Electrolyse chemin des électrons

[Happy-Face]

Bonjour,

Je suis en terminale S et nous étudions l'électrolyse.Je ne parviens pas à déterminer le cheminement des électrons entre la cathode et l'anode de l'électrolyse puisqu'ils " ne savent pas nager ". Merci d'avance !
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[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Ils voyagent avec les ions.
Un atome ou molécule perd un électron dans l'électrode positif et devient un ion positif, lequel voyage vers l'électrode négatif qui lui rend son électron perdu.
Et le cas symétrique se produit aussi: un atome ou molécule gagne un électron en excès à l'électrode négatif et devient un ion négatif puis rend l'électron à l'électrode positive.
Au revoir.

[Happy-Face]

Tout d'abord merci encore.
Mais par exemple au cours du plaquage d'une pièce métallique, l'ion se fixe à la cathode et ne peut donc pas une fois réduit faire le voyage inverse. Qui se chargera alors du transport ? Bon si j'ai bien compris il n'est pas nécessaire que l'électron extrait de la pile à la borne - et participant à la réduction à la cathode de l'électrolyse soit Le même que celui qui est réinjecté dans la pile à la borne + à la suite de l'oxydation au niveau de l'anode de l'électrolyse. Si c'est alors le cas , ce nouvel électrons qui s'introduit d'où vient t'il si, par exemple, la solution ne possède que des ions positifs ( ou plutôt uniquement réductibles ) ?

[LPFR]

Re.
- D'abord une solution possède toujours autant d'ions positifs que négatifs. L'équilibre électrique est très bien respecté
- Les solutions de placage (ou de galvanoplastie) ont, en général, suffisamment d'ions en solution pour ne pas "tomber en panne" d'ions métalliques. Mais si ça arrive, au lieu de d'avoir du métal qui se dépose, vous aurez de l'hydrogène qui se dégage.
Dans d'autres cas, comme dans l'affinage du électrolytique du cuivre, le métal se dissout dans une électrode (en devenant ion cuivre) et se dépose dans l'autre. Donc, la concentration en ions reste constante.
- Les électrons qui sont fournis par la cathode, sont récupérés par l'anode et complètent le tour en passant par la source d'alimentation électrique.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Happy-Face]

D'accord . Je vais émettre quelques hypothèses et poser plusieurs questions donc corrigez moi si je me trompe :
1)Les électrons arrivant à l'anode sont soit issus d'ions captés par réduction à la cathode, soit issus de l'oxydation d'ions contenus dans la solution ( ce qui est approximativement proche de ma première proposition ) ou sont issus de l'oxydation du métal constituant l'anode .
2) Car les électrodes, selon les potentiels, ne sont pas toujours impliqué ( là encore je suppose je n'avance rien ) dans la réaction d'oxydoréduction de l'électrolyse.
3)Du coup je me demande si, en échangeant de place les électrodes, on peut espérer observer encore une électrolyse ?
4) Je ne comprend pas pourquoi lors d'une électrolyse la molécule d'eau peut-être attirée par l'une ou l'autre des électrodes ( selon la composition de la solution ) puisqu'elle est censée être neutre ?
5) Enfin , je ne vois pas pourquoi l'anode est capable d'attirer des anions : je pense savoir que si la cathode arrive à attirer des cations c'est grâce à sont accumulation d'électrons directement issus de la borne - de la pile. Ainsi comment l'anode , qui est constituée d'un métal neutre, plus encore dans le cas ou les électrodes ne sont pas chimiquement impliqués dans la réaction.

Voilà je suis consciente que cela représente beaucoup de temps alors je vous remercie d'avance de bien vouloir vous intéresser à mes questionnements et plus encore d'exprimer votre réponse de la manière la plus claire possible et en suivant ma numérotation. Merci encore !

[a53r]

Bonjour,
Il serait plus facile, je pense, de considérer l’expérience un morceau après l'autre et séparément les un des autres;
Anode, Circuit électrique, Cathode, Solution.

• A. L'Anode échange avec -1. La solution, -2. Le circuit: captage d’électrons sur les molécules/atomes de la solution ou de l'anode elle même (réduction) et écoulement de ceux ci (électrons) dans le circuit.
• B.Le Circuit échange avec -1. L'anode, -2. La cathode: récupération d’électrons au niveau de l'anode et distribution d’électrons (non, pas forcement les mêmes) vers la cathode.
• C.La Cathode échange avec -1. Le circuit, -2. La solution: admission d’électrons du circuit et incorporation de ceux ci dans les atomes/molécules de la solution ou de la cathode elle même (oxydation).
• D.La Solution échange avec -1. La cathode, -2. L'anode: assimilation d'ions négatifs au niveau de la cathode et transport de ceux ci jusqu’à l'anode où ils seront réduits; et aussi, le même parcours dans l'autre sens pour les ions positifs (de l'anode vers la cathode).

Pour tes questions:

1)Les électrons arrivant à l'anode sont soit issus d'ions formés par oxydation à la cathode, soit issus de la réduction d'ions contenus dans la solution ( ce qui est approximativement proche de ma première proposition ) ou sont issus de la réduction du métal constituant l'anode .
2) Car les électrodes, selon les potentiels, ne sont pas toujours impliqué ( là encore je suppose je n'avance rien ) dans la réaction d'oxydoréduction de l'électrolyse.

Là, je suppose que tu parles du matériau qui constitue les électrodes, auquel cas, c'est exact.

3)Du coup je me demande si, en échangeant de place les électrodes, on peut espérer observer encore une électrolyse ?

Effectivement, en inversant le sens du courant dans le circuit (en branchant le + à la place du - et vice versa), on observe parfois une électrolyse (cas du rechargement d'un accumulateur/batterie), mais, pour autant que je sache, ce n'est pas toujours le cas.

4) Je ne comprend pas pourquoi lors d'une électrolyse la molécule d'eau peut-être attirée par l'une ou l'autre des électrodes ( selon la composition de la solution ) puisqu'elle est censée être neutre ?

La molécule d'eau n'est pas attirée par l’électrode, mais, comme la solution est majoritairement composée d'eau (on parle d'une solution aqueuse, du coup, c'est un peu obligé) il y a forcément des molécules d'eau en contact avec chaque électrode; et, une fois oxydée, la molécule devient ion et est donc attirée vers l'autre électrode.

5) Enfin , je ne vois pas pourquoi l'anode est capable d'attirer des anions : je pense savoir que si la cathode arrive à attirer des cations c'est grâce à sont accumulation d'électrons directement issus de la borne - de la pile. Ainsi comment l'anode , qui est constituée d'un métal neutre, plus encore dans le cas ou les électrodes ne sont pas chimiquement impliqués dans la réaction.

Le générateur du circuit électrique "pompe" les électrons de l'anode vers la cathode, du coup l'anode est très pauvre en électrons libres; en électricité, on appelle cette absence d'électron libre à un endroit où il pourrait y en avoir un "un trou", or les trous attirent les électrons de la même manière qu'un atome ou une molécule a qui on a arraché un electron (ces ions ont aussi un "trou" pourrait-on dire...).

[Happy-Face]

Quand tu dis " anode " et " cathode " tu parles de celles de la pile et non de l'électrolyse respectivement négative et positive ?

[a53r]

Non, je parle de ces bouts de métal ou de graphite ou autre que tu plonges dans la solution, il est possible que je les ai confondues, elles échangent leurs noms de temps en temps selon des règles que je maîtrise mal: Wikipedia Anode Cathode.

[Happy-Face]

Je pense que moi aussi je me suis emmêlés les pinceaux pour le 1)