Électrolyse d’une solutiond ’acide sulfurique

T. DULAURANS

Électrolyse de l'eau

Électrodesinattaquables

Solution d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO4

2-

On place une solution d’acide sulfurique dans un électrolyseur

Électrolyse de l'eau

Électrodesinattaquables

Solution d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO4

2-

Des tubes à essais sont renversés pour recueillir les gaz éventuels

Électrolyse de l'eau

Électrodesinattaquables

Solution d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO4

2-

Des tubes à essais sont renversés pour recueillir les gaz éventuels

Électrolyse de l'eau

Électrodesinattaquables

Solution d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO4

2-

On relie les électrodes par un circuit électriquecontenant un générateur

générateur

Électrolyse de l'eau

Électrodesinattaquables

Solution d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO4

2-

Ce générateur impose le sens du courant électrique

générateuri i

Électrolyse de l'eau

Électrodesinattaquables

Solution d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO4

2-

Dans les conducteurs, le courant est créé par la circulation des électrons

générateuri i

e-e-

Électrolyse de l'eau

Électrodesinattaquables

Solution d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO4

2-

Dans la solution, le courant est créé par la circulation des ions

générateuri i

e-e-

Électrolyse de l'eau

Solution d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO4

2-

Les anions se déplacent dans le sens des électrons

générateuri i

e-e-Déplacementdes anions

Électrolyse de l'eau

Solution d’acidesulfurique  : 2 H+ ; SO4

2-

Les cations se déplacent dans le sens du courant

générateuri i

e-e-Déplacementdes anions

Déplacementdes cations

Électrolyse de l'eauLes électrons sont libérés par l’oxydation de l’eau

générateuri i

e-e-Oxydation

2 H2O = 4H+ + O2 + 4 e-

Électrolyse de l'eauIl y a formation de 02

générateuri i

e-e-Oxydation

2 H2O = 4H+ + O2 + 4 e-

Électrolyse de l'eauLes électrons sont consommés par la réduction des ions H+

générateuri i

e-e-Oxydation

2 H2O = 4H+ + O2 + 4 e-

Réduction2H+ + 2 e- = H2

Électrolyse de l'eauIl y a formation de H2

générateuri i

e-e-Oxydation

2 H2O = 4H+ + O2 + 4 e-

Réduction2H+ + 2 e- = H2

Électrolyse de l'eau

générateuri i

e-e-Oxydation

2 H2O = 4H+ + O2 + 4 e-

Réduction2H+ + 2 e- = H2

ANODECATHODE

Cela permet de définir la nature des électrodes

L’ANODE est l’électrode sur laquelle se produit l’OXYDATION.

La CATHODE est l’électrode sur laquelle se produit la REDUCTION.

Électrolyse de l'eau

générateuri i

e-e-Oxydation

2 H2O = 4H+ + O2 + 4 e-

Réduction2H+ + 2 e- = H2

ANODECATHODE

Le gaz dégagé à l’anode est bien du dioxygènecar il «rallume» un objet incandescent

O2

Électrolyse de l'eau

générateuri i

e-e-Oxydation

2 H2O = 4H+ + O2 + 4 e-

Réduction2H+ + 2 e- = H2

ANODECATHODE

Le gaz dégagé à la cathode est bien du dihydrogènecar il «aboie» en présence d’une flamme

O2H2

Électrolyse de l'eauLe dégagement de H2 est deux fois plus important que celui de O2

générateuri i

e-e-Oxydation

2 H2O = 4H+ + O2 + 4 e-

Réduction2H+ + 2 e- = H2

ANODECATHODE

O2H2

Cela s ’explique par l’équation de l’électrolyse

Oxydation à l’anode 2 H2O = 4H+ + O2 + 4 e-

L’équation est celle du fonctionnement forcé :

Équation 2 H2O = 2 H2 + O2

Formation de O2

Formation de H2

Électrolyse de l'eau

Réduction à la cathode 2H+ + 2 e- = H2

La quantité de H2 formé est bien deux fois plus grande que celle de O2

Le volume de H2 formé est donc deux fois plus grand que celui de O2