Électrolyse de l’eau additionnée d’ACIDE SULFURIQUE h2so4

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1 Électrolyse de l’eau additionnée d’ACIDE SULFURIQUE h2so4
j∞f

2 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
On met de l’eau distillée dans un électrolyseur connecté à un générateur de tension continue réglable. A l’aide du microampèremètre, on constate qu’elle ne conduit quasiment pas le courant. On y ajoute alors une solution d’acide sulfurique H2SO4 à 1mol.L-1 On a les deux couples rédox: H+(aq) / H2(g) et O2(g) / H2O(l) Électrodes inattaquables générateur solution d’acide sulfurique 2H+(aq) + SO42-(aq) A j∞f

3 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Des tubes à essais sont renversés pour recueillir les gaz éventuels Électrodes inattaquables solution d’acide sulfurique 2H+(aq) + SO42-(aq) générateur j∞f

4 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Le générateur impose le sens du courant électrique Électrodes inattaquables solution d’acide sulfurique 2H+(aq) + SO42-(aq) générateur i j∞f

5 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Dans les conducteurs, le courant est créé par la circulation des électrons Électrodes inattaquables solution d’acide sulfurique 2H+(aq) + SO42-(aq) e- générateur i j∞f

6 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Dans la solution, le courant est créé par la circulation des ions Électrodes inattaquables solution d’acide sulfurique 2H+(aq) + SO42-(aq) e- générateur i j∞f

7 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Les anions (ions -) se déplacent dans le sens des électrons Déplacement des anions solution d’acide sulfurique 2H+(aq) + SO42-(aq) e- générateur i j∞f

8 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Les cations (ions +) se déplacent dans le sens du courant Déplacement des anions Déplacement des cations solution d’acide sulfurique 2H+(aq) + SO42-(aq) e- générateur i j∞f

9 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Les électrons sont libérés par l’oxydation de l’eau générateur i e- Oxydation de l’eau 2 H2O(l) = O2 (g) + 4 H+(aq) + 4 e- j∞f

10 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Il y a formation de O2 e- Oxydation de l’eau 2 H2O(l) = O2 (g) + 4 H+(aq) + 4 e- générateur i j∞f

11 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Les électrons sont consommés par la réduction des ions H+ Les ions SO42- ne sont pas réduits Réduction de l’eau 2 H+(aq) + 2 e- = H2 (g) e- Oxydation de l’eau 2 H2O(l) = O2 (g) + 4 H+(aq) + 4 e- générateur i j∞f

12 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Il y a formation de H2 Réduction de l’eau 2 H+(aq) + 2 e- = H2 (g) e- Oxydation de l’eau 2 H2O(l) = O2 (g) + 4 H+(aq) + 4 e- générateur i j∞f

13 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Cela permet de définir la nature des électrodes CATHODE ANODE Réduction de l’eau 2 H+(aq) + 2 e- = H2 (g) e- Oxydation de l’eau 2 H2O(l) = O2 (g) + 4 H+(aq) + 4 e- générateur i j∞f

14 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Définitions L’ANODE est l’électrode sur laquelle se produit l’OXYDATION. La CATHODE est l’électrode sur laquelle se produit la REDUCTION. j∞f

15 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Le gaz dégagé à l’anode est bien du dioxygène car il «rallume» un objet incandescent O2 CATHODE ANODE e- Oxydation de l’eau 2 H2O(l) = O2 (g) + 4 H+(aq) + 4 e- générateur i j∞f

16 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Le gaz dégagé à la cathode est bien du dihydrogène car il «aboie» en présence d’une flamme H2 O2 CATHODE ANODE Réduction de l’eau 2 H+(aq) + 2 e- = H2 (g) e- Oxydation de l’eau 2 H2O(l) = O2 (g) + 4 H+(aq) + 4 e- générateur i j∞f

17 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
Le dégagement de H2 est deux fois plus important que celui de O2 Cela s ’explique par l’équation de l’électrolyse H2 O2 CATHODE ANODE Réduction de l’eau 2 H+(aq) + 2 e- = H2(g) e- Oxydation de l’eau 2 H2O(l) = O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e- générateur i j∞f

18 Électrolyse de l'eau AVEC ACIDE SULFURIQUE
L’équation est celle du fonctionnement forcé : Formation de O2 Oxydation de l’eau à l’anode: 2 H2O(l) = O2 (g) + 4 H+(aq) + 4 e- Réduction à la cathode: H+(aq) + 2 e- = H2(g) × 2 Formation de H2 Équation bilan: 2 H2O(l) = 2 H2(g) + O2(g) La quantité de H2 formé est bien deux fois plus grande que celle de O2 Le volume de H2 formé est donc deux fois plus grand que celui de O2 j∞f