bonjour à tous, j'ai un DM à rendre et j'aimerais un petit peu d'aide . car je bloque sur une question ce qui m'empeche de continuer. alors voila l'exo :
l'electrolyse d'une solution concentrée d'acide sulfurique et de sulfate de cuivre (II) s'effectue avec une anode en plomb et une cathode en cuivre.
1) a_ faire un schéma de l'electrolyseur et du générateur exterieur.
b_ indiquer le sens du passage du couraant et le sens de circulation des electrons
c_ en déduire la position de l'anode et de la cathode par rapport au générateur
reponse :voir dessin
2) a_ sachant qu'il se forme un gaz (qui ranime une buchette) à l'anode et un dépot métalique à la cathode, ecrire les demi équations
bon alors à la cathode c'est Cu2+ + 2e- = Cu et à l'anode je sais pas trop ça doit être surement un truc avec H+ mais j'ai un gros doute et c'est là ou je bloque
b_ écrire l'équation globale et dire s'il s'agit d'un réaction spontanée.je pense que ce n'est pas une réaction spontanée car le principe même d'une electrolyse c'est de forcer la transforamtion à evoluer dans son sens non spontanée
3) a_ l'electrolyse est effectué pendant 12 heures avec un courant d'intensité I=5000 A. quelle masse de métal obteient-on à la cathode ?
j'ai fait un truc mais je trouve un résultat bizarre, j'ai utiliser la formule Q=n(e-)ech*F j'ai remplacé n(e-)ech par 2*mCu/MCu puis Q par I*t bon ensuite j'ai fait l'application numérique et je trouve 71 kg ! résultat très étrange !
b_quelle devrait etre la concentration minimale en ion cuivre de la solution contenue dans un récipient de 100 L pour mener à bien cette opération ?
bon bah a l'aide du résultat précedent on peut calculer la quantité de matière et ainsi trouver la concentration car la quantité de matiere qui s'est formé est égale à la quantite de matiere d'ion cu2+ consommé
4) (dernière question ouais ! c'est bientot fini)
en fait, le cuivre dit electrolytique s'obtient industriellement en utilisant des anodes en cuivre impur contenant du fer et des métaux précieux (or, argent), une solution de sulfate de cuivre et une cathode en cuivre très pur titrant 99,999% en masse de cuivre.
a_quelles sont les réactions se produisant à l'anode et à la cathode, sachant qu'il ne se produit aucun degagement gazeux et que dans les conditions imposées lors de cette électrolyse les impuretes (fer,or,argent) ne sont pas oxydées ?
à l'anode : Cu(s) = Cu2+(aq) + 2 e-
à la cathode :Cu2+(aq) + 2 e- = Cu(s)
b_ en deduire l'équation globale et pourquoi di on qu'on effectue une électrolyse à anode soluble
Equation globale : Cu2+(aq) + Cu(s)- = Cu(s) + Cu2+(aq)
Cette électrolyse est à « anode soluble » car cette électrode est en métal cuivre et il est consommée au cours de l'électrolyse.
c_où et sous quelles formes retrouve t-on le fer, l'argent et l'or ?bah je sais pas je pense que c'est sous leur forme solide et qu'ils sont sur l'electrode de l'anode
d_ pour préparer une cathode de 100 kg de cuivre très pur, il faut 3 semaines d'électrolyse. quelle est alors l'intensité du courant traversant l'electrolyseur ?
j'applique la formule Q=n(e-)ech*F on a 2e- echange ce qui correspond à 2*n(Cu)=2*m(Cu)/M(cu) puis on remplace Q par I*t application numérique et on obtient : I =167 A
voilà c'est enfin fini
merci de votre aide
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