828 V Oxydation: 2H 2 O (l) O 2(g) + 4H + (aq) + 4e- E º an = 1,229V

3

4 Rédox: 2H 2 O (l) 2H 2 (g) + O 2 (g) E º pile = -0,828 – (1,229) E º pile = -2,057V Réaction non-spontanée forcée par une source extérieure

5 pile électrochimique vs pile électrolytique

6 Utilités des piles électrolytiques 1- Production industrielle de certains éléments Ex: électrolyse de sel fondu

7 Procédé Downs

8 2- Extraction et raffinage des métaux

9 Cellules électrolytiques industrielles

10 3- Galvanoplastie / électroplacage Réaction à lanode Réaction à la cathode (objet inerte)

11 Autre exemple...

12 Comment prédire la quantité de métal déposée sur la cathode pendant la galvanoplastie???

13 4.4 Loi de Faraday La quantité dune substance produite ou consommée dans une réaction délectrolyse est directement proportionnelle à la quantité délectricité passant dans le circuit.

14 NOTIONS DE BASE Intensité du courant: I I = Q / Δ t I : mesurée en ampère « A » (Coulombs /secondes ou C/s) Comment relier lintensité du courant à la masse ?????

15 Nombre de moles et stoechiométrie Ex: Ag e - Ag (s) 1 mol d e - 1 mol dargent Comment déterminer le nombre de mol délectrons impliqués?

16 1 Faraday (1F) représente la charge électrique dune mole délectrons 1F = 1,602x C x 6,02 x e - 1 e - 1 mol Ainsi: 1F C

17 Relations à considérer: Intensité du courant et temps # de charges électriques « Q » # moles délectrons # moles de lélément masse

18 Quelle est la masse dargent qui se déposera sur une cuillère dans une celllule électrolytique si un courant de 1,2 A circule pendant 15 minutes??? I = 1,2 A Δt = 15 minutes ou 15 min x 60s /1 min = 900 s m Ag = ?

19 I Q # mol e - # mol Ag Q = I x Δt Q = 1,2 A x 900s Q = 1080 C X mol e - = 1 mol e C C X = 1,1 x mol e -

20 Selon léquation de réduction: Ag e - Ag (s) X mol Ag = 1 mol Ag 1,1 x mol e - 1 mol e - X = 1,1 x mol de Ag

21 Conversion finale m Ag = n Ag x M Ag m Ag = 1,1 x mol x 107,87 g/mol m Ag = 1,2 g Donc 1,2 g dargent se déposeront sur la cuillère.

22 Autre exemple... Combien de minutes faut-il pour former un dépôt de 0,375g de calcium dans une pile dont le courant atteint 3,93 A ? Exercices: livre p. 541 # 21 à 24


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