Electrolyse
L’électrolyse permet de réaliser une réaction redox forcée. On provoque cette réaction, inverse de la réaction spontanée en apportant de l’énergie électrique au système chimique, c’est-à-dire en inversant le sens de passage du courant.
On applique aux bornes de l’électrolyseur une tension inverse mais au moins égale en valeur absolue à celle donnée par la pile correspondante.

exemples :

Electrolyse de NaCl fondu :

Na <---------> Na+ + e Eox = + 2,71 volt
2 Cl- <---------> Cl2 + 2e Eox = - 1,36 volt

partir de 4,07 volt on peut électrolyser le sel fondu : Na+ + Cl- --------> Na + 1/2Cl2

ueri.gif (2125 octets)

U = DDP appliquée aux bornes de la cellule.
E = tension minimum d’électrolyse ( 4,07 volt ).
R = résistance interne de l’électrolyseur.
I = courant traversant l’électrolyseur.

Quand il y a concurrence entre plusieurs espèces chimiques au cours de l’électrolyse :

anim_gyro-phare.gif (2095 octets) il y a oxydation de l’espèce la plus facile à oxyder Eox max
il y a réduction de l’espèce la plus facile à réduire Ered max

Exemples :

Electrolyse d’une solution aqueuse de H2SO4 (H2O, H+, SO4--)

-0,83 volt

H2 + 2 OH-

 <--------------- 2 H2O + 2e
0,00 volt H2 <---------------------- 2 H+ + 2e
H2O ----------------------> ½ O2 + 2 H+ + 2e -1,23 volt
2 SO4-- ----------------> S2O8-- -2,01 volt

Théoriquement (phénomènes de surtension) on observera à partir de 1,23 volt la décomposition de l’eau :
H2O ¾¾¾® H2 + ½ O2

Electrolyse d’une solution aqueuse de CuSO4 avec des électrodes de cuivre (H2O, Cu++ ,Cu, SO4--)

-0,83 volt H2 + 2 OH- <----------------- 2 H2O + 2e
0,00 volt H2 <----------------- 2 H+ + 2e
0,34 volt Cu <--------------------> Cu++ + 2e -0,34 volt
H2O -----------------> ½ O2 + 2 H+ + 2e -1,23 volt
2 SO4-- -----------------> S2O8-- + 2e -2,01 volt

Théoriquement on observera à partir de 0 volt la réaction :

Cu + Cu++ ---------> Cu++ + Cu (affinage du cuivre à anode soluble)

 

Etude quantitative (équation de Faraday)

Pour réduire ou oxyder X mole d’un ion portant la charge n, il faut faire circuler Q coulombs.

Q = i.t = X.n.96500

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