Électrolyse

[lily-21]

Bonjour à tous ! Pouvez-vous m'aider pour ces trois exercices s'il vous plaît ?

Exercice 1 : On souhaite déposer par électrolyse une épaisseur e=0.06 mm de chrome sur les deux faces d'une plaque d'acier de surface S=50 dm².

Au cours de l'opération de chromage électrolytique, l'électrolyte est préparé en dissolvant du trioxyde de chrome dans l'acide sulfurique. L'intensité du courant est I=50 A.

1. Ecrire l'équation de la réaction cathodique.

2. Calculer la durée de l'électrolyse.

3. Calculer la masse de trioxyde de chrome consommée.

4. Que se passe-t-il si l'on ne dissout que 300 g de CrO₃ (s) dans la solution électrolytique ?

Données : Masse volumique chrome : p(Cr)= 7,2.10³ kg.m^(-3) ;M(Cr)= 52 g.mol^-1 ; M(O)= 16 g.mol^-1 ; F= 96500 C.mol^-1 ; couple CrO₃ (aq)/Cr (s)

Réponses : 1). CrO3 (aq) + 6H+(aq) + 6e-= Cr(s) + 3H2O (l)

2). Q= I* delta T > n(e-)*F = I*delta T > delta T = (6F)/ I = 11580/3600= 3 h. ( dites moi si c'est juste svp ).

3). je bloque

4). aussi

Exercice 2:

On réalise une expérience destinée à illustrer le principe de l'étamage électrolytique. On souhaite obtenir un taux d'étamage = 6g.m-2 sur les deux faces d'une plaque d'acier rectangulaire de cotés a=30cm et b= 10cm. On utilise du sulfate d'étain, Sn2+ (aq) + SO42- (aq), comme électrolyte.

1a) nature de la cathode? reduction et l'anode ? => oxydation

b) Equation des réactions aux électrodes ? Sn2+ + 2e- = Sn (s)

2a) quelle doit être la durée de l'électrolyte si l'intensité du courant est I= 0,1 A ??? Je ne voit pas du tout comment faire ... on a pas Q ou la masse (on nous la donne après) donc je voit comment calculer l'intensité.

b) La masse initiale de l'électrode d'étain est 6g. Combien de plaques d'acier peut-on étamer avec cette électrode ?

Données : couple oxydant/réducteur : Sn2+ (aq)/ Sn (s)

M(Sn) = 118,69 g.mol-1

F = 96500 C.mol-1

Exercice 3: exercice 19 seulement

[lily-21]

pouvez-vous m'aidez svp je bloque vraiment !

[lily-21]

quelqu'un peut m'aider svp !

[Boltzmann_Solver]

quelqu'un peut m'aider svp !

[Barbidoux]

Le trioxyde de chrome se dissout dans l’eau pour donner l’acide chromique H2C2O4 qui se dissocie selon selon :

CrO3 (s) +H2O --> H2CrO4-> 2*H^(+)+CrO4^(2-)

La réduction de l’ion chromate en Cr métal s’effectue se lon la réaction cathodique :

CrO4^(2-) +8*H^(+)+6*e^(-)---> Cr+4*H2O

La quantié de chrome déposée est caculée en utilisant la realtion de Faraday : ∆n(Cr)=Q/(z*F) où z est le nombre de moles d’électrons necessaires à l’obtention d’une mole de chrome à partir de la réaction cathodique, Q est la quantité d’électricité ayant travesé le système électrochimique (la cellule d’électrolyse) et F=96500 C/mol le Faraday. Lorsque le courant d’électrolyse est constant alors Q=i*T ==> T=∆n(Cr)*z*F

Volume de chrome à déposer V=S*e=2*5000*0,006=60cm^3

Masse volumique du chhromep(Cr)=7,2*10^3 kg/m^3=7,3 g/cm^3

Masse de chrome à déposer m(Cr)=p(Cr)*V(Cr)=60*7,3=438 g

Nombre de moles de chrome à dépose n(Cr)=m(Cr)/M(Cr)=438/52=8,423 mol ==>T=(438/52)*6*96500/50=97539 s=27,094 h=27 h 5 min 40 s

Si lon dissout 300 g de CrO3 on dissout 300/(52+3*16)=3 mol de CrO3 et l’on obtient 3 mol de CrO4^(2-) et le dépôt en consomme que 8,423 on ne pourrra donc pas recouvrir les plaques dans les conditions souhaitées.

Les calculs sont à vérifier......

[Boltzmann_Solver]

Le trioxyde de chrome se dissout dans l’eau pour donner l’acide chromique H2C2O4 qui se dissocie selon selon :

CrO3 (s) +H2O --> H2CrO4-> 2*H^(+)+CrO4^(2-)

La réduction de l’ion chromate en Cr métal s’effectue se lon la réaction cathodique :

CrO4^(2-) +8*H^(+)+6*e^(-)---> Cr+4*H2O

La quantié de chrome déposée est caculée en utilisant la realtion de Faraday : ∆n(Cr)=Q/(z*F) où z est le nombre de moles d’électrons necessaires à l’obtention d’une mole de chrome à partir de la réaction cathodique, Q est la quantité d’électricité ayant travesé le système électrochimique (la cellule d’électrolyse) et F=96500 C/mol le Faraday. Lorsque le courant d’électrolyse est constant alors Q=i*T ==> T=∆n(Cr)*z*F

Volume de chrome à déposer V=S*e=2*5000*0,006=60cm^3

Masse volumique du chhromep(Cr)=7,2*10^3 kg/m^3=7,3 g/cm^3

Masse de chrome à déposer m(Cr)=p(Cr)*V(Cr)=60*7,3=438 g

Nombre de moles de chrome à dépose n(Cr)=m(Cr)/M(Cr)=438/52=8,423 mol ==>T=(438/52)*6*96500/50=97539 s=27,094 h=27 h 5 min 40 s

Si lon dissout 300 g de CrO3 on dissout 300/(52+3*16)=3 mol de CrO3 et l’on obtient 3 mol de CrO4^(2-) et le dépôt en consomme que 8,423 on ne pourrra donc pas recouvrir les plaques dans les conditions souhaitées.

Les calculs sont à vérifier......

[Barbidoux]

Exercice 2:

On réalise une expérience destinée à illustrer le principe de l'étamage électrolytique. On souhaite obtenir un taux d'étamage = 6 g.m-2 sur les deux faces d'une plaque d'acier rectangulaire de cotés a=30cm et b= 10cm. On utilise du sulfate d'étain, Sn2+ (aq) + SO42- (aq), comme électrolyte.

1a) nature de la cathode?

La cathode est constituée d’une plaque d’acier sur laquelle s’effectue la réduction des ions Sn^(2+)

et l'anode ?

L’anode doit être constituée d’étain massif qui s’oxyde en ion Sn^(2+) ce qui maintient constant la concentration en ion Sn^(2+) de l’électrolyte

b) Equation des réactions aux électrodes ?

A la surface de la cathode

Sn^(2+)+2*e^(-) --> Sn(s)

A la surface de l’anode

Sn(s)--> Sn^(2+)+2*e^(-)

2a) quelle doit être la durée de l'électrolyte si l'intensité du courant est I= 0,1 A ???

La quantité d’étain déposée est calculée en utilisant la relation de Farday n(Sn)=Q/(z*F) qui s’écrit aussi n(Sn)=I*T/(z*F) lorsque le courant d’électrolyse est constant.

De cette relation on déduit T= z*F*n(Sn)/I

taux d’étamage =6 g/m^2=6*10^(-4) g/cm^2

Masse du dépôt m(Sn)=taux d’étamage*S=6*10^(-4)*2*30*10=0,36 g

nombre de moles correspondantes n(Sn)=m(Sn)/M(Sn)=0,36/118,69=3,0331*10^(-3) mol

Durée de l’opération T =2*96480*(0,36/118,69)/0,1=5852,7 s=1,63 h

b) La masse initiale de l'électrode d'étain est 6g. Combien de plaques d'acier peut-on étamer avec cette électrode ?

On peut étamer 6/0,36=16,6=16 plaques.

Calculs à vérifier....

[Barbidoux]

Exo 19

1---------------

Sur l’objet en acier dont la surface fonctionne globalement en cathode

2----------------

La quantité d’étain déposée est calculée en utilisant la relation de Farday n(Au)=Q/(z*F) qui s’écrit aussi n(Au)=I*T/(z*F) lorsque le courant d’électrolyse est constant.

n(Au)=0,200/197mol

T=z*F* n(Au)/I= 96500*(0,200/197)/(30*10^(-3)=3265,7 s=54,42 min.

-----------------

m(Au)=S*e*rho(Au) où S est la surface à recouvrir, e l’épaisseur du dépôt et rho(Au) la masse volumique de l’or ==> e=m(Au)/(S*Rho) =0,200/(1,50*10^4*19,3)=6,90 10^(-7) m=0,69 micron

A vérifier.....

[lily-21]

je vous remercie beaucoup pour votre aide Barbidoux et Boltzmann_solver !

[lily-21]

je vous remercie pour votre aide mais il y a des choses que je n'ai pas comprises:

Exercice 1: 1). je ne suis pas d'accord pour l'équation ! je mettrai plutôt: Cro3 + 6H+ 6e- = Cr+ 3H2O

( je sais que c'est bête ce que je demande là ) : comment vous faite pour passer de 27,094 h à 27h 5min 40s ? Sinon j'ai compris cet exercice !

Exercice 2: d'où vient le 2 dans : "Masse du dépôt m(Sn)=taux d’étamage*S=6*10^(-4)*2*30*10=0,36 g" je mettrai S= 30*10 donc m(Sn)= 6*10^(-4)*30*10 dans mon livre de chimie il y a écrit S= a*b sans 2..

Exercice3: dans mon cours, j'ai cette formule : V= 2e*S du coup je ne sais pas s'il faut utiliser le 2 ou pas !

Je vous remercie pour votre aide !

[Boltzmann_Solver]

je vous remercie pour votre aide mais il y a des choses que je n'ai pas comprises:

Exercice 1: 1). je ne suis pas d'accord pour l'équation ! je mettrai plutôt: Cro3 + 6H+ 6e- = Cr+ 3H2O

( je sais que c'est bête ce que je demande là ) : comment vous faite pour passer de 27,094 h à 27h 5min 40s ? Sinon j'ai compris cet exercice !

Exercice 2: d'où vient le 2 dans : "Masse du dépôt m(Sn)=taux d’étamage*S=6*10^(-4)*2*30*10=0,36 g" je mettrai S= 30*10 donc m(Sn)= 6*10^(-4)*30*10 dans mon livre de chimie il y a écrit S= a*b sans 2..

Exercice3: dans mon cours, j'ai cette formule : V= 2e*S du coup je ne sais pas s'il faut utiliser le 2 ou pas !

Je vous remercie pour votre aide !

[lily-21]

merci bcp Boltzman_solver ! Je veux juste savoir si ces formules sont justes: S=ab sans 2 et V = 2e*a*b avec 2 ; e=épaisseur

sinon j'arrive à faire tous les exercices

[Boltzmann_Solver]

merci bcp Boltzman_solver ! Je veux juste savoir si ces formules sont justes: S=ab sans 2 et V = 2e*a*b avec 2 ; e=épaisseur

sinon j'arrive à faire tous les exercices

[Boltzmann_Solver]

merci bcp Boltzman_solver ! Je veux juste savoir si ces formules sont justes: S=ab sans 2 et V = 2e*a*b avec 2 ; e=épaisseur

sinon j'arrive à faire tous les exercices

[Barbidoux]

Exercice 1: 1). je ne suis pas d'accord pour l'équation ! je mettrai plutôt: Cro3 + 6H+ 6e- = Cr+ 3H2O

( je sais que c'est bête ce que je demande là )

Tu peux utiliser cette équation mais elle n'a pas de réalité chimique. Lorsque l'on dissout de l'oxyde de chrome CrO3 en solution il ne se retrouve pas en solution sous forme d'oxyde de chrome mais sous forme d'acide chromique. Cela ne change rien à la suite, l'important est le nombre d'électron,s nécessaires pour réduire CrO3 ou CrO4^(2-) qui est égal à 6 dans les deux cas

: comment vous faite pour passer de 27,094 h à 27h 5min 40s ? Sinon j'ai compris cet exercice !

27 h+60*0,094 min=27 h +5,64 min =27 h+5 min +60*0,64 s

Exercice 2: d'où vient le 2 dans : "Masse du dépôt m(Sn)=taux d’étamage*S=6*10^(-4)*2*30*10=0,36 g" je mettrai S= 30*10 donc m(Sn)= 6*10^(-4)*30*10 dans mon livre de chimie il y a écrit S= a*b sans 2..

Les plaques on deux faces...

Exercice3: dans mon cours, j'ai cette formule : V= 2e*S du coup je ne sais pas s'il faut utiliser le 2 ou pas !

Il faut utiliser 2 lorsque les électrodes sont des plaques plongées dans l'électrolyte (les deux faces fonctionnent) et que l'on néglige la surface qui correspond à leur épaisseur