askk

Électrolyse

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Une solution contient 10 mol.L'  de Cu2+ et 10^-3 mol L de Zn.

Quel metal se depose en premier sur la cathode quand on effectue l'electrolyse de cette solution?On utilise un courant de 5,00 A pour cette electrolyse.  Combien de temps faudra t-il pour déposer tout ce metal contenu dans 100 mL de solution?

 Donnees Eo(Cu2+/Cu)-0,34 V EO(Zn2+/ Zn) -0,76 V

 

Merci 

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Bonjour,

1) Pour déposer le métal il faut transformer l'ion métallique en atome suivant le schéma:
(Cu2+)aq + 2e- = Cu(s) pour le cuivre
(Zn2+)aq + 2e- = Zn(s) pour le Zinc

Dans une électrolyse ces transformations qui sont des réductions ne sont pas spontanées. Elles sont forcées par apport d'énergie. C'est donc le métal qui résiste le moins à cette réduction forcée qui se déposera le premier. A toi de conclure, arguments à l'appui.

2) Pour transformer un ion cuivre en atome (ou un ion Zinc en atome) le générateur doit faire circuler 2 électrons donc transporter une charge électrique égale à 2e (e est la charge électrique élémentaire).
Si, au lieu d'un seul ion cuivre (ou Zinc) la transformation concerne une mole d'ions cuivre (ou Zinc) la charge électrique transportée sera égale à 2Ne. (N constante d'Avogadro)
Et maintenant si la transformation concerne x moles d'ions (Cuivre ou Zinc) je te laisse calculer x et évaluer la charge électrique Q transportée.
Cette charge électrique Q transportée est aussi égale au produit de l'intensité I du courant par la durée Δt du transport.

Remarque 1 : Les données numériques que tu donnes sont bizarres. La solution à électrolyser semble 10000 fois plus concentrée en Cuivre qu'en Zinc. La concentration en cuivre est improbable du moins à la température ordinaire.

Remarque 2 : La valeur de Eo(Cu2+/Cu) est probablement de 0,34V et non de – 0,34V

Modifié (le) par Gogoumo

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Oui merci je me suis trompé ce sont des égale pour les donnéesalariés

Pour la 1) après avoir fait l'équation de Nerst je ne vois pas comment deduire le métal qui se dépose en premier sur la cathode? 

Merci

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Oui merci je me suis trompé ce sont des égale pour les donnéesalariés
Désolé, mais je ne vois pas ce que sont "des égale pour les donnéesalariés"

Pour la 1) après avoir fait l'équation de Nerst je ne vois pas comment deduire le métal qui se dépose en premier sur la cathode? 

Poste ce que tu as fait. Nous verrons ensuite.

Merci

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Désolé ce le clavier qui a mal corrigé :/

Alors:

E=(Cu2+/Cu)=0.34+(0.059/2)×log[Cu2+]/[CU]=0.281 V   -》pôle + = cathode= réduction 

E (Zn2+/Zn)= - 0.848 V    -》pôle - =anode= oxydation

Comment j'en déduis quel est le métal qui se dépose en premier?

 

 

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Quand tu écris "pôle + = cathode= réduction" du côté du cuivre et "pôle - =anode= oxydation" du côté du Zinc cela montre une confusion entre pile et électrolyse.

Ici il s'agit d'une électrolyse, les transformations
Cu2+ +  2e- = Cu(s) et
Zn2+ +  2e- = Zn(s) sont toutes les deux des réductions qui se produisent toutes les deux à la cathode, mais l'une des deux se produit avant l'autre. Les ions Cu2+ tout comme les ions Zn2+ qui captent des électrons sont ici des oxydants.
On ne se préoccupe pas dans cet exercice (tel qu'il est posé) de l'oxydation qui se produit à l'anode.

Comme je te le disais précédemment ces deux transformations ne se produisent que  parce que le générateur fournit l'énergie nécessaire. Si on ouvre l'interrupteur il ne se produit aucune réaction.

On oblige donc les ions Cu2+ et les les ions Zn2+ à capter 2 électrons.
Le métal qui capte le plus facilement (enfin … le moins difficilement !) des électrons est celui qui a le meilleur pouvoir oxydant.
Or le pouvoir oxydant est lié au potentiel. Tu trouveras dans ton cours, ou dans un manuel ou sur internet ce rapport et tu pourras alors choisir avec arguments à l'appui le métal qui se dépose avant l'autre.

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