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Editions Petite Elisabeth. Des ressources pédagogiques en mathématiques, physique et chimie pour les collèges, les lycées et la formation professionnelle (CAP, BEP, BP et bac pro).

Électrolyse de l'eau
Calculer le volume de dioxygène O2 formé à l'anode et le volume de dihydrogène H2 formé à la cathode connaissant l'intensité I du courant et la durée t de l'électrolyse.

Constante de Faraday / Volume molaire / Tests de reconnaissance du dihydrogène et du dioxygène

Réactions chimiques aux électrodes d'une pile zinc-cuivre, d'un électrolyseur et d'un accumulateur au plomb

Taper les données

Taper les nombres décimaux avec un point et non une virgule,
exemple : taper 0.65 au lieu de 0,65 (indiquer le 0 avant le point).

Ne pas laisser d'espace vide entre les caractères.

Électrolyse d'une solution de sulfate de sodium

On utilise une solution de sulfate de sodium car elle contient des ions sodium Na+ et sulfates SO42- qui assurent la conduction du courant électrique dans la solution de l'électrolyseur. L'eau pure n'est pas conductrice contrairement à la solution aqueuse de sulfate de sodium.

On a choisi comme électrolyte un sel (sulfate de sodium) mais on aurait pu choisir un acide (ex : acide sulfurique) ou une base (ex : soude).

1. Expérience

On plonge deux électrodes métalliques dans une cuve remplie d’une solution de sulfate de sodium. Ces électrodes sont ensuite reliées aux bornes d’un générateur de tension continue.

  • À l’anode, on observe un dégagement gazeux : le gaz dioxygène O2.
  • À la cathode, on observe un dégagement gazeux : le gaz dihydrogène H2.

Le volume de dihydrogène est le double du volume de dioxygène.

2. Réactions aux électrodes

Anode :

Les électrons e- perdus par les molécules d'eau H2O sortent par l’électrode reliée à la borne positive du générateur.

Cette électrode est donc le siège d’une oxydation, c'est l'anode.

Cathode :

Les électrons e- gagnés par les molécules d'eau H2O entrent par l’électrode reliée à la borne négative du générateur.

Cette électrode est donc le siège d’une réduction, c'est la cathode.

3. Bilan global :

Il y a autant d'électrons captés à l'anode que d'électrons cédés à la cathode car il n'y a pas d'accumulation de charges électriques dans le circuit.

Le bilan global montre que la décomposition de l'eau forme deux fois plus de moles de dihydrogène que de dioxygène.

Le volume de dihydrogène formé à la cathode est donc le double du volume de dioxygène formé à l'anode.

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