TPTSC7bis - Electrolyse

TS
TP de chimie
Électrolyse de l'eau en milieu acide
Objectifs :
- Effectuer le bilan quantitatif d'une électrolyse.
Manipulation
- Introduire 125 mL d'eau distillée dans l'électrolyseur.
- Remplir des tubes à essais avec de l'eau distillée et les retourner, sans bulles d'air.
- Fixer les tubes en les plaçant légèrement à côté des électrodes.
- Ajouter 25 mL d'acide sulfurique dans la cuve de
l'électrolyseur.
- Homogénéiser la solution à l'aide d'un agitateur et ce,
particulièrement entre les électrodes.
- Réaliser le montage en série comprenant : un générateur
de tension continue réglable, l’électrolyseur, un multimètre
utilisé en mode ampèremètre et un interrupteur.
- Ajuster la tension aux bornes du générateur pour que
l’intensité du courant soit égale à une valeur proche de
0,30 A. Cet étalonnage réalisé ouvrir le circuit.
- Placer les tubes gradués juste au dessus des électrodes
- Fermer l'interrupteur tout en déclenchant le chronomètre.
- Relever la valeur de l'intensité du courant et la maintenir constante.
- Observer.
- Arrêter l'électrolyse, lorsque le volume dégagé à une électrode est conséquent et
noter la durée de l'électrolyse.
- Avec un feutre, marquer sur les tubes le niveau du liquide en fin d’électrolyse.
- Mesurer les valeurs des volumes dégagés à l'anode et à la cathode.
- Relever la valeur de la température du laboratoire et de la pression atmosphérique
(ces paramètres permettront de définir le volume molaire).
Données : Couples oxydant/réducteur :
H+(aq)/H2(g) S2O82-(aq)/ SO42-(aq)
O2(g)/H2O
Constante des gaz parfait : R = 8,32 J.K-1.mol-1
Constante d’Avogadro : NA = 6,02.1023 mol-1
Charge élémentaire : e = 1,6. 10-19 C
SO42-(aq)/SO2(aq)
Questions :
1. Calculer le volume molaire à la température et à la pression du laboratoire.
2. A partir de l'inventaire des espèces chimiques présentes dans la solution au
départ, écrire les équations des réactions possibles à chaque électrode.
3. Au vu des observations et du sens de circulation des électrons, indiquer les
réactions qui se produisent aux électrodes.
4. Réaliser les tests permettant d’identifier les gaz formés (Auparavant appeler le
professeur pour faire valider vos tests).
5. Déterminer la quantité d’électrons ayant circulé dans le circuit pendant la durée
∆t.
6. En déduire la quantité de matière de gaz dégagée au niveau de chaque
électrode.
7. Comparer le résultat avec les valeurs mesurées expérimentalement.
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