Au programme de ce chapitre
- I. Principe de l'électrolyse
- II. Aspect quantitatif : la loi de Faraday
- III. Applications de l'électrolyse
- Savoir-faire
- Exercices types corrigés
- Teste-toi — vrai ou faux ?
- Pièges fréquents et astuces
- À retenir
La définition à retenir
Définition Une électrolyse est une transformation chimique forcée : un générateur électrique impose aux électrons de circuler dans un sens opposé à celui qu'imposerait l'évolution spontanée du système (Qr,i > K), afin de produire une réaction qui ne se ferait pas seule. L'électrode reliée à la borne + du générateur est l'anode, siège d'une oxydation ; celle reliée à la borne − est la cathode, siège d'une réduction.
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Un exemple corrigé
Exemple Une électrolyse fonctionne sous I = 0,50 A pendant Δt = 30 min = 1 800 s : Q = 0,50 × 1 800 = 900 C. Pour le dépôt de cuivre (z = 2, demi-équation Cu²⁺ + 2 e⁻ → Cu), n(Cu) = 900 / (2 × 9,65 × 10⁴) = 4,66 × 10⁻³ mol, soit une masse déposée m = n × M(Cu) = 4,66 × 10⁻³ × 63,5 = 0,296 g.
Les erreurs fréquentes à éviter
Piège. Électrolyse (consomme de l'énergie, réaction forcée) ≠ pile (produit de l'énergie, réaction spontanée).
Attention Dans une pile, la réaction est spontanée et la cathode est l'électrode positive ; dans une électrolyse, la réaction est forcée et c'est l'anode qui est reliée au pôle + du générateur. Le nom de l'électrode (anode = oxydation, cathode = réduction) ne change jamais, mais son signe s'inverse entre les deux dispositifs.
L'astuce du prof
Astuce. Retiens : an-ox / cat-red (anode→oxydation, cathode→réduction), valable pile ET électrolyse.
Exercices corrigés
Cherche d'abord seul, puis ouvre la correction.
Exercice 1
Qu'est-ce qu'une électrolyse ?
Voir la correction
Une transformation chimique forcée par un courant électrique (sens inverse de l'évolution spontanée).
Exercice 2
Quelle différence entre une pile et une électrolyse ?
Voir la correction
La pile produit de l'énergie électrique ; l'électrolyse en consomme pour forcer une réaction.