Electrolyse
AOUINE Rabie
Plan du travailI. Introduction
II. HistoriqueIII. Dfinition IV. Principe
V. Tension dlectrolyseVI. Loi de llectrolyse de Faraday VII.
Applications de llectrolyse
I. IntroductionL'lectrolyse est une mthode qui permet de raliser
des ractions chimiques grce une activation lectrique. C'est le
processus de conversion de l'nergie lectrique en nergie chimique.
Elle permet par ailleurs, dans l'industrie chimique, la sparation
d'lments ou la synthse de composs chimiques. L'lectrolyse est
utilise dans divers procds industriels, tels que la production de
dihydrogne par lectrolyse de l'eau, la production d'aluminium ou de
chlore, ou encore pour le placage d'objets par galvanoplastie.
II. HistoriqueLa premire lectrolyse par courant continu
(lectrolyse de l'eau) a t ralise le 2 mai 1800 par deux chimistes
britanniques,
William Nicholson et Sir Anthony Carlisle, quelques jours
aprsl'invention de la premire pile lectrique par Alessandro Volta
et grce celle-ci. Par ailleurs, onze ans auparavant J. R. Deiman
et
A. Paets van Troostwijk avaient dj ralis une lectrolyse de
l'eauau moyen d'une machine lectrostatique et d'une bouteille de
Leyde sans russir interprter la raction observe.
III. DfinitionLlectrolyse est le procd par lequel on provoque le
droulement dune raction rdox dans le sens non spontan en utilisant
le courant lectrique dune source extrieure.
Exemple :
Une pile galvanique constitue de deux demi-pile
fonctionnerait dans le sens de loxydation du zinc et de la
rduction des ionsCu2+ avec une f..m.
IV. Principe en appliquant une tension lectriquesufsante, peut
toutefois inverser le ux dlectrons et forcer la rduction des ions
Zn2+ en Zn et loxydation du Cu en Cu2+ .
Llectrode de zinc devient le sige de la rduction et donc la
cathode, tandis que llectrode de cuivre devient lanode de ce que
lon appelle alors une cellule lectrolytique.
V. Tension dlectrolysePour contraindre une raction rdox se
drouler dans le sens non spontan lors de llectrolyse, la source de
courant extrieure doit fournir une diffrence de potentiel (tension
dlectrolyse) U suprieure la f..m. E que produirait la raction dans
le sens spontan. Exemple: la raction non spontane:
ne pourrait tre ralise que par application dune tension
dlectrolyse U 1.23 V.
VI. Loi de llectrolyse de FaradayLe nombre de moles de produit
form par un courant lectrique est stoechiomtriquement quivalent au
nombre de moles dlectrons fourni.
VII. Applications de llectrolyse Production de chlore et de
soude NaOH par lectrolyse dune solution de NaCl (saumure).
Une membrane permable aux ions Na+ empche loxydation des OH
lanode:
Galvanoplastie (lectrodposition) est la mthode industrielle de
dpt lectrolytique dun mtal sur un support conducteur. Lanode est
constitue dun bloc du mtal dposer et la cathode de lobjet
recouvrir. La rduction du mtal la cathode permet lobtention dun dpt
mtallique rsistant. en couche mince trs
Applications: Plaquage dor, dargent ou dpt de cuivre. Nickelage,
chromage, et galvanisation (dpt de Zn) des aciers.
Production de laluminium L'aluminium est extrait par lectrolyse
du minerais de bauxite, dont le principal constituant est l'alumine
(Al2O3). L'alumine est introduite dans des cuves d'lectrolyse avec
des additifs tels que la cryolithe (Na2AlF3) et le uorure
d'aluminium (AlF3) qui en abaissent le point de fusion de 2040 C
960 C. Dans le bain dlectrolyse, lalumine fondue sionise selon
:
Afnage lectrochimique des mtaux Des mtaux impurs, tels que le
cuivre par exemple, peuvent tre puris par lectrolyse.
mtaux nobles
