Electrolyse, fabrication de l'eau de Javel

[invite848fe132]

Bonjour à tous
Je suis nouvelle sur le forum, et j'espère qu'on pourra m'aider sur un exercice type BAC qui me pose problème : je bloque aux premières questions... Voici l'énoncé :

"on réalise l'électrolyse d'une solution aqueuse saturée en chlorure de sodium, Na+ (aq) + Cl- (aq), entre une anode de graphite et une cathode de fer. Dans un premier temps, on divise l'électrolyseur en deux compartiments à l'aide d'une membrane poreuse.

1. Faire l'inventaire des espèces chimiques existant en solution à l'état initial. Indiquer les espèces prépondérantes, devant lesquelles on négligera celles qui sont très minoritaires.

2. a) Indiquer les espèces susceptibles d'être électrolysées à l'anode et à la cathode.
2. b) En déduire les couples oxydant/réducteur susceptibles d'être mis en jeu à l'une et l'autre électrode. On précise que le sodium réagit très violemment avec l'eau et que le pH du compartiment cathodique augmente lors de l'opération."

Pour les autres questions, je pense que j'y arriverai si j'ai la réponse aux premières...

Déjà, pour la première question, je ne sais pas si je dois écrire "Na+ + Cl-" ou bien "NaCl". Je suppose que H20 fait aussi partie des espèces. Je ne sais pas non plus lesquelles sont prépondérantes...
Pour les couples oxydant/réducteur, je pensais à ClO(aq)/Cl-(aq).

Merci d'avance pour les réponses...
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[invite8bc5b16d]

Salut,


On te dit dans l'énoncé que l'on a une solution aqueuse saturée en NaCl, et l'on écrit qu'il s'agit de Na+(aq)+Cl-(aq), c'est donc cette dernière forme qu'il faut retenir.
Tu as donc là deux espèces prédominantes, plus l'eau, bien évidemment.
Maintenant, d'autres espèces sont aussi présentes en solution, pense à l'autoprotolyse de l'eau Peut-on dire, l'état initial (c'est-à-dire pH neutre), que ces espèces sont prédominantes ? (sachant que le sel NaCl a une très grande solubilité dans l'eau)


Après pour chaque espèce prédominante que tu auras listée, il faut que tu te demandes si c'est un oxydant ou un réducteur, et que tu écrives la demi équation correspondante.

Enfin, pour la dernière question, on te précise que si du sodium (Na) est formé, il réagit très violemment avec l'eau, donc en fait, il ne peut pas y avoir formation de sodium...Ensuite le pH du comportement cathodique augmente, ce qui veut dire qu'une espèce basique bien connue est formée.

[invite848fe132]

Merci beaucoup, ça me paraît bien plus clair !

[invite848fe132]

J'ai fini cette partie de l'exercice, qui m'a amenée à deux couples rédox : Cl2/Cl- et H20/H2.

J'en suis maintenant à la suite, et quelque chose me semble bizarre : on me donne comme énoncé :

Dans un second temps, on supprime la séparation entre les deux compartiments ; les ions négatifs migrent vers l'anode, ce qui modifie le résultat de l'opération. En effet, le dichlore se dismute dans l'eau, et ce d'autant plus que le pH est élevé. On dit que le dichlore se dismute lorsqu'il réagit sur lui-même, pour donner deux autres espèces chimiques. Au cours de la dismutation, le chlore est à la fois oxydé et réduit.

1. a) Ecrire les demi-équations correspondantes, en les équilibrant d'abord de la manière habituelle, puis en tenant compte du fait que le pH du milieu est élevé.

Les couples étant donnés, j'ai trouvé :

Cl2 + 2H2O = 2ClO- + 4H+ + 2e-
Cl2 + 2e- = 2Cl-

Par contre, je ne vois pas du tout comment les rééquilibrer, sachant que le pH est élevé...

Merci d'avance

[A voir en vidéo sur Futura]

[moco]

Cl₂ + 4 OH^- --> 2 ClO^- + 2 H₂O + 2 e^-
Cl₂ + 2 e^- --> 2 Cl^-
Total, puis division par 2 :
Cl₂ + 2 OH^- --> Cl^- + ClO^- + H₂O

[invite848fe132]

Ah ok je vois que je m'étais trompée dans la 1ère équation

Par contre, je ne comprend toujours pas le sous-entendu de l'énoncé : est-ce que je dois mettre des coefficients différents si le pH est élevé ? Apparemment, ce pH change quelque chose dans l'équation... Ou alors je comprend mal l'énoncé ?

Merci beaucoup

[moco]

Qu'est-ce que c'est que cette histoire de sous-entendu ?

[invite848fe132]

"en les équilibrant d'abord de la manière habituelle, puis en tenant compte du fait que le pH du milieu est élevé"

[moco]

Si le pH était neutre ou acide, l'équation numéro un de tout à l'heure serait devenue :
Cl₂ + 2 H₂O --> 2 HClO + 2 H⁺ + 2 e^-
HClO n'existe pas en milieu basique, et se transforme en ion ClO^-.

[invite848fe132]

j'ai enfin compris !! Merci encore