Chimie physique
Piles galvaniques et électrolyse
Une pile galvanique convertit une réaction rédox spontanée en travail électrique ; l’électrolyse utilise une source externe pour imposer une réaction non spontanée。
Dans une pile Daniell, Zn s’oxyde à l’anode et Cu²⁺ se réduit à la cathode. Les électrons circulent dans le circuit externe de l’anode vers la cathode ; le pont salin maintient l’électroneutralité。
Modèle et grandeurs
Lisez la relation avec les hypothèses d’état, les conditions expérimentales et les conventions de signe. Gardez des unités cohérentes et vérifiez les dimensions avant toute interprétation。
Définition: Loi de Faraday de l’électrolyse
La charge Q correspond à Q/F mole d’électrons. La quantité formée dépend de la charge et du nombre d’électrons échangés par particule。
Les grandeurs sont définies pour la réaction ou le système considéré. Distinguez notamment les grandeurs standard des conditions réelles et ne déduisez pas un mécanisme de la seule expression générale。
Exemple: Exemple résolu
Un courant de 2,0 A traverse une solution de Cu²⁺ pendant 965 s. Pour Cu²⁺+2e⁻→Cu et F≈96500 C/mol, trouvez la quantité de cuivre formée。
Solution
Q=It=1930 C ; n(e⁻)=1930/96500=0,0200 mol. Deux moles d’électrons produisent une mole de Cu, donc n(Cu)=0,0100 mol。
| Notion | Description | Unité / remarque |
|---|---|---|
| Relation clé | À utiliser dans les conditions indiquées | Vérifier unités et convention de signe |
| Grandeur mesurée | Relie un état ou un processus | Comparer données et modèle |
| Domaine | Modéliser les conditions données | Vérifier les hypothèses |
La f.é.m. Ecell est la différence de potentiel à courant presque nul ; une charge réelle entraîne une chute due à la résistance interne. Les produits d’électrolyse dépendent aussi de la surtension et des réactions concurrentes。
Dans l’exemple résolu, quel résultat découle des données ?
Quelle affirmation correspond à cette leçon ?
Références
- Peter Atkins, Julio de Paula (2014). Physical Chemistry