Électrolyse de l’eau additionnée de soude ou hydroxyde de sodium Na+ + OH-

D’après T. DULAURANS adapté par JY CATHELINE

Électrolyse de l'eau additionnée de soude On met de l’eau distillée dans un électrolyseur connecté à un générateur de

tension continue réglable. A l’aide du microampèremètre, on constate qu’elle ne conduit quasiment pas le courant. On y ajoute alors une solution de soude Na++OH- à 1mol.L-1

Solution de soude Na++OH-

Électrodesinattaquables

générateur

A

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Électrodesinattaquables

Des tubes à essais sont renversés pour recueillir les gaz éventuels

Solution de soude Na++OH-

générateur

A

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Électrodesinattaquables

Des tubes à essais sont renversés pour recueillir les gaz éventuels

Solution de soude Na++OH-

générateur

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Électrodesinattaquables

générateur

Solution de soude Na++OH-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Électrodesinattaquables

Le générateur impose le sens du courant électrique

générateuri i

Solution de soude Na++OH-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Électrodesinattaquables

Dans les conducteurs, le courant est créé par la circulation des électrons

générateuri i

e-e-Solution de soude Na++OH-

Électrodesinattaquables

Dans la solution, le courant est créé par la circulation des ions

générateuri i

e-e-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Solution de soude Na++OH-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Les anions (ions -) se déplacent dans le sens des électrons

générateuri i

e-e-Déplacementdes anionsSolution de soude Na++OH-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Les cations (ions +) se déplacent dans le sens du courant

générateuri i

e-e-Déplacementdes anions

Déplacementdes cations

Solution de soude Na++OH-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Les électrons sont libérés par l’oxydation des ions HO-

générateuri i

e-e- Oxydation des ions HO-

4 HO- = O2 (g) + 2H2O + 4 e-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Il y a formation de 02

générateuri i

e-e- Oxydation des ions HO-

4 HO- = O2 (g) + 2H2O + 4 e-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Les électrons sont consommés par la réduction de l’eau H2OLes ions Na + ne sont pas réduits

générateuri i

e-e-Réduction de l’eau2H2O + 2 e- = H2 (g) + 2HO-

Oxydation des ions HO-

4 HO- = O2 (g) + 2H2O + 4 e-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Il y a formation de H2

générateuri i

e-e-Réduction de l’eau2H2O + 2 e- = H2 (g) + 2HO-

Oxydation des ions HO-

4 HO- = O2 (g) + 2H2O + 4 e-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

générateuri i

e-e-

ANODECATHODE

Cela permet de définir la nature des électrodes

Réduction de l’eau2H2O + 2 e- = H2 (g) + 2HO-

Oxydation des ions HO-

4 HO- = O2 (g) + 2H2O + 4 e-

L’ANODE est l’électrode sur laquelle se produit l’OXYDATION.

La CATHODE est l’électrode sur laquelle se produit la REDUCTION.

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

générateuri i

e-e-

ANODECATHODE

Le gaz dégagé à l’anode est bien du dioxygènecar il «rallume» un objet incandescent

O2

Oxydation des ions HO-

4 HO- = O2 (g) + 2H2O + 4 e-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

générateuri i

e-e-

ANODECATHODE

Le gaz dégagé à la cathode est bien du dihydrogènecar il «aboie» en présence d’une flamme

O2H2

Réduction de l’eau2H2O + 2 e- = H2 (g) + 2HO-

Oxydation des ions HO-

4 HO- = O2 (g) + 2H2O + 4 e-

Électrolyse de l'eau additionnée de soude

Le dégagement de H2 est deux fois plus important que celui de O2

générateuri i

e-e-

ANODECATHODE

O2H2

Cela s ’explique par l’équation de l’électrolyse

Réduction de l’eau2H2O + 2 e- = H2 (g) + 2HO-

Oxydation des ions HO-

4 HO- = O2 (g) + 2H2O + 4 e-

L’équation est celle du fonctionnement forcé :

Équation 2 H2O = 2 H2 + O2

Formation de O2

Formation de H2

Électrolyse de l'eau

Réduction à la cathode 4H2O + 4 e- = 2H2 (g) + 4HO-

La quantité de H2 formé est bien deux fois plus grande que celle de O2

Le volume de H2 formé est donc deux fois plus grand que celui de O2

Oxydation des ions HO - à l’anode 4 HO- = O2 (g) + 2H2O + 4 e-